本发明专利技术涉及一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统及其使用方法，包括加热熔融罐、热解炉、雾化器、收尘器、风机、尾气换热器、硝酸吸收装置；所述加热熔融罐用于将硝酸盐加热熔融得到硝酸盐热流体；所述热解炉用于分解来自加热熔融罐的硝酸盐热流体；经过分解的混合气体，并将混合气体中夹带的粉尘进行分离；冷却并输送到硝酸吸收装置中；其中，所述热解炉分为内壳和外壳，所述内壳构成所述热解炉的分解通；所述内壳和外壳之间设置有加热体，所述加热体是电阻丝、微波磁控管或辐射加热管。利用该装置系统可以有效降低加热成本，同时使得整个热分解回收硝酸的流程简单化，可控性强，同时，制备得到的金属氧化物粒径均匀。
【技术实现步骤摘要】
一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统及其使用方法
本专利技术涉及一种无机化工资源回收处理
，具体涉及了一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统及其使用方法。
技术介绍
大部分金属硝酸盐在受热条件下，可以分解为金属氧化物、二氧化氮和氧气，放出的氧、二氧化氮在一定条件下用水吸收可生成硝酸，金属氧化物也可以在有色金属湿法冶金以及其他化工领域中得到循环再生利用，实现低成本生产过程，这种金属硝酸盐热分解回收硝酸和金属氧化物的方式，引起了越来越多的关注。中国专利CN108862218A公开了一种利用金属硝酸盐热解制取硝酸的方法及其装置，通过在密闭的装置中使金属硝酸盐粉末通过热解，产生O2、NO2及金属氧化物粉末，将得到的O2、NO2导入到吸收塔中，通过吸收塔中设有的吸收液循环吸收后，得到需要浓度的硝酸。整个系统保持密封、正压，让硝酸盐在回转窑内充分热解，所产生气体被吸收塔中的液体吸收制成硝酸溶液。但是硝酸盐分解要求温度较高，如果直接将硝酸盐输送到回转炉窑中进行加热分解，存在硝酸盐受热不均匀，分解不充分的问题。如此一来系统的运行能耗较高，且硝酸盐中硝酸回收利用率不高。中国专利CN109721038A公开了一种硝酸盐热解回收硝酸方法，将硝酸盐输送到至少两级的预热装置中，进行加热，液化。再将硝酸盐热流体输送到分解器中，利用高温气体进行加热，使得硝酸盐分解产生混合气体和固体粉末。将混合气体和固体粉末分离，一部分混合气体输送到硝酸回收罐中，另一部分混合气体加热至500-800℃，然后回流分解器中，用于加热硝酸盐热流体，使之高效受热分解。但是该方法也存在一些弊端，首先该方法所用的高温气体需要额外的设备提供加热，在加热过程中会有较大的热损失，致使其运行成本高；其次，额外的加热设备使得整个生产流程复杂化，人工控制难度大，可操作性差；最后，利用高温气体进行分解硝酸盐过程中可能受动态气流或装置切换时的影响使得制备的金属氧化物颗粒不均匀，销售价格大大降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术硝酸盐热分解回收硝酸过程中存在的硝酸盐受热不均匀利用率低、加热成本高、流程复杂、可操作性差、金属氧化物颗粒不均匀等技术问题，提供一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统及其使用方法。利用该装置系统可以有效降低加热成本，同时使得整个热分解回收硝酸的流程简单化，可控性强，同时，制备得到的金属氧化物粒径均匀。