两钠产品的性质用途及规格要求
第一章：概述
亚硝酸钠和硝酸钠简称两钠，是用碱液吸收硝酸生产尾气中的氮氧化物生
成 NaNO2/NaNO3≥9 和中和液，经加工分离出来的两种产品，也可用纯液直接吸
收氨氧化装置废热锅炉出来的高温浓氧化氮气体。
一、性质：
（一）、亚硝酸钠的性质：分子式：NaNO2 分子量：69
1、纯 NaNO2 是无色或淡黄色菱形结晶，工业 NaNO2 为白色或淡黄结晶；
2、NaNO2 具有潮解性（吸湿性）易溶于水和液氨，水溶液呈碱性，（PH＝
9）微溶于甲醇、乙醇及乙醚。亚硝酸钠在水中溶解度随温度升高而增大。
亚硝酸钠在水中的溶解度（表）
温 度 ℃ 0 10 20 30 40 50 80 100
溶解度 g/100g 水
亚硝酸钠水溶液的浓度（饱和）与温度的关系：
温度℃ -8 0 15 19 22 65 81 92 103 128
NaNO2%
3、亚硝酸钠的密度：固体密度：dº4 为 ()
水溶液的密度：随着浓度升高而增大（密度表 d204 如下）
NaNO2% 1 2 4 6 8 10 12 14
d
NaNO2% 16 18 20 24 28 32 36 40
d
4、NaNO2 饱和溶液沸点（P＝761mmHg 饱和溶液浓度 克水即
%）
为 128℃.
5、熔点为 271℃.
6、分解温度为 320℃,当加热到 320℃以上时，分解放出氧气、一氧化氮、氮
气，最终生成 Na2O 即： 4NaNO2 2Na2O + 2NO + N2 + 2O2
7、NaNO2 与硝酸和二氧化氮发生转化作用生成硝酸钠：
3NaNO2 + 2HNO3 2NaNO3 + 2NO + H2O - Q
NaNO2 + NO2 NaNO3 + NO + Q
8、NaNO2 为强还原剂，常温下在空气中能慢慢氧化成硝酸钠：
2NaNO2 + O2 2NaNO3
9、亚硝酸钠同时也是氧化剂，与有机物接触易发生燃烧和爆炸，放出过氧
化氮和氧化氮气体（有毒和剌激性）。
10、在低温下易与氨基形成重氮化合物。
11、亚硝酸钠无臭而略有咸味，有毒，人至死量为 2g，皮肤接触 NaNO2 溶
液的极限浓度为 %，大于此浓度时会使皮肤发炎出现斑疹。
（二）、硝酸钠的性质：分子式 NaNO3 ， 分子量为 85
1、纯 NaNO3 为无色斜方六面体透明结晶，味咸微苦。工业 NaNO3 为白色
或略带黄色的结晶。
2、NaNO3 极易溶于水，其溶解度随温度升高而显著增大。其溶解度如下
（表）
温 度 ℃ 0 10 20 30 40
溶解度 g/100g 水 73 80 88 96 104
NaNO3% 49
温 度 ℃ 50 60 70 80 90 100 119
溶解度 g/100g 水 114 124 148 180
NaNO3%
3、NaNO3 具有潮解性（吸湿性），当含有极少量氯化物杂质时，其潮解性
急剧增加。
4、NaNO3 的密度 （固体）。水溶液的密度随浓度的增高而增大。
硝酸钠水溶液的密度与浓度的关系：
浓 度% 10 20 30 40
密 度 d204
5、硝酸钠的熔点 308℃.
6、硝酸钠水溶液冰点为℃（%）
水溶液沸点（P＝760mmHg）随浓度增高而升高（如下表）：
浓度（g/100g 水） 10 25 50 75 100 209 220
饱和
溶液
NaNO3% 20 50
沸点℃ 119 120 121
7、分解温度为 380℃,当加热至 380℃时开始分解，放出氧气而生成亚硝酸钠：
2NaNO3 2NaNO2 + O2↑ 加热至 400—600℃时放出 N2 和 O2 ：
4NaNO3 2Na2O + 2N2 + 5O2
加热至 700℃时放出 NO，加热至 775 ～ 865℃时，才有少量 NO2 和 N2O 生
成。
8、NaNO3 与硫酸混合加热能制硝酸，其反应如下：
NaNO3 + H2SO4 NaHSO4 + HNO3
9、硝酸钠能与氯化钾进生复分解反应生成硝酸钾：
NaNO3 + KCl NaCl + KNO3
10、硝酸钠为氧化剂与有机物硫磺或亚硫酸氢钠混在一起能引起燃烧爆炸。
二、用途：
亚硝酸钠和硝酸钠是重要的化工原料，用途广泛。
（一）、NaNO2：主要用来制造亚硝酸钾，硝基化合物、染料、用作织物染
色的媒染剂、漂白剂，还用于有机合成，分析化学试剂，照相及医药工业，以
及金属热处理剂，电镀绶蚀剂等。
（二）、NaNO3：主要用来制造硝酸钾、炸药、苦味酸和染料，也用作玻璃
消泡剂与脱色剂，搪瓷工业助溶剂和氧化剂，烟草助燃剂，金属清洗剂，青霉
素培养剂，铝合金热处理剂，还可以作为氮肥。最大用户是轻工，占总有消费
量的 80%左右，日用玻璃又居首位，占用量的 90%以上，其次是日用搪瓷，灯
泡，保浊瓶等。偶氮染料的重氮化，用作绦、毛、亚麻、纤维等的漂白剂，染
色媒染剂，制造氧化氮，用于有机合成及医药工业，还可作制药分析剂，照相
反应试剂，热处理剂，防腐剂。
中和液比重为 ～ ，Na2CO3 含量为 3～5g/l 时取中和液蒸发。
第二章：生产原料
主要是碳酸钠水溶液吸收硝酸尾气或 NOX 气体中氮氧化物。
一、碳酸钠：（又名纯碱）分子式为 Na2CO3, 分子量 106 。
（一）、性质：是一种白色结晶颗粒粉状，比重 .
