硝酸工业

上一篇 / 下一篇 2008-11-03 18:57:21

硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等；在实验室里，它是一种重要的化学试剂。
一．硝酸工业制法的发展
硝酸的工业制法有三种。
第一种是早在17世纪就使用的硝石法。它是利用钠硝石跟浓硫酸共热而得硝酸。
△

NaNO3＋H2SO4（浓）
NaHSO4＋HNO3↑
第二种是电弧法。它是利用电弧使空气中的氮气和氧气直接化合而成NO。这是可逆反应，而且这两种单质互相化合时是吸热的，因此高温对于NO的生成有利。不过，即使在3000℃，平衡混合物中也仅含有5%的一氧化氮。工业上用强大的电源产生的电弧做加热器，温度可达4000℃左右。当空气流迅速通过电弧时，空气受到强热，于是就生成少量的一氧化氮。立刻将混合气体冷却到1200℃以下，以后再进一步冷却，混合气体中的NO与O2化合而成NO2，最后用水吸收而成硝酸。
第三种是氨的催化氧化法。主要原料：NH3、空气、水
生产原理：
4NH3＋5O2 4NO＋6H2O

2NO＋O2＝2NO2
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
尾气吸收：
2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O，
NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O

HNO3的浓缩：用Mg(NO3)2或浓H2SO4作吸水剂，蒸馏所得的HNO3可得发烟硝酸。
注：①由2NO＋O2＝2NO2、3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO可得总反应：

4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3
、4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3

　　②工业制硝酸过程中，由于有循环氧化吸收作用，故理论上1 mol NH3可制得1 mol HNO3。
二．硝酸工业的流程图
三．硝酸工业尾气处理方案
在各种硝酸工业中会产生大量的含NOX工艺尾气，NOX的排空既引起了严重的环境污染又造成了NOX资源的浪费。当前对含NOX废气的处理方法主要有干法和湿法两大类，干法由于不能有效回收氮氧化物资源，多用于汽车尾气处理，而很少用于硝酸工业尾气治理；湿法一般是将尾气中的NO首先氧化成活性更高的NO2，然后通过水、或稀酸、碱溶液吸收NOX。由于氮氧化物的吸收过程，在气相和液相

中都存在着数种可逆与不可逆反应，使得处理难度较大，目前国外一般采用中压或高压吸收来实现，但加压处理除了必然要对设备提出更高的要求外，操作费用也会随着压力的提高而直线上升。采用填料塔技术在常压下实现对硝酸工业含NOX尾气处理，处理结果完全达到国家环保要求

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