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，包括加热熔融罐、热解炉、雾化器、收尘器、风机、尾气换热器、硝酸吸收装置；所述加热熔融罐的出料口连接至热解炉的顶端进料口，所述热解炉的中部出料口连接至收尘器的侧面进料口；所述收尘器的顶端排气口通过风机连接至尾气换热器进气口，所述尾气换热器的排气口连接至硝酸吸收装置；所述热解炉包括内壳和外壳，所述内壳嵌套设置于所述外壳中，所述内壳围合成所述热解炉的分解通道；所述内壳与所述外壳之间形成密闭的热源空间；所述热源空间中设置有加热体；所述加热体是电阻丝、微波磁控管或辐射加热管；所述热解炉顶部设置有雾化器，所述雾化器用于将热解炉的顶端进料口输入的硝酸盐热流体喷入所述热解炉的分解通道中；本专利技术提供的硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，包括加热熔融罐、热解炉、雾化器、收尘器、风机、尾气换热器、硝酸吸收装置，所述加热熔融罐用于将硝酸盐加热熔融得到硝酸盐热流体；所述热解炉用于分解来自加热熔融罐的硝酸盐热流体；所述收尘器用于接受热解炉排出的经过分解的混合气体，并将混合气体中夹带的粉尘进行分离；所述尾气换热器用于接受收尘器排出的经过粉尘分离的混合气体，冷却并输送到硝酸吸收装置中进行硝酸回收。其中，加热熔融罐先把金属硝酸盐加热熔化，然后以热流体的方式喷入热解炉中，同时，本专利技术提供的热解炉，其内壳构成热解通道，内壳与外壳之间设置有加热元件，且形成密闭的热源空间，热解炉采用的是夹层式自加热方式，将金属硝酸盐热流体喷入该热解炉的热解通道，使得硝酸得以充分热解，在热解过程中不会受气流的影响，也不会有加热装置切换，制备的金属氧化铝的粒径分布均匀，质量大大提高。同时，本专利技术的热解炉无需额外外接天然气供热系统，无需利用循环高温气体加热，通过对热解炉内壳外壳材料的选择、厚度的调整及加热体的布置，使得在整个加热过程中不会有较大的热损失，热成本大大降低，没有额外的加热设备使得整个生产流程简单化，更有利于人工控制，可操作性大大提高。进一步的，所述加热熔融罐用于将硝酸盐加热熔融得到硝酸盐热流体；所述热解炉用于分解来自加热熔融罐的硝酸盐热流体；所述收尘器用于接受热解炉排出的经过分解的混合气体，并将混合气体中夹带的粉尘进行分离；所述尾气换热器用于接受收尘器排出的经过粉尘分离的混合气体，冷却并输送到硝酸吸收装置中。进一步的，所述加热熔融罐中设置有搅拌装置。金属硝酸盐在加热熔融过程中，通过搅拌装置的搅拌可以进一步加快熔融的效率。进一步的，所述外壳是保温耐火材料制成的结构件。进一步的，所述保温耐火材料是氧化铝、氧化镁和氧化硅中的一种或多种。进一步的，所述外壳的厚度至少为20cm。研究发现，外壳的厚度小于20cm时，外壳的保温效果较差，热量造成了不必要的浪费。进一步的，所述外壳的厚度是20cm～50cm。外壳的主要作用是用于保温耐火，根据设备的处理量不同，外壳的厚度可以适当调整，专利技术人发现，在实际应用中，根据热量损失情、材料成本、热量成本、承重等方面的考虑，外壳的厚度设置在20cm～50cm是比较合适和实用的。优选地，所述外壳的厚度为30cm～40cm。进一步的，所述内壳是不锈钢或合金钢材料制成的结构件。进一步的，所述内壳是具有耐高温效果的不锈钢，所述高温是指200℃～1000℃。进一步的，所述内壳的厚度是1mm～10mm。内壳的主要作用是用于耐热，疏散热量，内的厚度过小，在高温条件下会对内壳的质量不能保证，内壳的厚度过大会造成疏散热量的效果不好，不能与外壳的保温达到良好的配合作用，容易造成热量损失。专利技术人发现，在实际应用中，根据热量损失情、材料成本、热量成本、承重等方面的考虑，内壳的厚度设置在1mm～10mm较好。优选地，所述热解炉中，所述外壳的厚度为4mm～8mm。进一步的，所述加热体均匀分布于所述热源空间内。进一步的，所述热解炉中的分解通道中设置有温度感应器，所述温度感应器用于检测分解通道中的温度。进一步的，所述内壳与所述外壳之间还设置有单机片和冷却元件，所述单机片用于接收温度感应器传送的温度信息，同时根据温度来控制加热体和冷却体而调节分解通道的温度。