1、它易溶于水碱类，最初溶解度随温度升高而增加，℃时达到最大值，
这时水溶液的浓度约为 %，如果温度继续升高溶解度反而下降。
碳酸钠在水中的溶解度（如下表）：
温度℃ 0 10 20 25 30 35 40 50 60 70
溶解度
2、碳酸钠是弱酸（碳酸）同强碱（氢氧化钠）形成的盐：
2NaOH + H2CO3 Na2CO3 + 2H2O
它的水溶液在高温时部分水解成氢氧离子 OH-显碱性，所以又叫纯碱。
3、碳酸钠与酸和酸性氧化物起中和反应生成盐和水：
Na2CO3 + 2HNO3 2NaNO3 + H2O + CO2↑
Na2CO3 + （NO+NO2） 2NaNO2 + CO2
4、碳酸钠与碱作用，生成新的碱和盐：
Na2CO3 + Ca（OH）2 2NaOH + CaCO3
5、碳酸钠与空气中 CO2 和水份接触生成碳酸氢钠：
Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3
（二）、用途：
碳酸钠是重要的化工原料，广泛用于化学工业，玻璃工业，造纸工业，纺
织工业，冶金工业，食品工业及民用。
在化学工业中，用于制造苛化法烧碱，制成各种无机钠盐及有机钠盐；冶
金工业中，黑色冶金脱硫脱磷；有色冶金助溶剂；在医药、染料、农药合成纤
维，合成橡胶，塑料及其它化工产品中常用以中和酸类或起皂化作用，还用于
石油和油类精制，硬水软化，洗涤印染，漂白，肥皂，制革等。
二、氮氧化物：主要是 NO 、NO2 、N2O3 和 N2O4
（一）、NO 性质：分子式 NO ， 分子量为 30
1、为无色难于液化的气体。
2、常压下℃冷凝为无色的液体，沸点为℃结晶温度℃。
3、难溶解于水，但溶于硝酸，酸浓度越高，溶解度越大，并能分解硝酸，
而补氧化为 NO2 ： 2HNO3 +NO 3NO2 + H2O
4、NO 与稀的碱液不发生作用，但与浓碱作用，一半生成亚硝酸盐，另一
半生成氧化亚氮： 4NO + 2NaOH 2NaNO2 + N2O + H2O
5、NO 与 NO2 在常温下相遇生成 N2O3
6、NO 在常温下稳定，在高温时（1200℃）开始分解生成 N2 和 O2 ：
2NO N2 + O2
7、NO 易与 O2 化合生成 NO2, 670℃以上不能与氮化合，低于 140℃时，则
几乎完全被氧化成 NO2： 2NO + O2 2NO2
（二）、NO2 和 N2O4 ：
1、NO2 在通常条件下是红褐色气体，有窒息气味，容易凝缩成综色液体，
沸点为 ℃ ，℃时凝结成无色晶体。
2、NO2 具有聚合作用： 2NO2 N2O4 ，在 ℃～℃为液体或
气体的混合物，当 200℃,NO2 才开始叠合为 N2O4,温度 100℃,大部分变成 N2O4 。
3、N2O4 无色，所以浊度越高时，NO2 和 N2O4 混合物颜色越浓。
4、NO2 与水起反应生成硝酸和亚硝酸：2NO2 + H2O HNO3 + HNO2
5、NO2 与烧碱或纯碱发生作用生成硝酸钠和亚硝酸钠：
2NO2 + Na2CO3 NaNO3 + NaNO2 + CO2
2NO2 + NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O
（三）、N2O3 ：当 NO 氧化生成 NO2 的同时，有 NO 和 NO2 生成 N2O3.当
温度降低和压力升高时，有利于生成 N2O3：NO + NO2 N2O3 因为 N2O3
的生成反应速度很快，在 秒就可达到平衡，NO 继续氧化时，生成 N2O3 的
最大量为 50%，若继续氧化则 N2O3 的含量会减少，NO 完全氧化时 N2O3 含量
为 0.
性质：1、N2O3 在普通温度和常压下不稳定，易分解为 NO 和 NO2.
2、在低温下 N2O3 为暗兰色的液体，比重 ，在 ℃时沸腾，温
度为-27℃呈稳定状态为深兰色液体，在-102℃时凝固成浅兰色的晶体。
3、N2O3 与水作用生成亚硝酸： N2O3 + H2O 2HNO3
4、N2O3 与碱作用生成亚硝酸盐。
第三章：生产原理及工艺流程
一、碱吸收：利用碳酸钠（或氢氧化钠）水溶液吸收硝酸生产硝酸尾气中
氮氧化物，浓度为 —1%，常压下，可使总吸收率由 92%～94%增加到 99%以
上。
（一）、反映原理：用硝酸水溶液吸收 NO2 时，在生成硝酸的同时，放出
NO，而 NO 的氧化速度很小，因此吸收利用困难，但用碱液吸收时，不会有 NO
放出，当碱液吸收 NO2 或 N2O3 时，生成相等 mol 的 NaNO2 和 NaNO3,等 mol 的
NO+NO2 的混合物质 N2O3 的形态被碱液吸收生成亚硝酸盐。
反应式： NO + NO2 N2O3
N2O3 + Na2CO3 2NaNO2 + CO2↑
2NO2 + Na2CO3 NaNO2 + NaNO3 + CO2↑
付反应： Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3
NaNO2 + NO2 NaNO3 + NO
Na2CO3 + 2HNO3 2NaNO3 + CO2 + H2O
影响吸收反应的主要因素：
1、尾气中氮氧化物的成分：
当 NO 含量大于 NO2 含量时，其吸收是以 N2O3 的形态而进行的生成几乎全
