[发明专利]硝酸盐生产用化工设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应釜，具体涉及硝酸盐生产用化工设备。

背景技术

硝酸钾是钾的硝酸盐，实验式KNO₃(硝酸钾是离子化合物，并没有分子，所以没有分子量，只有式量)。外观为透明无色或白色粉末，无味，比重(水＝1)为2.11。在水中的溶解度为13g/100mL(因温度而异，温度越高溶解度越高，在化学物质之中，硝酸钾溶解度变化是相当明显的)。世界硝酸钾70％用于农业。

硝酸钾的制备方式多，目前化工厂制备大量的硝酸盐一般会使用复分解法制备硝酸盐，复分解法制备硝酸盐是将硝酸钠与氯化钾经复分解反应得硝酸钾和氯化钠。利用它们在不同温度下的溶解度不同可将其分离；例如：先把硝酸钠溶于热水中，在搅拌下按硝酸钠：氯化钾一定的配料比逐渐加入氯化钾，经蒸发浓缩，当温度为119℃时，氯化钠结晶析出，将溶液和晶体进行热过滤，得到大量氯化钠晶体，再将分离氯化钠后的母液缓慢冷却，硝酸钾即结晶析出。经抽滤、洗涤和干燥即得粗产品(纯度≥85％)，再经重结晶可得纯品和高纯品。但是，由于化工厂生产的硝酸钾量多，因此，硝酸钠与氯化钾的加量也多，因此，硝酸钠需要较长的溶解时间，并且反应釜中的硝酸钠与氯化钾中实际反应温度(主要是氯化钠析出的温度)上升慢，氯化钠尽可能完全析出需要就很长的时间，并且硝酸钠可能存在溶解不完全的情况，硝酸钠就不能完全电离，使得硝酸钠与氯化钾不能充分混合，硝酸钠与氯化钾不能完全电离，最后得到的产物纯度低，使得硝酸钾成品的制备效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是大批量制备硝酸钾的制备效率低，目的在于提供硝酸盐生产用化工设备，解决化工厂大批量制备硝酸钾，硝酸钾制备时间长、成品纯度低造成的硝酸钾制备效率低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

硝酸盐生产用化工设备，包括釜体，釜体内侧壁上安装有加热器，釜体的一侧方连接有预加热装置，所述预加热装置包括加热炉、容器、与容器连通的出液管，加热炉位于釜体外侧，容器放置于加热炉上方，出液管一端与容器连通，出液管另一端穿过釜体壁进入到釜体内部，釜体的上方连通有高速转动的料斗，料斗的下端连通有进料管，进料管的下端位于釜体内底部，位于釜体内部的进料管、出液管相互连通，进料管下方的外管壁上安装有多个桨叶。所述出液管上设置有控制出液管内部液体流量的控制阀。

硝酸钠(NaNO3)、氯化钾(KCl)复分解反应原理如下：设NaNO₃、KCl的物质的量之比为1:1.将它们溶于适量水中，因是强电解质，溶液中有四种离子：Na⁺、K⁺、Cl^-、NO₃^-，可能组成四种盐：NaNO3、KCl、KNO3和NaCl；加热蒸发，随温度升高，水量减小，氯化钠溶解度增大不多，而其它几种盐溶解度增大很多，氯化钠最先达到饱和而析出；趁热过滤，将滤液冷却，有KNO₃结晶，其中混有少量NaCl，通过重结晶可以得到纯净KNO₃，因此，需要提高硝酸钾制备效率，一方面需要使得硝酸钠、氯化钾完全溶解才能在溶液中尽可能的电离，使得溶液中各离子量保持最优的比例；另一方面会快速加热混合后的反应溶液，使得氯化钠尽可能快速完全的析出，溶液量越多，加热越慢；本发明中釜体是进行反应的容器，釜体中的加热器是提供硝酸钠与氯化钾进行复分解反应的热量，预加热装置用于加热溶解硝酸钠，使得硝酸钠完全溶解，预加热装置中容器用于溶解硝酸钠，加热炉用于加热硝酸钠，使得硝酸钠完全溶解，出液管用于将硝酸钠热溶液通入进釜体内部，预加热装置提高了硝酸钠溶液的初始温度，缩短了釜体内部氯化钠晶体完全析出的时间；料斗内部装有氯化钾，氯化钾通过进料管进入釜体时，氯化钾在釜体中的进料管中会与出液管中的硝酸钠热溶液进行混合，氯化钾及硝酸钠溶液会一起从进料管的出料端进入到釜体内部，在加入氯化钾的过程中，料斗会高速转动，桨叶在料斗高速转动的过程中起到了搅拌作用，使得氯化钾与硝酸钠溶解、电离完全，均匀混合，在加热蒸发中，能够快速并尽可能完全析出氯化钠晶体。