一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置论文和设计-杨雪松

全文摘要

本实用新型涉及一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置，包括配酸槽、循环泵、喷射混合器(一)、管道混合器(一)、喷射混合器、管道混合器、循环冷却器、浓硫酸槽和浓硫酸泵。所述配酸槽与循环泵、喷射混合器(一)、管道混合器(一)以及若干组喷射混合器、管道混合器和循环冷却器依次连接后，再与回接到配酸槽。其有益效果是：通过向若干个喷射混合器连续同时通入工业水或浓硫酸，在提高管路总流量的同时，使整个管路的温度变化梯度趋于合理，解决了硫酸配制工艺的放热问题，可实现硫酸配制的连续操作，且无酸雾的排放，消除了人身安全隐患，保护环境，具有换热速度快、节省贮槽空间、造价低、维修方便等特点。

主设计要求

1.一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置，包括配酸槽、循环泵、喷射混合器一、管道混合器一、喷射混合器、管道混合器、循环冷却器、浓硫酸槽和浓硫酸泵，其特征在于，所述配酸槽与循环泵、喷射混合器一和管道混合器一依次连接；所述喷射混合器、管道混合器和循环冷却器均为若干个，依次连接，其中喷射混合器端与管道混合器一连接、循环冷却器端与配酸槽连接；所述浓硫酸槽与浓硫酸泵连接后分别与各喷射混合器连接；工业水管道分别与喷射混合器一和配酸槽连接；所述循环泵后设置稀硫酸采出口。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金焦化技术领域的一种硫酸配制方法，特别是涉及一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置。

背景技术

冶金焦化行业，焦油蒸馏装置酚盐分解单元常用的稀硫酸的浓度为50～75％，而稀硫酸一般都是通过浓硫酸(93～98％)加水稀释而来的。目前，现有的配制工艺及设备非常简单，通常利用一个卧式贮槽作为一个配酸槽，底部设有蛇形管换热器，顶部设有浓硫酸入口和工业水入口，配制前一般都是根据计算先加好配酸需要的水，然后再缓慢加入浓硫酸(93～98％)。由于配酸的过程是放热反应，所以底部的蛇形管换热器要同时通入循环水进行冷却，外部有循环泵打循环，起到搅拌的作用，配制到需要的浓度以后，通过循环泵把稀硫酸抽出，然后再配下一槽，属间歇式作业。这套工艺及其设备虽然简单易用，但缺点也是明显的，由于硫酸配制工艺的特点就是腐蚀和放热，浓硫酸在稀释的过程中，要放出大量的热，需要的换热器非常大，如果不能及时排出热量，稀硫酸的温度升高超过设计温度，硫酸的腐蚀性急剧增加，那么后果是不堪设想的；所用的配酸槽，蛇形管换热器位于设备内部，换热面积有限，热量基本上是不能及时排出的，为了降低操作温度，浓硫酸的注入速度极慢，配制好一槽的稀酸，往往需要一两天的时间，效率非常低，有时控制不好加酸量，操作温度过热，贮槽的腐蚀性加快，用不多久就腐蚀掉了，同时由于换热器设置在设备内部，设备不好做内衬，维修不便；另外，浓硫酸注入方式没有特殊处理，容易产生酸雾，并从放散口流出产生危害，危害人身安全，污染环境。

实用新型内容

为克服现有技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置，通过向若干个喷射混合器连续同时通入工业水或浓硫酸，在提高管路总流量的同时，使整个管路的温度变化梯度趋于合理，解决了硫酸配制工艺的放热问题，可实现硫酸配制的连续操作，且无酸雾的排放，消除了人身安全隐患，保护环境，具有换热速度快、节省贮槽空间、造价低、维修方便等特点。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置，包括配酸槽、循环泵、喷射混合器(一)、管道混合器(一)、喷射混合器、管道混合器、循环冷却器、浓硫酸槽和浓硫酸泵，其特征在于，所述配酸槽与循环泵、喷射混合器(一)和管道混合器(一)依次连接；所述喷射混合器、管道混合器和循环冷却器均为若干个，依次连接，其中喷射混合器端与管道混合器(一)连接、循环冷却器端与配酸槽连接；所述浓硫酸槽与浓硫酸泵连接后分别与各喷射混合器连接；所述工业水管道分别与喷射混合器(一)和配酸槽连接；所述循环泵后设置稀硫酸采出口。

其工作原理，包括如下步骤：

1)根据拟配酸浓度和配制量，计算出所需工业水用量，通过工业水入口管道一次性加到配酸槽；

2)开启循环泵将配酸槽内的工业水循环输送到喷射混合器(一)、管道混合器(一)以及各喷射混合器和各管道混合器，经各循环冷却器依次冷却后，回到配酸槽；

3)开启浓硫酸泵将浓硫酸槽中的浓硫酸分别送到各喷射混合器，在各管道混合器与循环工业水\/稀硫酸(工业水逐渐转变为稀硫酸)混合，通过各循环冷却器依次冷却后回到配酸槽；