部是 NaNO2,当 NO2/NO 比例增高时，吸收速度也随着增大，NO2/NO ＝ 1：1
时，吸收速度最大，然后随着 NO2/NO 比值继续增加，吸收速度重新减小，最
后 NO 完全氧化后，吸收速度则固定不变。
2、尾气中氮氧化物的浓度：
NOX 浓度增高,吸收作用的动力增大，吸收速度增大，当 NOX 浓度达到 2%～
3%时，吸收速度增加特别显著，由相等 mol 的 NO 和 NO2 所组成的混合物其吸
收速度系数在所有情况下都大于浓度相等的 NO2 的吸收速度系数。
含 1% NO + NO2 的吸收速度为含 1% NO2 吸收速度的 2 倍，随着 NOX 浓度
的增加，它们之间差异缩小，NOX 浓度为 10%前者反为后者 ～ 倍。
3、尾气中一氧化氮的氧化度：
用碱吸收 NOX 气体时，在吸收塔下部，同时进行两个反应：即 NO 的氧化
和生成 NO2 被碱吸收，NO 氧化成 NO2 的氧化度与气相所占有自由空间成正比，
而被吸收的氧化氮量又与气相和液相的接触面积成正比，NO 的氧化速度要比同
浓度的 NOX 的吸收速度小很多倍，气体中 NO 的浓度愈小，其差别愈大。
当 NO 的氧化反应和生成氮氧化物的吸收反应同时进行时，在 NO 氧化生成
的 NO2 被碱液吸收的同时，又有相等数目的 NO 被吸收，会使气体中 NO 的浓
度降低很快，则 NO 氧化速度更加降低，因此减慢了氮氧化物的吸收。
若 NO 的初浓度为 a，被氧化 NO 为 X，所以被氧化吸收的 NO 则为 2X，
经吸收后的 NO 浓度为 a-2X，除 NO 以初浓度 a 得 a-2x/a 即 1-2X/a，含 X/a＝α
（α—NO 的氧化度）所以吸收后的 NO 浓度可写成 1-2α,若 NO 的氧化度为 40%，
则被吸收的 NO 为 80%，气体中剩余的 NO 含量仅为初浓度的 20%。
当 NO 氧化反应单独进行时，NO 的氧化速度要比当生成的氮氧化物同时被
吸收时 NO 的氧化速度大很多倍。
例如：含 1%的气体如果将 40%NO 氧化需要 秒，要使 40%NO 氧化并
同时将生成的氮氧化物吸收共需要 567 秒，但是若只是将 80% 等 mol 的
NO+NO2 以 N2O3 形态吸收，仅需 75 秒。
因此要使浓度低的 NOX 被碱吸收能够更迅有效，最正确的方法是将 NO 的
氧化和氮氧化物的吸收分开单独而连续进行，这样 NO 的浓度不会降低，并且
生成 N2O3 所需要的时间也比当吸收反应同时进行所需要的时间少。
例如：NO 含量为 1%气体，将其中 40%NO 氧化而同时又有吸收反应进行，
需要 567 秒，若将这两个反应分别进行，将 40%NO 氧化需 秒，将
80%NO+NO2 吸收需 75 秒共需 170 秒，缩短约 400 秒，（约 2/3）。
要这两个反应能够分别单独进行，必须在碱吸收塔之前装置特别的氧化塔，
若采用先进的配气技术，利用化学发光仪及时分析检测尾气中 NO 和 NO2 含量，
调节气体中 NO/NO2 比值最佳，就能合理地解决这个问题，而且能使氮氧化物的
总吸收度提高到 99%以上，尾气中 NOX 含量能降低到 %以下。
4、碱液浓度和成份：
NOX 的吸收速度系数，随着碱液浓度降低而增大，直至中性。
NaOH 水溶液吸收 NOX 的速度大，吸收率高，但成本高。
Na2CO3 水溶液吸收 NOX 的速度小于 NaOH 水溶液，主要是吸收反应放出
的 CO2 阴碍了 NO2 特别是 N2O3 的吸收，但吸收效果也很好，而且成本较低，故
目前被广泛采用。
Ca(OH)2 水溶液（石灰乳）也能较好地吸收 NOX，成本低，在经济上最合理。
5、温度：
NOX 与碱液相互作用，均为放热反应，会使碱液温度升高，放出的热量与
气体中 NOX 的浓度有关，温度在 20～65℃,NOX 吸收速度变化不大，1%的氮氧
化物气体，吸收 NO2 时溶液温度升高 ℃,吸收 NO+NO2 时，溶液温度升高
℃,这是因为吸收 NO2 时，有 NO 的氧化热和溶液的稀释热，吸收 NOX 浓度很低
时，反应热很少，温度升高不大，对吸收速度没有什么影响。所以一般不必冷
却，当吸收高浓度的氮氧化物气体时，反应放出热量大，需要设置碱液冷却器，
以降低碱液的温度。
6、填料和碱液流量：
当 NO 的氧化和生成 NOX 的吸收同时进行时，对填料的要求既具有很大的
表面积，同时又具有很大的空隙（自由空间），若 NO 的氧化和生成氮氧化物的
吸收分别单独进行时或事先配气法，碱吸收塔的作用只是吸收，因此要求填料
应具有较大的表面积，目前采用聚丙烯阶梯环，我厂聚丙烯阶梯环Ф76×38×2,Ф
50×25× 两种，具有表面积大，空隙大，阻力小的优点，而重量轻。
碱液流速：一般用流量强度表示
流量强度：单位时间内，塔的单位截面积上通过液体的量（米 3/米 2·小时）
也称喷淋密度。
碱液用量：填料全部表面都达到充分湿润所必须的碱液量，对于 50×50×5
瓷拉西环吸收塔应 8m3/m2·h，碱液流量在吸收塔中起很大作用，如果碱流量小，
形成局部填料表面上流过碱量很少，使气液接触不充分，影响吸收效果，同时
会有碱液中和作用和 NaNO2 溶液转化作用发生，使之生成 NaNO3.为防止转化作
