[发明专利]一种稀硝酸制备系统及其制备方法

权利要求书

1.一种稀硝酸制备系统，用于将发烟硝酸制备成稀硝酸并收集制备过程中产出的NO气体，其特征在于：包括发烟硝酸储槽和上部设有喷头的反应器，所述反应器下部的进液端与所述发烟硝酸储槽连通，所述反应器的输出端分为两路，一路与NO气体制备装置相连，另一路与稀硝酸制备装置相连，所述NO气体制备装置包括与所述反应器顶部连通的冷凝器、用于分析出NO气体的分离器和NO储槽，所述分离器的入口与所述冷凝器连接，所述分离器的出气管通过压缩机与所述NO储槽相连，所述分离器的出液管与所述反应器的上部相连，所述稀硝酸制备装置包括与所述反应器底部连通的硝酸储槽、循环泵和循环冷却器，所述循环泵驱动所述硝酸储槽内的硝酸溶液经过循环冷却器回流至所述反应器内，所述反应器的回流口位于所述反应器的中上部。

2.根据权利要求1所述的稀硝酸制备系统，其特征在于：所述发烟硝酸储槽内的溶液在氮气空分装置的作用下进入所述反应器。

3.根据权利要求2所述的稀硝酸制备系统，其特征在于：所述冷凝器、发烟硝酸储槽和硝酸储槽为冷冻盐水换热器结构，冷冻盐水温度为-10～-14℃。

4.根据权利要求3所述的稀硝酸制备系统，其特征在于：所述发烟硝酸储槽内部压力为0.5-0.6MPa，所述发烟硝酸储槽内部温度为0-20℃，所述NO储罐内部压力为3-5MPa，所述反应器内部压力为0-0.3MPa，所述反应器内底部温度为30-70℃，所述反应器内顶部温度为10-30℃。

5.一种稀硝酸的制备方法，使用如权利要求3或4的稀硝酸制备系统，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用所述氮气空分装置将所述发烟硝酸储槽内的溶液压入所述反应器内；

2)开启所述喷头，向所述反应器内喷入软水，所述反应器内部的发烟硝酸溶液与水反应，所述发烟硝酸化学式为HNO₃·NO₂，所述发烟硝酸与水反应生成NO₂气体和稀硝酸，所述NO₂气体与水反应生成NO气体和稀硝酸：3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO+Q；

3)所述步骤2)中反应所得的NO气液混合气体通过所述冷凝器流入所述分离器内，经所述分离器分离出的NO气体通过压缩机送往NO储槽，分离出的溶液通过出液管回流至所述反应器内继续反应；

4)所述步骤2)中反应所得的稀硝酸从所述反应器底部流入所述硝酸储槽，所述硝酸储槽中的稀硝酸通过循环泵进入循环冷却器中进行换热，换热后通过回流口回流至所述反应器内中上部并进行喷淋，促进反应完全。

5)制备不同浓度的稀硝酸的方法为：在步骤4)的反应中，减少或停止喷淋软水，硝酸储槽中的稀硝酸通过循环泵进入循环冷却器中进行换热，然后进入所述反应器内中，使所述稀硝酸中的水进一步与所述步骤2)中的二氧化氮反应生成稀硝酸，然后流入硝酸储槽，使所述硝酸储槽中的稀硝酸的浓度逐步加大，直至获得生产所需的稀硝酸浓度。

6.根据权利要求5所述的NO气体和稀硝酸的制备方法，其特征在于：所述发烟硝酸储槽内部压力为0.5-0.6MPa，所述发烟硝酸储槽内部温度为0-20℃，所述NO储罐内部压力为3-5MPa。

7.根据权利要求6所述的NO气体和稀硝酸的制备方法，其特征在于：所述步骤1)至步骤5)中所述反应器内部压力为0-0.3MPa，所述反应器内底部温度为30-70℃，所述反应器内顶部温度为10-30℃。