[发明专利]一种利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于无机化工产品生产技术领域，具体涉及一种利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的方法和设备。 

背景技术

硝酸钠是重要的无机化工原料，广泛用于化工、医药、食品、农业和军事工业等各个方面。当前工业生产中一般采用亚硝酸钠母液转化(也叫硝化)生产硝酸钠。主要过程是：氨氧化产生NO，按工艺要求部分氧化成NO₂，进入碱吸收塔，制取原料液得到硝酸钠和亚硝酸钠混合溶液，经过蒸发、结晶、分离等过程制得亚硝酸钠分离后的液体即为母液，母液经过转化过程将亚硝酸钠转化为硝酸钠。亚硝酸钠母液转化的反应式为： 

3NaNO₂+2HNO₃＝3NaNO₃+2NO+H₂O 

碱吸收塔的任务是用碱液作吸收剂将转化过程产生的NO_X，制备硝酸钠、亚硝酸钠溶液，为产品准备原料液，另一方面是用碱液吸收NO_X，可以减轻后部尾气处理系统的负荷。吸收塔的吸收效率和原料液质量关系到转化过程以及硝酸钠生产的产品产量、产品质量、能量消耗和工厂环境治理工作。不论从工艺上还是从理论上讲，控制好NO和NO₂的比例，有利于提高产量，降低能量消耗，减少排放尾气中NO₂的含量。 

现有的转化过程都采用空气搅拌的间歇式转化工艺，转化设备为反应釜式转化器。硝酸和母液从上部进入转化塔，从下部鼓入空气进行鼓泡搅拌。转化过程搅拌空气为NO的5～7倍，过量的空气进入系统，带出大量的酸雾，空气中大量的氧把转化过程产生的NO氧化为NO₂，进入吸收塔后不仅增大了吸收塔的负荷，造成吸收率降低，成本增加，同时破坏了碱吸收系统NO∶NO₂的比值平衡，为后续工序的结晶分离工序造成困难，污染严重，影响产品质量。公开号为CN101096280A的中国发明专利申请公开了一种“亚硝酸钠母液转化工艺，包括预转化工序、转化工序、中和工序，来自亚硝酸钠母液贮槽的母液与来自转化塔的转化气和搅拌空气进行预转化后，吸收液去转化工序，转化气去纯碱吸收工序”。该专利申请实现了亚硝酸钠转化过程连续操作，取得了良好的效果。但是该专利申请在转化过程仍使用空气进行搅拌，没有对定量配氧、控制转化气中NO和NO₂的比例及提高吸收塔的吸收效率提出措施，并且没有给出实现连续生产硝酸钠、亚硝酸钠原料液的设备。 

发明内容

为克服上述现有技术的不足及配合无气体搅拌连续转化生产硝酸钠过程的实施，本发明提供一种利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的方法，调节转化气的氧化程度，合理控 制NO和NO₂的比值，优化转化气吸收操作过程，使转化气直接生产硝酸钠、亚硝酸钠原料液，本发明的另一目的是提供利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的设备。 

本发明提供的利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的方法为：从预转化单元来的转化气和碱液在吸收塔进行吸收反应，液体产物从塔底抽出到原料液后加工工序，塔顶气体到气体治理系统。所述转化气与配氧空气混合氧化后进入吸收塔，配氧空气的量按工艺要求吸收塔中NO∶NO₂＝1∶0.5～2的比值调节，转化气与吸收塔上部进入的碱液逆向接触，碱液从塔的上段填料层流下，经塔中间气液再分布器分布后再经下段填料层到塔底。 

优选配氧空气的量按照吸收塔中NO∶NO₂＝1∶1的比值调节。吸收塔为常温、常压操作，操作温度为60～80℃，优选为70±5℃；操作压力为0.03～0.08MPa优选为0.05±0.01MPa。碱液为碳酸钠碱液，浓度为15％～25％(wt)，优选浓度为20％(wt)。 

为实现上述利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的方法，本发明提供一种利用转化气制备硝酸钠、亚硝酸钠原料液的设备，主要由吸收塔、吸收泵和配套的管路、阀门组成。吸收塔为填料塔，吸收塔上部碱液入口与新鲜碱液线连接，下部气体入口与转化气管路连接，气体出口连接到尾气治理系统，下部出料口通过吸收泵连接到原料液后加工工序。配氧空气管路与转化气管路连接；吸收塔的填料层分为上、下两段，两段填料层的中间设有气液再分布器。