用，必须要增大碱液的流量强度，目前采用Ф76×38×2 聚丙烯阶梯环，流量强度
可以提高到 12m3/h，这有利提高亚钠产量。
7、气体流速和压力：
吸收速度：决定气体穿过两相交界面附近的气膜和液膜的扩散速度，气体
穿过液膜的速度与液膜的厚度有关，液膜厚度大则扩散速度小，而液膜厚度由
液体粘度和密度关系来决定增加气体在吸收塔的流速，能降低气膜阻力，使碱
液迅速搅拌，可以提高吸收速度。
碱液吸收 NOX 的速度，随气体压力升高而增大，吸收率也提高。当压力升
高至 3atm 时，吸收率增加最大，在 6atm 时 NO 氧化速度不是影响吸收率的主
要因素（压力增大对 NO 氧化有利），而是 NOX 的吸收速度。
8、吸收塔类型对吸收速度的影响：
目前常用的碱吸收塔都采用填料塔，采用的填料有瓷拉西环Ф50×50×5 和鲍
尔环，也有采用钢鲍尔环，当前都用聚丙烯阶梯环，重量轻，表面积和空隙率
大，吸收效果好。
泡盘塔（又称泡罩塔）比填料塔吸收 NOX 效果好，如浓度 1%NOX 气体，
将其中 980%NOX 以 N2O3 形态吸收时，当气体流速为 2m/s 仅需 4 层塔板就可以
达到，而且泡盘塔的体积比填料塔的体积小 20 倍，有的工厂采用旋流板塔来吸
收氨氧化装置废热炉出来的浓 NO 气体。
（三）、硝酸尾气吸收对吸收剂的要求：
1、能够吸收氧化度较氧化氮气体（即 N2O3），因为 N2O3 比生成 N2O4 所需
要的时间要少得多。
2、必须具有高速吸收 NOX 的能力，它的吸收速度比用硝酸水溶液吸收速度
大。
（四）、碱吸收工艺流程：目前我国采用碱吸收法生产两钠，工艺流程各不
相同，主要有：
1、常压法生产硝酸尾气碱吸收：
（1）、尾气氧化碱吸收（吉林化学公司，石家庄化肥厂）；
（2）、尾气配气碱吸收（南化氮肥厂）；
2、常压氧化装置 NOX 气体直接碱吸收（小型硝酸厂）；
3、常压法氧化装置浓 NOX 气体直接碱吸收和硝酸尾气碱吸收相结合（贵卅
剑江化肥厂、大连化工厂）碱液先吸收尾气，然后再吸收氨氧装置浓 NOX 气体；
4、综合法硝酸尾气配气碱吸收（也叫改进的碱吸收法）（太原化肥厂、鄂
西化工厂）；
5、硝酸和硝盐联合生产：
适当减少 NOX 的酸液吸收，而增加碱液吸收，使酸吸收尾气中 NOX 浓度可
大于 1%，当生成硝酸的 NOX 占 70～40%（平均 50%）生成硝酸盐的 NOX 占 25～
55%（平均 45%）时，反应速度最大，所需吸收装置反应体积最小，如氧化 1 吨
氨所需的反应体积由 171m3 缩小到 40m3。
二、碱吸收中和液的蒸发浓缩，冷却结晶，分离，生产亚钠：
当碱吸收中和液碱度降低到 3～5g/l，将 NaNO2/NaNO3≥9：1 的中和液送至
蒸发器蒸发缩浓到饱和，温度为 130～135℃,经冷却结晶利用 NaNO2 和 NaNO3
溶解度不同，将其分开，NaNO2 先结晶分离出 NaNO2 产品。
在常压下最终蒸发温度与中和液中的 NaNO2/NaNO3 的比重量有关（如下
表）：
溶液中
NaNO2/NaNO3
6～7 7～8 8～9 9～10 10～15
常压下的
蒸发终点℃
126～7 127～8 128～9 129～130 131
如果蒸发过浓，NaNO2 就会与 NaNO3 一起结晶，影响 NaNO2 的纯度，蒸发完成
在结晶机中冷却至 70～80℃, NaNO2 呈结晶析出，结晶温度不宜过低，否则会影
响离心机分离效果，会使 NaNO3 结晶析出使成品含水量高，纯度降低。
从离心机分离出来的亚钠母液，如果该母液中 NaNO2/NaNO3＝7～9：1,仍
可继续蒸发结晶制取 NaNO2，但由于母液中 NaNO3 含量较高，故第二次制得
NaNO2 只能得二级品，如果亚钠母液中 NaNO2/NaNO3＜8：1，由于 NaNO3 含量
高，不宜再用于生产 NaNO2 产品。
三、亚钠母液的转化：
（一）、反应原理：将亚钠母液送入转化由（或转化塔）加稀硝酸转化生成
NaNO3，其反应式： 3NaNO2 + 2NaNO3 ＝3NaNO3 + 2NO + H2O 。
（二）、影响转化的主要因素：
1、温度：转化反应所需要的时间，随着温度的增高而减少，温度越高，转
化速度越快。30～50%硝酸的沸点为 108～110℃,当转化温度高于 110℃时，接近
沸点，转化器出口气体将带有大量的酸雾，会增加产品酸耗。
温度控制在 80～90℃之间，并通空所搅拌，在过量硝酸 1～ 的情况下，
转化时间约需 20～30 分钟，NaNO2 含量可降至 以下。
如果将亚钠母液与硝酸混合予热到 90～105℃，送入连续操作的填料塔中进
行转化，混合液自塔顶喷淋而下，空气则由塔底吹入，气液逆流相遇，只需 1
分钟就可以完全转化，最佳转化温度为 80～90℃。
2、转化液的酸度及硝酸浓度：
根据质量作用定律，增加酸度，可以加快转化反应速度，减少操作时间，
提高转化率，但过量的硝酸会与母液中氯化物作用生成“王水”，增加对设备的腐
蚀增大酸耗，所以间接转化一般控制酸度 1～
10～20g/l。
3、空气吹入量及速度：
当空气穿过转化液的速度增大时，转化速度也随着增大，空气吹入的最大
速度，由放出 NOX 的浓度和氧化度决定，因而随着吹入空气速度增大，进入的