4)当浓硫酸的加入量达到了拟配酸计算所需要的量时，开启工业水阀门连续向喷射混合器(一)加入工业水，与循环稀硫酸以及浓硫酸泵连续输送到各喷射混合器的浓硫酸混合，通过各循环冷却器依次冷却后回到配酸槽；

5)当配酸槽中液位记录调节仪表显示到可采出稀硫酸时，打开稀硫酸采出口阀门即可开始稀硫酸的连续输出，采出流量的大小可根据液位记录调节仪表进行控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用循环冷却器多级冷却，可以加大混热面积，提高换热效果，这样即解决了采用内部换热器换热面积小维修难的难题，又节省了大量的贮槽空间，方便涂刷内衬防腐材料，减少设备造价；

2)外置循环冷却器易于设计、制造和维护；

3)浓酸的稀释通过喷射混合器来实现，可以排除配酸过程产生的酸雾；

4)依据配酸后的温升情况可以设一组或多组喷射混合器和循环冷却器，以降低混合后稀酸温度，防止喷射混合器和管道的腐蚀；

5)采取预先采用间歇的配酸方式，等配酸槽达到一定量的时候，再采取连续配酸连续输出的方式，这样由于配酸槽预先间歇配有一定的稀酸容量，浓酸连续的稀释过程中，可以提高管路的总流量，减少整个管路的温度变化梯度，防止腐蚀的发生；

6)浓硫酸和工业水的注入采用比例调节，通过液面的控制进行稀硫酸的采出，这样整个流程就可以进行连续配酸的自动化操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图。

图中：1-配酸槽 2-循环泵 3-喷射混合器(一) 4-管道混合器(一) 5-喷射混合器6-管道混合器 7-循环冷却器 8-浓硫酸槽 9-浓硫酸泵

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1所示，本实用新型涉及的一种焦化行业用硫酸连续配制工艺装置，包括配酸槽1、循环泵2、喷射混合器(一)3、管道混合器(一)4、喷射混合器5、管道混合器6、循环冷却器7、浓硫酸槽8和浓硫酸泵9，所述配酸槽1与循环泵2、喷射混合器(一)3和管道混合器(一)4依次连接；所述喷射混合器5、管道混合器6和循环冷却器7均为若干个，依次连接，其中喷射混合器5端与管道混合器(一)4连接、循环冷却器7端与配酸槽1连接；所述浓硫酸槽8与浓硫酸泵9连接后分别与各喷射混合器5连接；所述工业水管道分别与喷射混合器(一)3和配酸槽1连接；所述循环泵2后设置稀硫酸采出口。

其工作原理，包括如下步骤：

首先采用间歇配酸方式，预先配制一槽可达到拟配制浓度要求的稀酸，液位大致在液位量程的三分之二的位置，以供连续配酸的需要，即也可以说，本套工艺兼有间歇配酸的能力。

1)根据拟配酸浓度和配制量，计算出所需工业水用量，通过工业水入口管道一次性加到配酸槽1；

2)开启循环泵2将配酸槽1内的工业水循环输送到喷射混合器(一)3、管道混合器(一)4以及各喷射混合器5和各管道混合器6，经各循环冷却器7依次冷却后，回到配酸槽1；

3)开启浓硫酸泵9将浓硫酸槽8中的浓硫酸分别送到各喷射混合器5，在各管道混合器6与循环工业水\/稀硫酸(工业水逐渐转变为稀硫酸)混合，通过各循环冷却器7依次冷却后回到配酸槽1；

4)当浓硫酸的加入量达到了拟配酸计算所需要的量时(此时，拟配稀酸就配制好了，关闭浓硫酸泵9停止注酸，循环泵2继续循环冷却，使配酸槽1温度保持在50℃左右，即完成传统的间歇式配酸)，开启工业水阀门连续向喷射混合器(一)3加入工业水，与循环稀硫酸以及浓硫酸泵9连续输送到各喷射混合器5的浓硫酸混合，通过各循环冷却器7依次冷却后回到配酸槽1；

5)当配酸槽1中液位记录调节仪表显示到可采出稀硫酸时，打开稀硫酸采出口阀门即可开始稀硫酸的连续输出，采出流量的大小可根据液位记录调节仪表进行控制。

进一步，所述喷射混合器5、管道混合器6和循环冷却器7的数量，依据配酸后的温升情况设置(本实施例为两组)，以降低混合后稀酸温度，防止喷射混合器和管道的腐蚀。

进一步，所述喷射混合器(一)3通入的工业水与循环稀酸在喷射混合器(一)3混合后(此时，硫酸的浓度低于50％)是不需要冷却，因为查硫酸的稀释热值显示，浓度低于50％硫酸的稀释热很小，所以混合后不用设置循环冷却器。

进一步，通过不同的喷射混合器同时通入工业水和浓硫酸，可以提高管路的总流量，减少整个管路的温度变化梯度，防止腐蚀的发生。

进一步，该实用新型装置可以实现硫酸与工业水注入的比例调节。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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