说个随便想出来的思路,臭氧发生器制得臭氧,高温下和空气中的氮气反应生成NO,和空气反应生成NO2,经过吸收得到HNO3,精馏至恒沸,以浓磷酸为萃取剂,用隔壁塔精馏得到浓硝酸
众所周知,传统方法效率极其低下,有的只有3%左右
其原因主要有以下几点
1 以空气为原料进行生产,未进行配混气,导致电离了大量无关物质
2 未采取合适的电弧温度
3 产物未及时排出
4 电弧光和焦耳热未加以利用(次要因素)
5 采用直通式排列电弧网,导致前一个电弧网的产物被后一个电弧网电离,电网效率成下跌速度极快的下跌曲线
主要改进方法
配混气脉冲电离洗气回气法
先取干洁的空气,配之以纯氧,使之达到二氧化氮的配合比(氧气可以略过量)。
然后通入排列有密集电极的反应炉(反应炉内壁可以做反光保温处理)
封闭后快速逐层脉冲放电
(密集的电极可以保证反应充分,电弧温度应控制在1800开到3000开,气体加压)
之后将气体通入有氧化剂的吸收塔
保证足够的吸收长度并加以扰动
(如果使用通入大量空气的方法,就会导致未完全反应的气体成分混杂而不可直接回气,如果不建议再建另一个配气室也是可以的)
将未完全反应的气体收集并干燥储存在气容室中
(理想情况下,反应炉的最大转换率是一定的,那么增加原料的方式并不能提高转换率,直接将回气泵入则会导致同批次原料转化率下降,可以在一个生产长度中将回气放在末尾进行处理,如果是连续生产,则可以放弃回气。如果不介意,可以再建一个小一点的反应炉进行处理,提高了原料效率,但问题并未解决。如果第一个炉是大反应炉转化效率较低但产率大,则可以配置以几个小的高转化率的反应炉形成互补系统,虽然还是没有解决问题就是了)
总的来说,可以放弃对未完全反应的气体的处理,尽量提高反应炉的转化率,然后在吸收塔通入大量空气进行吸收收,因为出炉气体温度较高要注意降温
此方法的不足点
1氧气成本较高(如果有隔膜,可以浓缩空气中的氧气,则完全可以解决该问题)
2反应炉的成本高,工艺难度大
(可以采用圆饼式的反应炉,减少电极层数,增大单层利用率,当然导致的电路问题也很明显)
3电气设备要求高
以上仅基于理论研究,并未进行实验研究,仅作为参考,欢迎讨论。
说个随便想出来的思路,臭氧发生器制得臭氧,高温下和空气中的氮气反应生成NO,和空气反应生成NO2,经过吸收得到HNO3,精馏至恒沸,以浓磷酸为萃取剂,用隔壁塔精馏得到浓硝酸
说个题外的,关于氨氧化法制硝酸如何避开贵金属催化剂,我以前试过手工陶泥混合三氧化二铁后制成小球并烧结,催化效果还不错,或者另一个思路是用表面锈蚀的铁丝网做催化剂模仿铂铑网
有没有可能利用等离子态?某种配比、温度、压力下,用ICP或者微波火炬,效率超过电弧。
考虑一下钼作为催化剂,寿命不如铂,但也能满足使用。
二楼评论区提到“丙烷混合空气,在铂催化剂下持续反应.. ” 这听着怎么这么像怀炉?铂催化剂的怀炉可以可以用烷烃、乙醇工作
可以直接买怀炉的触媒试试
不知道释放的热量是否能维持反应
硝酸和碳酸氢铵反应生成硝酸铵,如果低温加热硝酸铵(用油浴加热)控制再140°硝酸铵中加入氯化钠,可以生成一氧化二氮,如果氧化一氧化二氮气可以生成一氧化氮、二氧化氮这种方法制造硝酸是否可行。
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