空气量增大，使放出的 NOX 的浓度降低，同时带出的酸雾和液量增大，增加酸
耗和溶液损失，因此在保证放出 NOX 浓度一定的情况下，适当增大空气吹入速
度。
4、压力：
可在减压、常压、加压下转化，所以压力对转化反应影响不大，减压转，
能降低 NO 的分压，有利于亚硝酸的分解，能降低氨氧化物的损失，提高压力，
可以提高转化反应速度。
（三）、转化操作：分为间断转化和连续转化，间断转化在转化器内进行；
连续转化在填料塔内进行。
（四）、转化液的蒸发、结晶、分离、生产硝钠：
转化液用 NaNO3 溶液中和过量的硝酸，可对入适量的硝钠母液，使转化
液中亚钠含量在 以下，NaCO3 含量在 ～ 以下，NaCl 含量在 20～
30g/l 以下,将转化液送至蒸发器，加蒸汽蒸发溶液沸点达到 123～125℃时，放入
结晶机冷却至 60～70℃NaNO3 呈结晶析出，结晶液经离心分离得硝钠产品，分
离出的硝钠母液放入母液槽，适量渗入转化液中送入蒸发器循环使用，当母液
中 NaCl 含量超过含量时进行除氧。
蒸发温度控制过高，溶液浓度过高，在结晶过程，溶液中的氯化物易同
时结晶析出，而影响产品质量，分离效果不好会使成品水份含量高，蒸发温度
太低，产品产量少，结晶温度也不亦太高和太低，太高结晶颗粒小，影响产品
的质量。
第四章：改进碱吸收法处理硝酸尾气
一、改进技术的特点：
利用硝酸装置的“富 NO2”气体，采用“付线配气”技术，调即尾气中 NOX
的氧化度（即 NO2/NOX）在最佳范围内，使 NOX 被 Na2CO3 溶液充分地吸收，
从而降低排放尾气中 NOX 在 1000P·m·m 以下，同时获得 NaNO2/NaNO3≥9：1 的
吸收中和液，将中和液进行加工，可获得亚硝钠和硝钠产品。
二、生产产品及产量规模：
用改进碱吸收法技术处理硝酸尾气，采用 25%Na2CO3 水溶液吸收硝酸尾
气中的 NOX，生成 NaNO2/NaNO3≥9：1 的中和液。
综合法两套机组硝酸尾气量为 36000m3/h，NOX 含量为 %（mol），氧
化度 NO2/NOX≥25mol%。
两次配进“富 NO2”气体量为 2626m3/h，NOX 含量为≥%，氧化度
NO2/NOX≥80mol%。
为 使 亚 钠 和 硝 钠 产 品 达 到 一 定 的 产 量 ， 又 使 尾 气 中 NOX 含 量 ＜
1000P·P·m,在吸收过程采用两次配气，第一次配气在第二吸收塔进气 NO/NO2＝
～
量应满足排出尾气中 NOX≤1000P·P·m 的要求，NO/NO2＝～1/1.
三、原料规格及消耗定额：
（一）、原料规格：
1、硝酸尾气：（1）NOX 含量：%(5000P·P·m)
（2）氧化度：NO2/NOX≥25%
（3）压 力：～
（4）温 度：80～90℃
2、“富 NO2”气体：（1）NOX 含量≥%
（2）氧化度：NO2/NOX≥80%
（3）压 力：≥
3、碳酸钠（Na2CO3）：Na2CO3 含量≥% ；NaCl 含量≤% ；
Fe2O3 含量≤%；水不溶物含量≤%；
Na2SO4 含量≤%；灼烧失量≤%
（二）、原料消耗量：
1、原料气体：
（1）、硝酸尾气：流量：36000m3/h ； NOX： mol/h
其中：NO: kg mol/h; NO2: kg mol/h。
（2）、“富 NO2”：配气流量：2626m3/h ; NOX： kg mol/h
其 中：NO: kg mol/h; NO2: kg mol/h。
消耗定额：2315m3/t 亚钠、硝钠（其中 kg mol/t 两钠，相当于消耗
NH3 761 kg mol/t 两钠）
根据反应式：1molNH3 生成 1molNaNO2 ； 1molNH3 生成 1molNaNO3
1000kgNaNO2 ＝ kg mol NaNO2 ； 1000kgNaNO3 ＝ kg mol
NaNO3 ；
所以 1 吨 NaNO2 消耗 NOX 折合氨为 17×＝（理论）
实际消耗 NOX 折合氨为 277kg
1 吨 NaNO3 消耗 NOX 折合氨为 17×＝200kg（理论）
实际消耗 NOX 折合氨为 220kg
因 1molNa2CO3 生成 2molNaNO2 ； 1molNa2CO3 生成 2molNaNO3 ；
所以：1 吨 NaNO2 耗 Na2CO3 为 1/2×106× = (理论)
实际耗 Na2CO3 为 800kg/t
1 吨 Na2CO3 耗 Na2CO3 为 1/2×106× = (理论)
实际耗 Na2CO3 为 660kg/t
2、碳酸钠消耗量：5840t/年
消耗定额： NaNO2 ； NaNO3 ；
3、硝酸消耗量：2000t/年 消耗定额： NaNO3 。
循环冷却水：进水压力 ;温度＜32℃；
回流压力常压 ；温度＜40℃；
工艺水（软水）：常温 ；压力≥ ;水质：PH＝7
蒸汽：压力 Mpa ; t＝151℃；
电：消耗定额 NaNO2： 120KW/t NaNO2 ; Na2CO3：150KW/t Na2CO3
消耗量 173KW/h
蒸汽：消耗定额：NaNO2： t NaNO2 ; Na2CO3： Na2CO3 .
消耗量
（三）、正常工艺参数：
溶碱： 1、碱液浓度 20～25% ; 密度 ～ .
2、碱液温度 50～80℃
3、再中和用碱液不允许含有 NaNO2 成份。
碱吸收：1、硝酸尾气：a、流量：36000Nm3/h ; b、温度：≤80℃ ；
c、NOX 含量≤% ；d、氧化度 NO2/NOX＝25～30% ；e、压力：～
2、“富气 NO2”：a、流量 2626Nm3/h ；b、NOX 含量≥% ；
C、氧化度 NO2/NOX≥80% ；d、温度:70～90℃ ;e、压力≥ Mpa.
3、碱吸收尾气中 NOX 含量≤%。
4、2#、3#碱吸收塔入口气体中 NO2/NOX≥50%；配富 NO2 气体时
2#NO/NO2＝～ ; 3# NO/NO2＝～
5、碱吸收操作温度 35～55℃ ；
6、第一、二塔出料时循环液碱度 3～5g/l ；
7、中和液中 NaNO2/NaNO3（重量比）≥9：1 ；
8、碱液循环泵出口压力：～ ；
9、碱液循环泵电机电流：100～120A ；
10、碱液循环泵轴承和电机温升：＜60℃ ；
11、吸收塔液位（25～50%）～ ;
12、1#塔入口硝酸尾气压力℃，
3#塔出口尾气压力＜ Kpa （双机）
蒸发、结晶、分离：
1、蒸汽总管蒸汽压力：～ Mpa ；
2、蒸发器加热蒸汽压力≤ Mpa ；
3、中和液中 NaNO2/NaNO3≥8：1 （重量比） ；
4、中和液碱度：3～5g/l ;
5、再中和液中 NaNO2 含量≤ g/l ;
6、再中和液中 NaCl 含量：10～30 g/l ;
7、再中和液中碱度含量：～ g/l ;
8、溶液蒸发温度：（1）中和液： 128～131℃ ；
（2）再中和液：123～125℃ ；
（3）硝钠母液：120～123℃ ；
9、中和液 NaNO2/NaNO3 之比与蒸发终点温度的关系：
NaNO2/NaNO3 以上 9～10 8～9 7～8 6～7
蒸发终点温度 131 129～130 128～129 127～128 126～127
10、蒸发操作时间：100 分钟 ；
11、结晶分离温度：亚钠 70～80℃ ；硝钠 65～75℃ ；
12、结晶时间：40～50 分钟 ；
转化：1、转化塔温度：80～90℃ ； 2、转化塔压力：≤ Mpa ；
3、转化液酸度：10～25g/l ；
4、转化液中 NaNO2 含量：≤ g/l ；
5、再中和液碱度：～ g/l ；
6、再中和液中 NaNO2 含量：≤ g/l ；
7、再中和液中 NaCl 含量：10～30g/l 。
转 化 岗 位 操 作 法
一、岗位任务：
将分离后的亚钠母液或碱性吸收中和液，在转化塔内用硝酸或二氧化氮转
化成酸性的转化液，并在中和槽内加碱或掺入一定量的硝钠母液中和成微碱性
中和液，送入再中和液贮槽，供蒸发之用。
二、工作范围及对外联系：
1、完成生产指标、工艺指标和经济技术指标 ；
2、管理和维护好下列设备：转化塔、中和槽、稀硝酸槽、碱液高位槽、亚
钠母液槽和亚钠母液循环槽、硝钠母液槽和硝钠母液贮槽、再中和液贮槽及稀
硝酸泵、亚钠母液泵、转化液泵、硝钠母液泵等及其连接和管线、管件、阀门、
电气、仪表和分析用的仪器、药品等。
3、负责本岗位开停车，正常操作，故障处理及生产控制分析。
4、在工作期间与工长、调度室、碱吸收岗位、蒸发结晶分离岗位及化验室
及稀硝吸收岗位、钳工、电工、仪表等联系。
三、生产原理及工艺流程：
生产原理：亚钠母液或中和液中的亚硝酸钠在转化塔内与稀硝酸进行转化
反应：3NaNO2 + 2HNO3 ＝3NaNO3 + 2NO↑+ H2O 。
转化反应在酸性条件下进行，转化后的酸性溶液经中和槽加碱中和过量硝
酸，中和反应如下：2HNO3 +Na2CO3 ＝2NaNO3 +CO2↑+ H2O 。
转化反应过程中放出的 NO 和吹入空气中的氧气进行反应，生成二氧化氮：
2NO + O2 ＝ 2NO2
生成的 NO2 能起着与 HNO3 转化成 NaNO2 相同的作用，加快转化反应速度，
其反应如下：NaNO2 + NO2 ＝NaNO3 + NO
工艺流程：亚钠离心机分离下来的亚钠母液流入亚钠母液槽或直接送至转
化塔上部加入塔内。
稀硝酸由稀硝漂白塔出口酸总管，通过位压经流量计流入稀硝酸贮槽，进
行转化操作，由稀硝酸输送泵送至转化塔上部加入塔内。
转化塔底部通入蒸汽，以供给转化反应需要的热量，维持塔温度，同时通
入压缩空气进行搅拌及供给一氧化氮氧化反应所需氧气，以加快转化反应速度，
转化的 NOX 气体由塔顶部出来经除雾器分离出酸雾后送至 1#塔或 2#吸收塔。
亚钠母液和稀硝酸在塔内混合经分散器均分散到填料层，由上至下通过填
料层充分接触进行转化反应，转化后的转化液由塔底出来经液封流入中和槽，
在中和槽内加入碱液中和过量硝酸，并掺入一定硝钠母液，使之成为合格的再
中和液，然后送入再中和液贮槽，以供蒸发用。
再中和用碱液由碱液输送泵送入碱液高位槽，然后加入中和槽，硝钠母液
由硝钠母液输送泵送入中和槽，也可直接送至硝钠蒸发器，若氯化钠含量超过
规定，可送至硝钠废母液槽，产硝钠次品，不计成本。
四、正常工艺参数：
1、转化塔内操作压力：＜
