全文摘要
本实用新型涉及一种氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，包括稀硫酸暂存罐，所述稀硫酸暂存罐经稀硫酸增压泵通过管道分别与第一汽提塔的上部入料口和第一换热器连通，所述第一换热器通过管道与第一汽提塔的中部连通，所述第一汽提塔底部通过管道经第一换热器和第二换热器与第二汽提塔上部入料口连通，所述第二汽提塔底部通过管道经第二换热器、稀酸排出泵与第三换热器连通，所述第三换热器的管程通过管道与降膜蒸发器连通。采用双塔加压汽提工艺，成功分离出高纯度的氟化氢气，稀硫酸溶液与氟化氢气体完全分离，稀硫酸溶液浓缩后进行回收利用。
主设计要求
1.一种氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，包括稀硫酸暂存罐（1），其特征在于，所述稀硫酸暂存罐（1）经稀硫酸增压泵（2）通过管道分别与第一汽提塔（3）的上部入料口和第一换热器（4）连通，所述第一换热器（4）通过管道与第一汽提塔（3）的中部连通，所述第一汽提塔（3）底部通过管道经第一换热器（4）和第二换热器（5）与第二汽提塔（6）上部入料口连通，所述第二汽提塔（6）底部通过管道经第二换热器（5）、稀酸排出泵（7）与第三换热器（8）连通，所述第三换热器（8）的管程通过管道与降膜蒸发器（9）连通，所述降膜蒸发器（9）的蒸汽排出口通过管道与第三换热器（8）的壳程连通，所述第三换热器（8）的壳程通过管道与喷淋塔（10），所述喷淋塔（10）通过管道分别与浓硫酸储罐和冷却器（11）的管程底部入料口连通，所述冷却器（11）的管程顶部出料口与喷淋塔（10）顶部的喷头（101）连通。
设计方案
1.一种氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，包括稀硫酸暂存罐（1），其特征在于，所述稀硫酸暂存罐（1）经稀硫酸增压泵（2）通过管道分别与第一汽提塔（3）的上部入料口和第一换热器（4）连通，所述第一换热器（4）通过管道与第一汽提塔（3）的中部连通，所述第一汽提塔（3）底部通过管道经第一换热器（4）和第二换热器（5）与第二汽提塔（6）上部入料口连通，所述第二汽提塔（6）底部通过管道经第二换热器（5）、稀酸排出泵（7）与第三换热器（8）连通，所述第三换热器（8）的管程通过管道与降膜蒸发器（9）连通，所述降膜蒸发器（9）的蒸汽排出口通过管道与第三换热器（8）的壳程连通，所述第三换热器（8）的壳程通过管道与喷淋塔（10），所述喷淋塔（10）通过管道分别与浓硫酸储罐和冷却器（11）的管程底部入料口连通，所述冷却器（11）的管程顶部出料口与喷淋塔（10）顶部的喷头（101）连通。
2.根据权利要求1所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述喷淋塔（10）顶部通过管道与第一冷凝器（12）和水封槽（13）依次连通。
3.根据权利要求1所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述第一汽提塔（3）和第二汽提塔（6）的顶部分别通过管道与第二冷凝器（14）连通，所述第二冷凝器（14）设有氟化氢排出管，所述第二冷凝器（14）还通过管道与回流罐（15）、回流泵（16）、第二汽提塔（6）连通。
4.根据权利要求1所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述降膜蒸发器（9）底部设有浓硫酸出口与浓硫酸储罐连通，所述降膜蒸发器（9）上部设有蒸汽进入管，下部设有冷凝水出料口。
5.根据权利要求1所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述第一汽提塔（3）和第二汽提塔（6）下部分别设有蒸汽入口。
6.根据权利要求1所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述第一汽提塔（3）内设有第一填料层（31），所述第一填料层（31）为散堆拉西环，所述第二汽提塔（6）内设有第二填料层（61），所述第二填料层（61）为规整填料组件。
7.根据权利要求6所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，所述规整填料组件包括一个或多个连续地排列在设计流动方向上的规整填料单元（611），每个所述规整填料单元（611）包括多个波纹片材，所述多个波纹片材以面对面的关系平行组合在一起，两块相邻的波纹片材的波纹相对于竖直方向朝向彼此相反地进行取向，波纹片材中的波纹相对于竖直方向倾斜60°度。
