一种从硝酸废液中回收硝酸的装置及方法与流程

本发明属于硝酸回收，具体的说是一种从硝酸废液中回收硝酸的装置及方法。

背景技术：

1、在电子、化工、核燃料生产及金属表面处理等工业领域中，硝酸常被用作蚀刻剂、清洗剂或氧化剂，生产过程中不可避免地产生大量含硝酸废液。此类废液中通常含有较高浓度的硝酸及多种金属离子，若直接排放不仅造成资源浪费，还会带来显著的环境负担。

2、蒸馏法是回收硝酸废液中硝酸资源的常用手段之一，其基本原理是利用硝酸与水以及其它组分之间挥发度的差异，通过加热使硝酸以蒸气形式从废液中分离，再经冷凝后得到可回用的硝酸产品。在蒸馏过程中，蒸馏釜内的沸腾和蒸发作用会使釜底液中的酸雾及微小液滴被上升蒸汽夹带，形成雾沫夹带现象。为减少夹带物对冷凝硝酸纯度的不利影响，通常需要在蒸馏釜顶部蒸汽出口处设置除沫器，用以捕集蒸汽中夹带的液滴和固体杂质，保证进入冷凝系统的蒸汽品质。作为蒸馏装置中的关键内件之一，除沫器的性能直接关系到硝酸产品的纯度、蒸馏系统的运行稳定性和生产连续性。

3、现有硝酸废液蒸馏回收装置中，蒸馏釜顶部的除沫器通常采用固定安装结构，其丝网易被捕集的液滴及结晶盐堵塞，随着运行时间延长，系统压降持续升高，须频繁停机清洗或更换丝网，并且固定式除沫器捕集液滴后，仅依靠重力实现液体与除沫器的分离效率有限，丝网长期浸泡在自身捕集的液滴中，持液量持续上升，有效过滤面积不断减小，其捕集效率随运行时间延长而持续衰减，难以在蒸馏全周期内维持稳定高效的气液分离性能。

4、为此，本发明提供一种从硝酸废液中回收硝酸的装置及方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，包括蒸馏釜以及浮动式除沫组件；

3、所述浮动式除沫组件设置于蒸馏釜内顶部位置；所述浮动式除沫组件用于捕集上升蒸气中夹带的雾沫；

4、所述浮动式除沫组件包括从上至下依次设置的上挡圈、浮动盘、下挡圈以及固定圈；所述浮动盘上侧设置有一组支撑架；所述支撑架内部固定连接有捕集丝网；所述固定圈中部固定连接有中心柱；所述中心柱与浮动盘之间固定连接有弹簧；所述浮动盘内部均布有一组泄压孔；所述泄压孔的开合通过电磁机构控制。

5、优选地，所述电磁机构包括环形阵列分布于蒸馏釜外侧的一组上电磁铁和一组下电磁铁；所述浮动盘内部于泄压孔位置处开设有滑槽；所述滑槽内部滑动配合有磁性的封堵件。

6、优选地，所述滑槽侧面开设有凹槽；所述凹槽内部固定连接有一对弧形弹片；所述封堵件表面开设有止动槽。

7、优选地，所述浮动盘上侧设置有从边缘至中心凹陷的锥形斜面；所述泄压孔顶部设置有凸台；所述凸台上侧固定连接有盖板，且盖板与凸台之间存在间隙。

8、优选地，所述中心柱设计为空心结构，其内部滑动配合有中心块；所述浮动盘与中心块之间固定连接有连接柱；所述浮动盘上侧与中心块下侧之间开设有集水孔；所述中心柱底部连通有回水管，且回水管延伸至蒸馏釜底部；所述集水孔和回水管内部均设置有单向阀。

9、优选地，所述盖板上侧固定连接有导向柱；所述导向柱顶部和底部分别固定连接有挡片和托片；所述支撑架滑动套设于各个导向柱表面的挡片与托片之间；相邻所述支撑架之间设置有弹性件。

10、优选地，所述泄压孔内部转动连接有轴杆；所述轴杆端部固定连接有小型涡扇。

11、优选地，所述导向柱设计为空心结构，其表面均布有一组竖槽；所述轴杆延伸至导向柱内部的一端均布有一组叶片。

12、一种从硝酸废液中回收硝酸的方法，该方法采用上述从硝酸废液中回收硝酸的装置，包括以下步骤：

13、s100、硝酸废液在蒸馏釜底部加热产生硝酸蒸气，随着蒸气不断产生，浮动盘下侧压力逐渐增大，推动浮动盘、支撑架以及捕集丝网整体向上运动；

14、s200、当支撑架运动至上挡圈处时停止，通过上电磁铁通电对封堵件产生吸引力，促使封堵件在滑槽内部运动并远离泄压孔，以将泄压孔开启；

15、s300、浮动盘下侧的气压得到释放，硝酸蒸气通过泄压孔向上流动并经过捕集丝网，通过捕集丝网捕捉气流中的液滴以及杂质；

16、s400、蒸气通过泄压孔向上流动时冲击涡扇，带动其在泄压孔内部持续转动，不断搅动流经泄压孔的蒸气气流；

17、s500、涡扇通过轴杆带动多个叶片在导向柱内部同步转动，叶片利用离心力将其周围的气体通过竖槽向外甩动，打破的蒸气的层流状态；

18、s600、随着压力逐渐释放，弹簧带动浮动盘向下运动，当浮动盘运动至下挡圈处时停止，通过下电磁铁通电对封堵件产生排斥力，促使封堵件在滑槽内部运动并靠近泄压孔，以将泄压孔关闭。

19、本发明的有益效果如下：

20、1.本发明所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，通过设置可上下浮动的浮动式除沫组件，浮动盘在蒸馏过程中带动捕集丝网间歇式上下往复运动，当浮动盘运动至上下极限位置时，通过上挡圈和下挡圈的限位冲击使捕集丝网产生瞬时加速度突变，将附着于丝网表面的液滴及结晶盐惯性抖落，实现捕集丝网的在线自清洁，有效避免丝网易堵塞、需频繁停机维护的技术缺陷，显著延长蒸馏釜的连续运行周期；并且浮动盘的上下运动完全依靠蒸馏釜内气压与弹簧力的动态平衡驱动，无需外置传感器以及电动执行机构，结构简洁可靠，尤其适用于强酸腐蚀性蒸馏环境，避免电子元器件在酸雾环境中失效。

21、2.本发明所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，从捕集丝网表面掉落的液滴能够汇聚于浮动盘上侧，当浮动盘向上运动时，其通过连接柱带动中心块在中心柱内部同步上升，进而中心柱底部内产生负压，集水孔的单向阀开启，能够将浮动盘上侧收集到的液体通过集水孔吸入至中心柱内部，当浮动盘带动中心块向下运动时，中心柱底部内压力增大，回水管的单向阀开启，则中心柱内部的液体再通过回水管向下返回至蒸馏釜的底液中，实现浮动式除沫组件的高效排水，通过将回水管延伸至蒸馏釜底部，能够避免水流向下流动时高强度冲击、碰撞底液，并导致飞溅、夹带现象加剧的问题。

22、3.本发明所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，通过在泄压孔顶部设置凸台，可以防止液体在浮动盘表面向集水孔流动时进入泄压孔内部，同时盖板的设置可以防止下落的液滴直接滴入泄压孔，进而让所有捕集的液体均通过中心柱向下回流，而不是通过泄压孔，避免液体通过泄压孔向下流淌时遇到向上运动的蒸气流，一方面可以防止液体占据泄压孔空间影响气流通过，另一方面可以防止气流将液体冲击再次形成细微雾滴，产生二次夹带的现象，同时盖板还可以对向上流动的蒸气流进行遮挡、扩散，将气流充分引导至捕集丝网，增大气流与捕集丝网之间的接触面积，以便于提高丝网对雾滴的捕捉程度。

1.一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：包括蒸馏釜（1）以及浮动式除沫组件；

2.根据权利要求1所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述电磁机构包括环形阵列分布于蒸馏釜（1）外侧的一组上电磁铁（11）和一组下电磁铁（12）；所述浮动盘（3）内部于泄压孔（10）位置处开设有滑槽（13）；所述滑槽（13）内部滑动配合有磁性的封堵件（14）。

3.根据权利要求2所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述滑槽（13）侧面开设有凹槽（15）；所述凹槽（15）内部固定连接有一对弧形弹片（16）；所述封堵件（14）表面开设有止动槽（17）。

4.根据权利要求1所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述浮动盘（3）上侧设置有从边缘至中心凹陷的锥形斜面（18）；所述泄压孔（10）顶部设置有凸台（19）；所述凸台（19）上侧固定连接有盖板（20），且盖板（20）与凸台（19）之间存在间隙。

5.根据权利要求4所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述中心柱（8）设计为空心结构，其内部滑动配合有中心块（21）；所述浮动盘（3）与中心块（21）之间固定连接有连接柱（22）；所述浮动盘（3）上侧与中心块（21）下侧之间开设有集水孔（23）；所述中心柱（8）底部连通有回水管（24），且回水管（24）延伸至蒸馏釜（1）底部；所述集水孔（23）和回水管（24）内部均设置有单向阀。

6.根据权利要求4所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述盖板（20）上侧固定连接有导向柱（25）；所述导向柱（25）顶部和底部分别固定连接有挡片（26）和托片（27）；所述支撑架（6）滑动套设于各个导向柱（25）表面的挡片（26）与托片（27）之间；相邻所述支撑架（6）之间设置有弹性件（28）。

7.根据权利要求6所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述泄压孔（10）内部转动连接有轴杆（29）；所述轴杆（29）端部固定连接有涡扇（30）。

8.根据权利要求7所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：所述导向柱（25）设计为空心结构，其表面均布有一组竖槽（31）；所述轴杆（29）延伸至导向柱（25）内部的一端均布有一组叶片（32）。

9.一种从硝酸废液中回收硝酸的方法，该方法采用权利要求1-8中任意一项所述的从硝酸废液中回收硝酸的装置，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种从硝酸废液中回收硝酸的方法，其特征在于：还包括以下步骤：