该装置系统可精确的调节分解通道内的温度，促使分解速率的同时，可以根据温度的调整而生产出不同晶型金属氧化物。进一步的，所述硝酸盐是硝酸镁、硝酸铝、硝酸锌、硝酸铁、硝酸锡、硝酸铅、硝酸铜中的一种或多种。根据研究发现，硝酸盐如硝酸铝，硝酸镁，硝酸铁，硝酸锌等硝酸盐在加热时会生成较高活性的氧化物。这是由于在硝酸盐解热分解时会生成氧化氮，氧气等气体，促使氧化物表面形成多本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，包括加热熔融罐(1)、热解炉(2)、雾化器(3)、收尘器(4)、风机(5)、尾气换热器(6)、硝酸吸收装置(7)；/n所述加热熔融罐(1)的出料口连接至热解炉(2)的顶端进料口，所述热解炉(2)的中部出料口连接至收尘器(4)的侧面进料口；所述收尘器(4)的顶端排气口通过风机(5)连接至尾气换热器(6)进气口，所述尾气换热器(6)的排气口连接至硝酸吸收装置(7)；/n所述热解炉(2)包括内壳(8)和外壳(9)，所述内壳(8)嵌套设置于所述外壳(9)中，所述内壳(8)围合成所述热解炉的分解通道；所述内壳(8)与所述外壳(9)之间形成密闭的热源空间；所述热源空间中设置有加热体(10)；所述加热体(10)是电阻丝、微波磁控管或辐射加热管；/n所述雾化器(3)设置在所述热解炉(2)顶部，所述雾化器(3)用于将热解炉(2)的顶端进料口输入的硝酸盐热流体喷入所述热解炉(2)的分解通道中。/n
【技术特征摘要】
1.一种硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，包括加热熔融罐(1)、热解炉(2)、雾化器(3)、收尘器(4)、风机(5)、尾气换热器(6)、硝酸吸收装置(7)；
所述加热熔融罐(1)的出料口连接至热解炉(2)的顶端进料口，所述热解炉(2)的中部出料口连接至收尘器(4)的侧面进料口；所述收尘器(4)的顶端排气口通过风机(5)连接至尾气换热器(6)进气口，所述尾气换热器(6)的排气口连接至硝酸吸收装置(7)；
所述热解炉(2)包括内壳(8)和外壳(9)，所述内壳(8)嵌套设置于所述外壳(9)中，所述内壳(8)围合成所述热解炉的分解通道；所述内壳(8)与所述外壳(9)之间形成密闭的热源空间；所述热源空间中设置有加热体(10)；所述加热体(10)是电阻丝、微波磁控管或辐射加热管；
所述雾化器(3)设置在所述热解炉(2)顶部，所述雾化器(3)用于将热解炉(2)的顶端进料口输入的硝酸盐热流体喷入所述热解炉(2)的分解通道中。
2.根据权利要求1所述的硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，所述外壳(9)是保温耐火材料制成的结构件；所述保温耐火材料是氧化铝、氧化镁和氧化硅中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，所述内壳(8)是不锈钢或合金钢材料制成的结构件。
4.根据权利要求1所述的硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，所述外壳(9)的厚度至少为20cm。
5.根据权利要求1所述的硝酸盐热分解回收硝酸的装置系统，其特征在于，所述内壳(8)的厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成彦，但勇，赵林，马保中，陈永强，赵澎，陈雪风，高波，赵顶，
申请(专利权)人：眉山顺应动力电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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