8.根据权利要求7所述的氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，其特征在于，相邻两个规整填料单元（611）之间的交界面设有格栅（612）。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及氟硅酸生产技术领域，具体为一种氟硅酸生产过程中稀硫酸处理装置。
背景技术
来自磷肥厂的稀氟硅酸，首先经过脱砷装置除去有害杂质砷，然后进入氟硅酸浓缩系统，经过浓缩，得到一定浓度的浓氟硅酸，经过滤分离后，浓氟硅酸进入反应器与浓硫酸混合，产生四氟化硅、氟化氢等混合气体，用浓硫酸吸收后，四氟化硅进入浓缩系统进行吸收。反应后的硫酸含有大量氟化氢，经蒸馏将氟化氢与硫酸分离，经过净化、精馏除去高、低沸点杂质，得到无水氟化氢产品。蒸馏后的硫酸通过汽提，得到稀硫酸，送入磷酸反应器进行生产磷酸。尾气经洗涤后达标排放。在利用稀氟硅酸的过程中，浓硫酸量需求大，每吨氟化氢产品需浓硫酸为30 t，氟硅酸所带水分以及尾气洗涤水、滤饼洗水大量进入硫酸中，形成大量稀硫酸，对稀硫酸的利用显得至关重要。同时在汽提塔中，原汽提塔填料为散堆拉西环，优点是形状简单，稳定可靠，但拉西环填料塔存在严重的沟流及壁流现象，导致汽提效果达不到稀硫酸氟含量设计值小于1000ppm的设计要求。
发明内容
鉴于上述现有生产技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氟硅酸生产过程中稀硫酸处理装置，采用双塔加压汽提工艺，成功分离出高纯度的氟化氢气，稀硫酸溶液与氟化氢气体完全分离。
本实用新型采用的技术方案为：
一种氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，包括稀硫酸暂存罐，所述稀硫酸暂存罐经稀硫酸增压泵通过管道分别与第一汽提塔的上部入料口和第一换热器连通，所述第一换热器通过管道与第一汽提塔的中部连通，所述第一汽提塔底部通过管道经第一换热器和第二换热器与第二汽提塔上部入料口连通，所述第二汽提塔底部通过管道经第二换热器、稀酸排出泵与第三换热器连通，所述第三换热器的管程通过管道与降膜蒸发器连通，所述降膜蒸发器的蒸汽排出口通过管道与第三换热器的壳程连通，所述第三换热器的壳程通过管道与喷淋塔，所述喷淋塔通过管道分别与浓硫酸储罐和冷却器的管程底部入料口连通，所述冷却器的管程顶部出料口与喷淋塔顶部的喷头连通。
优选地，所述喷淋塔顶部通过管道与第一冷凝器和水封槽依次连通。
优选地，所述第一汽提塔和第二汽提塔的顶部分别通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器设有氟化氢排出管，所述第二冷凝器还通过管道与回流罐、回流泵、第二汽提塔连通。
优选地，所述降膜蒸发器底部设有浓硫酸出口与浓硫酸储罐连通，所述降膜蒸发器上部设有蒸汽进入管，下部设有冷凝水出料口。
优选地，所述第一汽提塔和第二汽提塔下部分别设有蒸汽入口。
优选地，所述第一汽提塔内设有第一填料层，所述第一填料层为散堆拉西环，所述第二汽提塔内设有第二填料层，所述第二填料层为规整填料组件。
进一步优选地，所述规整填料组件包括一个或多个连续地排列在设计流动方向上的规整填料单元，每个所述规整填料单元包括多个波纹片材，所述多个波纹片材以面对面的关系平行组合在一起，两块相邻的波纹片材的波纹相对于竖直方向朝向彼此相反地进行取向，波纹片材中的波纹相对于竖直方向倾斜60°度。
更进一步优选地，相邻两个规整填料单元之间的交界面设有格栅。
本发明具有以下有益效果：
1、采用双塔加压汽提工艺，成功分离出高纯度的氟化氢气，稀硫酸溶液与氟化氢气体完全分离。
2、将分离出氟化氢气体的稀硫酸进行浓缩成浓硫酸，从而可以资源回收利用，用于浓氟硅酸的反应。
3、在脱出氟化氢过程和稀硫酸浓缩过程中，利用第一换热器，第二换热器进行换热处理，充分利用反应系统中的热量，不造成能源浪费。
4、产生的含酸水蒸汽先作为预热酸的加热介质，经第三换热器进入喷淋塔，喷淋液为稀硫酸。喷淋塔洗涤成的稀硫酸，经冷却器冷却后，也作为喷淋液。通过不间断循环，以使浓缩酸达到生产所要求的浓度。
5、采用规整填料单元，具有结构紧凑，阻力小，比表面积大，分离效果高等优点，能够有效降低稀硫酸中的氟化氢含量。