2、转化塔内操作温度：底 90℃ ；顶 80℃ ；
3、转化塔出口转化液酸度：10～25g/l ；
4、转化塔出口转化液中 NaNO2 含量≤ g/l ；
5、中和槽再中和液碱度：≤～ g/l ；
6、中和槽再中和液中 NaCl 含量：≤25～30 g/l ；
7、中和槽再中和液中 NaNO2 含量：≤ g/l ；
8、稀硝酸浓度：≥42% ；
9、亚钠母液循环槽温度：50～80℃ 。
五、操作方法：
（一）、开车前准备：
1、接工长指示做好开车准备工作。
2、仔细检查转化塔、中和槽和各溶液贮槽、泵及管线阀门，法兰等连接是
否完好，严密，管线是否畅通，有无盲板和结晶堵塞，各阀门开关是否严密，
灵活好用，阀门开关符合开车要求。
3、联系电工要求检查各泵是否绝缘，合格后送电，电机检修后应试正反转。
4、联系仪表检查温度、压力、液位、流量等仪表是否完好，并调试灵敏好
用。
5、检查各泵基础螺丝是否松动，靠背轮连接是否完好，压盖填料函是否紧
密，并盘车 2～3 转，有无异音，如有问题应及时联系钳工处理，无问题装好安
全罩。
6、检查各泵轴承轴瓦、油 箱是否充足，并加足润滑油量。
7、安装好各泵出口压力表，蒸汽压力表及压缩空气压力表，并接受压缩空
气和蒸汽。
8、联系稀硝吸收往稀硝酸贮槽收足稀硝酸，并接受压缩空气和蒸汽。
9、联系碱吸收往碱高位槽收足碱液，打开转化尾气进 1#塔或 2#塔阀门。
10、准备好开车用具，分析仪表，药品和操作记录及防火防防护用具等，
清理现场和岗位卫生。
（二）、开车：
1、接工长指示后进行开车操作。
2、启动稀硝酸泵进行循环，启动亚钠母液泵进行循环。
3、找开转化塔底部的蒸汽和压缩空气阀门，转化塔内压力维持在 ～
之间进行升温。
关闭 1#、2#中和槽碱液进口阀门，打开 1#中和槽转化液进口阀门，关闭 2#
中和槽转化液进口阀门。
4、当转化塔底温度达到 80～90℃可以开始转化。
（1）、先开转化塔下部的稀硝进塔阀门，后开亚钠母液进塔阀门，并调节
至所需要的流量；
（2）、打开转化塔底转化出口阀门，取转化液，分析其酸度及亚钠含量，
直至将其调节在规定工艺范围内；
（3）、根据转化液中的酸度和亚钠含量，调节中部加酸量和塔内温度及空
气量。
5、当 1#中和槽液位达 1/2 左右时，关闭 1#中和槽转化液进口阀门，打开 2#
中和槽转化液进口阀门，将 1#中和槽进行中和；
（1）、打开碱液高位槽出口阀门；
（2）、打开 1#中和槽压缩空气阀门和加碱阀门，搅拌加碱中和；
（3）、启动硝钠母液泵往 1#中和槽掺入一定量的硝钠母液，控制再中和液
中的 NaNO2 和 NaCl 含量在规定工艺范围内；
（4）、及时取样分析，当再中和液碱度达到工艺规定指标，停止加碱；
（5）、通知化验定取样分析再中和液中 NaNO2、NaCl 含量和碱度，合格后，
启动转化液泵将合格的再中和液送入再中和液贮槽，供蒸发；
6、当转化液或硝钠母液中 NaNO2 含量过高时，中和槽可维持在一定酸度范
围内操作，酸度不宜过高，一般在 20g/l 以下，并用压缩空气搅拌，以加速 NaNO2
的转化，当分析转化液中 NaNO2 含量达到指标后，再加碱中和过量酸，分析合
格后，送入再中和液贮槽。
（三）、停车：
1、接工长指示进行停车操作。
2、先关亚钠母液进塔阀门，后关稀硝酸进塔阀门，停止转化。
3、停亚钠母液泵和稀酸泵，并将管线阀门内溶液倒回贮槽，用蒸汽吹洗干
净。
4、关闭转化塔蒸汽阀门和压缩空气阀门，打开转化塔底出口阀门。
5、联系碱吸收关闭转化尾气进 1#塔或 2#塔阀门。
6、待转化液全部流入中和槽并加碱中和完毕后，将中和槽内合格中和液全
部送入中和液贮槽，关闭中和槽现口阀门。
7、关闭碱液高位槽出口阀门，打开 1#、2#中和槽碱液阀门，将管线内碱液
放尽，并使中和槽内剩余溶液呈碱性。
（四）、正常操作：
1、经常检查亚钠母液槽和硝钠母液槽液位，防满跑液。
2、经常检查稀硝酸槽，碱液高位槽液位，及时收酸、收碱。
3、经常检查各泵运转情况是否正常，有无振动和异音，地脚螺丝是否松动，
轴承和电机温度，润滑油是否充足，并按时加足油量，搞好设备的清洁卫生。
4、调节转化塔内温度，压力及亚钠母液和稀硝酸加入量，严格控制转化液
中酸度和亚钠含量及再中和液中 NaNO2、NaCl 含量和碱度，做到勤分析，勤调
节使之合乎工艺要求，正常操作时每半小时分析一次，不正常时经常分析。
5、转化塔加减负荷时，应缓慢进行，不可过猛，加量时先加稀硝酸，后加
亚钠母液；减量时，先减亚钠母液，后减稀硝酸，并同时相应调节蒸汽和空气，
保持塔内温度和压力稳定，不得超温超压。
6、联系各岗位，严格工艺，稳定操作，均衡生产。
7、认真做好操作记录和岗位记录。
五、故障处理：
1、晃电：
原因：电力系统故障。
处理：先启动稀硝酸泵，后启动亚钠母液泵，如启动不起来，按停车处理。
2、停电：
原因：电力系统故障。
处理：关小转化塔加热蒸汽进行保温，关闭压缩空气待来电后再开始转化，
联系调度室查讯停电原因，超过 1 小时按停车处理。
3、停蒸汽和压缩空气：
原因：供汽系统故障。
