专利名称:硝酸钠生产法的制作方法
本发明是工业生产硝酸钠的新方法。
本发明以碳酸氢钠结晶和硝酸铵浓溶液为反应物，加热反应生产硝酸钠，副产物氨、二氧化碳可回收利用。
本发明特别授益于具有硝酸铵生产以及纯碱生产能力的联合企业。因为碳酸氢钠是氨碱法或联氨制碱法生产纯碱碳酸钠的中间产物，成本很低;硝酸氨则由氨和硝酸中和而得(其中硝酸亦来自氨的氧化吸收)。
现在，工业生产硝酸钠一般采用吸收法和复分解法两种，且以前者为主。
吸收法系用纯碱溶液吸收硝酸尾气中氧化氮，再用硝酸转化其中的亚硝酸钠而得。此法利用废气，综合利用资源，可减少环境污染。但由于硝酸尾气中含氧化氮很少，导致硝酸钠产量有限。而且由于需使用硝酸在高温下转化亚硝酸钠，对设备的酸腐蚀较严重。特别是在现有生产条件下，亚硝酸钠并没有百分之百地转化为硝酸钠，亚硝酸盐便成为吸收法生产的硝酸钠成品中的主要杂质之一。亚硝酸盐为有害致癌物，因此当硝酸钠作为化肥时，其中的亚硝酸钠会被农作物吸收，人畜食用后均有害。
复分解法系用硝酸钙和硫酸钠复分解而得，此法节省纯碱，成本较低，但成品中因含有硝酸钙，容易潮解，且纯度较低，因而此法利用较少。
除吸收法和复分解法之外，有少数国家以及国内少数厂家还采用阳离子交换法，其优点是主要工艺过程简单，而且不需价昂的碱就能制得硝酸钠，但因耗能太大，因此只在能源便宜充足的国家才能得到广泛应用。
本发明旨在提高生产能力，清除有害杂质，减小设备腐蚀以及充分利用和节省能源。
本发明采用将纯碱生产中的中间产物碳酸氢钠结晶等摩尔与硝酸铵浓溶液混合，加热使之反应的方法制取硝酸钠;副产物为易挥发的氨和二氧化碳，从而使碳酸氢钠与硝酸铵的反应进行完全。将氨与二氧化碳混合气体导出后，可回收利用。
本发明与现有技术(主要与同本发明密切相关且工业上广泛使用的吸收法)相比具有如下特点一、易于大量生产。
二、采用浓硝酸铵溶液代替吸收法中的氧化氮气体和硝酸溶液。硝酸铵可很容易地由稀硝酸吸氨而大量得到，而且中和反应放出的大量热能可使生成的硝酸铵溶液浓缩达到反应要求。特别是随硝酸带入的少量亚硝酸和氧化氮气体在与氨的反应中，生成受热易于分解成无害氮气的亚硝酸铵，从而除去了有害物质。
三、硝酸铵与碳酸氢钠酸碱性均较弱，从而降低了对设备的腐蚀。
四、副产物氨、二氧化碳混合气体与水蒸气反应，可生产占氨、二氧化碳以及水蒸气总量50%的碳酸氢铵(含碳酸铵)成品(用作肥料)，剩余气体再通过吸收的方法回收利用。
五、从能源消耗方面看，本法生产硝酸钠过程反应吸热较大，但由于本法采用硝酸铵浓溶液以及碳酸氢钠固体加料，反应完毕后勿需蒸发浓缩，从而节省了蒸发浓缩过程所耗大量热能。本法总耗能只有吸收法总耗能的三分之一。
六、从设备投资看，本发明所需大部分设备可沿用具有硝酸铵生产以及纯碱生产能力厂家的现有设备，并且可与其它产品并列生产，根据市场需要，主动调节各产品的生产比例。
七、从成本消耗看，吸收法利用了价廉的硝酸尾气，且用硝酸转化亚硝酸钠时可副产能回收利用的氧化氮气体，因而成本较低。本法虽用到成本较高的硝酸铵，但所用碳酸氢钠比纯碱碳酸钠价廉，且副产成品碳酸氢铵和可回收利用的氨、二氧化碳;特别是耗能小，使成本大幅度降低;因而总的成本消耗与吸收法相当。
现在，我国硝酸钠生产供不应求，而且价格不断上涨，不少地区市场价格已超过国家定价一倍以上;因此，国家已将硝酸钠列为短缺物资。
本发明可通过下述方式具体实现如(即生产流程简图)所示，硝酸铵浓液由储槽8流入可密封式反应器1中，再由传送带6将碳酸氢钠结晶通过料斗7一次或分批加入。过热蒸气间接加热使反应进行，反应过程中可通过鼓泡器19鼓入过热蒸气或压缩热空气搅拌。反应生成的氨、二氧化碳和水汽的混合气体导出后在冷却器10中生成碳酸氢铵(含碳酸铵)结晶，剩余未反应的氨、二氧化碳可通过吸收塔12回收利用。
当常压下反应器1中反应液沸点升至约110℃时，切断反应器1通往冷却器10的通路，使反应快完毕时生成的少量氨、二氧化碳经气液分离器18分离后进入吸收塔12回收。当反应液沸点升至约120℃时，采用吸收塔12上部接真空泵“抽气”和鼓泡器19鼓入经碱液吸收装置20吸收二氧化碳后的空气“换气”的方法，除去溶于硝酸钠生成液中的少量氨和二氧化碳。
最后，放出硝酸钠生成液，经结晶器2冷却结晶后，送入离心机3分离。结晶经干燥器4干燥后得硝酸钠成品，母液流入母液槽5，再由泵9送入储槽8。
冷却器10中生成的碳酸氢铵(含碳酸铵)结晶可通过螺旋式刮刀输入离心机11中分离。结晶经螺旋输送机送至热风干燥管14下部。热空气(90-110℃)从热风干燥管底部吹入与湿结晶进行气流干燥。干燥后的碳酸氢铵(含碳酸铵)结晶再经二级复式旋风分离器15分离得成品，随即送入成品贮斗16去秤量包装。二级复式旋风分离器15出口气体经吸收塔12后放空。离心机11离心后母液与吸收塔12中的吸收液混合后回收利用。
权利要求
本发明是工业生产硝酸钠的新方法。现有生产技术中与本发明密切相关的硝酸钠生产方法是吸收法(即用纯碱溶液吸收硝酸尾气中氧化氮，再用硝酸溶液转化亚硝酸钠。)。1、本发明的特征是以碳酸氢钠和硝酸铵为反应物生产硝酸钠，反应过程中有付产物氨、二氧化碳生成，此混合气体可回收利用；
2.根据权利要求
1，本发明实施过程中有付产物氨、二氧化碳生成，此混合气体可通过以下特征步骤回收利用将氨、二氧化碳混合气体连同水汽一起经一特殊装置冷却，从而得到碳酸氢铵(含碳酸铵)结晶，剩余气体再通过吸收的方法回收。
专利摘要
本发明以碳酸氢钠和硝酸铵为反应物，加热反应生产硝酸钠；副产物氨、二氧化碳可回收利用。采用本法生产硝酸钠，成本与吸收法相当；但按本法生产，产量高、节省能源、对设备腐蚀小，且硝酸钠成品中不含有害物质——亚硝酸盐。产品既可作为工业原料，亦可作为农业肥料。
文档编号C01D9/10GK87100251SQ87100251
公开日1987年7月29日 申请日期1987年1月10日
发明者陈鹏, 吴新国 申请人:陈鹏导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan