本发明是用碱液循环吸收由NH3接触氧化炉中出来的浓的氧化氮气体生产NaNO2的方法。 目前,生产NaNO2的方法通常是用20~30%的Na2CO3溶液吸收HNO3生产中的尾气,在生成NaNO2的同时也有NaNO3生成。此方法除了生产NaNO2和NaNO3外,同时改善了工厂的环境保护,吸收氧化氮后的溶液经蒸发、结晶、分离,便可得到产品NaNO2和NaNO3两种钠盐,但此种方法生产的NaNO2质量较低,产量亦受HNO3产量的局限;而且在整个钠盐产品中NaNO3约占40~50%,NaNO2只占50~60%。
美国专利U.S,Pat ent 4009246 Feb 22,1977,采用含氧化氮的高温气体,鼓泡通过碱液生成NaNO2,以减少NaNO3的生成。
本发明与美国专利不同之处,在于气体进入吸收器沿器体得到了良好的分佈,而且利用气体分佈板将液层分隔为多个吸收区,并且通过调节送入各吸收区冷却后循环碱液的流量,以控制各吸收区的温度,使之相同,造成等温吸收。另外,可向进口气体补加空气,以调节气体中的氧含量,从而维持吸收过程中适宜的氧化度,并可在后面吸收塔的适当部位补加含氧化氮较浓的,氧化度较高的气体以调节气体中氧化氮的氧化度,从而增进气体地吸收效率。且各碱吸收塔间的循环碱液特殊的串联流程,既可使送出去之溶液具有较高NaNO2之浓度,又可使各吸收塔操作方便、稳定,这些都是美国专利所没有的。
本发明的目的是提供一种质量高,产量多的NaNO2的生产方法。
本发明是以NH3和空气在铂网上燃烧生成约含10%氧化氮的气体,用Na2CO3或NaOH碱性溶液吸收生成NaNO2,在生成NaNO2的同时,也会有一定数量的NaNO3生成,NaNO3生成量即使只有不大的变化,由于吸收后溶液加工过程的原因,将对NaNO2在整个钠盐产品中所占的比重产生相当大的影响。为了减少NaNO3的生成,应调整气体中氧化氮的氧化度,即NO2体积百分比/(NO体积百分比+NO2体积百分比)。要求在吸收过程中具有适宜的氧化度,一般为20~40%,最高不得大于50%。在吸收过程中应维持一定的温度,不使含氧化氮的气体中有蒸汽凝结,以免吸收NO2生成HNO3,HNO3将与碱液反应直接生成NaNO3。
本发明采用的工艺流程如图1,气NH3和空气混合在铂网上燃烧生成的含氧化氮的气体,先通过废热锅炉产生蒸汽,气体(1)的温度维持300~400℃,进入吸收器(2),在吸收器中被循环碱液(23),(24)所吸收,此循环碱液含Na2CO310~30g/l,NaNO2300~450g/l。气体(3)从吸收器顶部流出进入随后的吸收塔(4)(5)(6)(7),在常压下吸收时,吸收塔为3~5座,在加压下吸收时,吸收塔为1~3座。吸收塔采用填料塔或板式塔均可,利用碱液循环进一步吸收气体中的氧化氮。吸收塔(4)(5)(6)各自用泵(9)(10)(11)将循环碱液(12)(13)(14)经过水冷器(15)(16)(17)送入塔内吸收氧化氮。吸收塔(7)用泵(18)将循环碱液(19)送入塔内吸收氧化氮。尾气(28)通过烟囱排空。循环碱液(12)(13)及(14)含Na2CO35~30g/l,300~400g/l。吸收器(2)及吸收塔(4)(5)(6)(7)均通过(21)补充碱液。吸收塔(4)(5)(7)排出之溶液(20)送出经补充固碱增浓后成为溶液(21)回到吸收器的底部循环槽。循环碱液(29)送到吸收塔(6),作为该塔循环碱液(14),其中Na2CO3含量为1~5g/l,NaNO2为300~450g/l,NaNO3少量,部份溶液(22)送去经蒸发、结晶、分离生成产品NaNO2。
循环碱液如此串联之目的在于:
1、使送出之溶液(22)保持较高之浓度,以利其后之加工。
2、使吸收塔(4)循环碱液(12)保持较低之浓度,以免该塔可能之堵塞。
3、吸收器(2)为浸没式,不易受堵,故可与较浓之循环碱液接触。
4、吸收器(2)供送出溶液(29)碱度之粗调。
5、吸收塔(6)供送出溶液(22)碱度之精调。
吸收器(2)底部循环槽的循环碱液用泵(8)送出,一部份循环碱液(23)经水冷器(25)送入吸收器各区,部份循环碱液(24)不经水冷器送入顶部吸收器;通过调节送入各吸收区循环碱液的流量,以控制各吸收区的温度,使之相同,造成等温吸收,这就避免了在吸收器内因水蒸汽的冷凝,生成HNO3。在常压和低压下吸收温度应控制在55~65℃,随着压力的提高,温度亦须相应提高,吸收器(2)和各吸收塔(4)(5)(6)(7)循环碱液的流量可控制为0.02~0.03m3/Nm3气体,进入吸收器(2)气体(1)的温度,以及气体的O2含量可藉补入空气(26)调节,这就便于在吸收器(2)内维持氧化氮适宜的氧化度,从而既可达到良好的吸收率,又可使NaNO3的生成减至最少。另外,从本吸收器逸出的气体中氧化氮的氧化度不足50%,且含量已经比较稀薄,继续氧化进程缓慢,因此,可在随后吸收塔(6)的顶部补加含氧化氮较浓的气体(27),以调节气体中氧化氮的氧化度,从而增进气体的吸收效率,使尾气中氧化氮的含量减至最少。
由于在循环碱液中NaNO3生成量减少,便可使得在其加工过程中提高NaNO2的产量,相应减少NaNO3的产量,并有利于保证NaNO2的产品质量,由于NaNO2较NaNO3难于获得,故价格较昂。
本发明可用于在常压或加压(5Kg/cm2左右及以下)以Na2CO3或NaOH碱性溶液吸收铂网上NH3燃烧生成的含氧化氮的气体以制造NaNO2。也可用于处理HNO3生产的尾气,以改善环境保护。