处理：停止转化，来汽后再开车。
4、稀硝酸输送泵或亚钠母液输送泵自动停车：
原因： （1）晃电； （2）停电； （3）负荷过大，电流超过；
（4）电源断相、短路、断电； （5）电气设备跳闸或电机故障。
处理：（1）按晃电处理；（2）按停电处理停止转化，待来电后再开始转
化。
（3）按停电处理，联系钳工电工检查泵或电机，无问题，再开。
（4）（5）按停电处理，联系电工检修，待检修好重新开车。
5、转化液酸度波动大：
原因：（1）稀硝酸泵打不上量或杨量不正常；（2）亚钠母液泵打不上量
或杨量不正常；（3）亚钠母液泵出入口管堵；（4）稀硝酸槽或亚钠母液贮槽
液位低或抽空
处理：（1）（2）调节泵扬量至正常，若调节无效，换开备用泵；
（3）用蒸汽吹除堵塞或结晶；（4）停止转化，待液位正常后，重新开车。
6、转化液酸度合析而亚钠含量不合格：
原因：（1）转化塔温度低；（2）空气量不足；
（3）塔堵或分散器坏，分散不匀；
处理：（1）加大蒸汽量提高塔内温度至规定指标；
（2）加大空气量；（3）停塔排除故障。
7、转化塔出口液封跑气至中和槽：
原因：（1）转化塔内堵塞压力升高；（2）转化塔顶出口氧化氮气体管线
堵塞，阻力增大；（3）转化塔蒸汽或压缩空气加得太大；（4）碱吸收塔压力
升高。
处理：（1）严重时停止转化，用蒸汽吹除堵塞；（2）排除管线内存液或
用蒸汽，空气吹通；（3）减小蒸汽或压缩空气加量；（4）联系碱吸收岗位检
查处理。
8、中和槽转化液变绿或变红：
原因：（1）变绿，含 Clˉ量高，酸度大，合金钢被腐蚀；
（2）变红在碱性时有铁锈进入中和槽。
处理：暂行转化，将变色溶液放入地沟，用水冲洗中和槽，再恢复转化和中
和操作。
9、转化液中 NaNO2 含量合格，再中和液 NaNO2 含量超过规定：
原因：（1）碱液中含有 NaNO2 ；（2）硝酸钠母液中 NaNO2 含量高；
处理：（1）联系碱吸收防止中和液或循环碱液流入溶碱槽，不合格再中和
液送入亚钠母液贮槽重新转化。（2）减小硝钠母液掺入量。
10、再中和液中 Clˉ含量超过规定：
原因：（1）硝钠母液中 NaCl 含量高；（2）硝钠母液掺入量过多。
处理：（1）将硝钠母液送入硝钠废母液槽；（2）减小硝钠母液掺入量。
11、再中和液中碱度超过规定：
原因：（1）碱液量加得过多；（2）加碱阀门自流或未关死。
处理：（1）加入适量转化液中和至碱度合格；
（2）关闭加碱阀门，如自流更换阀门。
12、酸泵或亚钠母液泵打不上量：
原因：（1）溶液有杂物或结晶堵塞管道，阀门，泵及叶轮等；
（2）叶轮损坏，松脱；
（3）泵内存气产生气阻；
（4）泵压盖填料函法兰漏气；
（5）泵出入口阀芯阀门脱落；
（6）贮槽内液位低或抽空；
（7）电机反转：
（8）泵安装问题。
处理：（1）换开备用泵，停泵检查清洗泵室叶轮，管线，阀门内的杂物或
结晶。
（2）换开备用泵，停泵检查修理。
（3）排气将泵内充满溶液。
（4）更换填料，把紧法兰。
（5）更换或检修阀门；
（6）提高贮槽液位。
（7）联系电工处理。（8）联系钳工检查修理。
分 析 方 法
一、转化液和再中和液中 NaNO2 含量分析：
1、取蒸馏水 100ml 倒入冼净的 500ml 烧杯中，并加入不带还原性杂质，比
重 之 H2SO45ml，加入 溶液 10ml 摇混均匀。
2、取欲分析之试样注入洗涤过的滴定管内，并以 5～6 滴/秒的速度滴定上
述溶液，待溶液成微红色为止。
3、计算：NaNO2（g/l）=10××
（V:滴定消耗试样的 ml 数）
二、转化液酸度分析：
（一）、
1、用移液管取 5ml 试样，放入洗净的 500ml 烧杯中。
2、加蒸馏水 100ml，并加入 2～3 滴酚酞指示剂。
3、用 标准溶液滴定至红色为止。
4、计算方法：HNO3（g/l）=v××
(v:消耗 NaOH 标准溶液的 ml 数)
（二）、
1、取 1ml 试样于洗净的 500ml 烧杯中。
2、加 100ml 蒸馏水稀释，并加甲基红指示剂 2～3 滴。
3、以 滴定到
4、计算：HNO3(g/l)=v××
三、再中和液碱度分析：
1、取试样 5ml 于洗净之 250ml 烧杯中。
2、加蒸馏水稀释到 20～40ml,并加入涨合指示剂 2～3 滴。
3、以 滴定至微红色为止。
4、计算：Na2CO3（g/l）＝V××
（V：滴定消耗 H2SO4 标准溶液的 ml 数）
四、亚钠母液和硝钠母液碱度分析：
1、取样 5ml 于洗净之 250ml 烧杯中。
2、加蒸馏水释稀到 20～40ml 加入混合指示剂 2～3 滴。
3、用 滴定至微红色为止。
4、计算：Na2CO3（g/l）＝V××
(V：滴定消耗 标准溶液的 ml 数)
五、再中和液和硝钠母液中 NaCl 含量分析：
1、取 1ml 试样放入 250ml 洗净的烧标中。
2、加入 50ml 蒸馏水稀释，并加入 2～3 滴铬酸钾指示剂。
3、以 滴定到棕红色为止。
4、计算：NaCl(g/l)=V××
Clˉ(g/l)=V××
(V：滴定消耗 标准溶液的 ml 数)