6、相邻两个规整填料单元之间的交界面设有格栅。从而可以减少该交界面处的交接点，消 除小的通道，降低累积结垢的风险。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型规整填料单元的结构示意图；
图3为本实用新型规整填料单元结构示意图；
图中：稀硫酸暂存罐1，稀硫酸增压泵2，第一汽提塔3，第一填料层31，第一换热器4，第二换热器5，第二汽提塔6，第二填料层61，规整填料单元611，格栅612，稀酸排出泵7，第三换热器8，降膜蒸发器9，喷淋塔10，冷却器11，喷头101，第一冷凝器12，水封槽13，第二冷凝器14，回流罐15，回流泵16。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种氟硅酸制备氟化氢生产中稀硫酸处理装置，包括稀硫酸暂存罐1，所述稀硫酸暂存罐1经稀硫酸增压泵2通过管道分别与第一汽提塔3的上部入料口和第一换热器4连通，所述第一换热器4通过管道与第一汽提塔3的中部连通，所述第一汽提塔3底部通过管道经第一换热器4和第二换热器5与第二汽提塔6上部入料口连通，所述第二汽提塔6底部通过管道经第二换热器5、稀酸排出泵7与第三换热器8连通，所述第三换热器8的管程通过管道与降膜蒸发器9连通，所述降膜蒸发器9的蒸汽排出口通过管道与第三换热器8的壳程连通，所述第三换热器8的壳程通过管道与喷淋塔10，所述喷淋塔10通过管道分别与浓硫酸储罐和冷却器11的管程底部入料口连通，所述冷却器11的管程顶部出料口与喷淋塔10顶部的喷头101连通。
优选地，所述喷淋塔10顶部通过管道与第一冷凝器12和水封槽13依次连通。
优选地，所述第一汽提塔3和第二汽提塔6的顶部分别通过管道与冷凝器14连通，所述冷凝器14设有氟化氢排出管，所述第二冷凝器14还通过管道与回流罐15、回流泵16、第二汽提塔6连通。
优选地，所述降膜蒸发器9底部设有浓硫酸出口与浓硫酸储罐连通，所述降膜蒸发器9上部设有蒸汽进入管，下部设有冷凝水出料口。
优选地，所述第一汽提塔3和第二汽提塔6下部分别设有蒸汽入口。
优选地，所述第一汽提塔3内设有第一填料层31，所述第一填料层31为散堆拉西环，所述第二汽提塔6内设有第二填料层61，所述第二填料层61为规整填料组件。
进一步优选地，所述规整填料组件包括一个或多个连续地排列在设计流动方向上的规整填料单元611，每个所述规整填料单元611包括多个波纹片材，所述多个波纹片材以面对面的关系平行组合在一起，两块相邻的波纹片材的波纹相对于竖直方向朝向彼此相反地进行取向，波纹片材中的波纹相对于竖直方向倾斜60°度。
更进一步优选地，相邻两个规整填料单元611之间的交界面设有格栅612。
本实用新型工作流程为：含有氟化氢的稀硫酸溶液，经过稀硫酸增压泵2，一路冷料直接进入第一汽提塔3，一路进入第一换热器4，与第一汽提塔3釜液换热后，进入第一汽提塔3。蒸汽经塔釜进入第一汽提塔3内汽提，氟化氢由塔顶出装置。经过第一次脱氟化氢的稀硫酸由塔釜，经过第一换热器4、第二换热器5后，进入第二汽提塔6，经第二汽提塔6塔釜蒸汽汽提后，稀硫酸溶液中的氟化氢全部由塔顶排出，氟化氢气体经过第二冷凝器14进行冷凝，含氟化氢凝液由回流泵加压进入第二汽提塔6顶部完成回流。 第二汽提塔6塔底稀硫酸经第三换热器8预热后从降膜蒸发器9蒸发，产生的含酸水蒸汽先作为预热酸的加热介质，经第三换热器8进入喷淋塔10，喷淋液为稀硫酸。喷淋塔10洗涤成的稀硫酸，经冷却器11冷却后，也作为喷淋液。通过不间断循环，以使浓缩酸达到生产所要求的浓度，部分尾气，经第二冷凝器14冷却至水封槽13。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920292276.X
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:42(湖北)
授权编号:CN209835629U
授权时间:20191224
主分类号:C01B7/19
专利分类号:C01B7/19;C01B17/88
范畴分类:申请人:湖北瓮福蓝天化工有限公司
第一申请人:湖北瓮福蓝天化工有限公司
申请人地址:443311 湖北省宜昌市宜都市枝城镇兴发工业园
发明人:张灿;张超;朱辉;刘大鹏;刘文超
第一发明人:张灿
当前权利人:湖北瓮福蓝天化工有限公司
代理人:姜荣华
代理机构:42226
代理机构编号:宜昌市慧宜专利商标代理事务所(特殊普通合伙) 42226
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计