專利名稱：硫酸提純裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于化工設備，特別涉及一種用于硫酸等酸類的提純裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，硫酸提純裝置通過加熱蒸發(fā)器將硫酸加熱蒸發(fā)，然后再通過換熱器，用原料酸將硫酸蒸氣和熱硫酸冷卻，從而得到純化的經(jīng)過冷卻的硫酸和預熱過的原料酸。然后，將預熱過的原料酸加入加熱蒸發(fā)器，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)能耗。中國實用新型說明書CN201553609U中公開的硫酸提純裝置，采用三級換熱，并且在第二、第三換熱器中采用螺旋形冷凝裝置，從而達到增大熱交換效率的目的。這雖然在一定程度上提高了熱量交換的效率，但是在生產(chǎn)過程中，換熱器易結(jié)垢、不容易清洗，而且生產(chǎn)效率也不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種硫酸提純裝置及其系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的硫酸提純裝置存在的能耗較高，生產(chǎn)效率較低，占地空間大，不易管理和維修的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種硫酸提純裝置，包括用于加熱原料的加熱蒸發(fā)器、利用原料酸來冷卻硫酸即同時達到預熱和冷卻目的的換熱器、液位平衡槽、空氣冷凝分離器，所述加熱蒸發(fā)器由下部的泄底管、中部的電熱絲和上部的沸騰箱組成；所述換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，第一換熱器的上部連通空氣冷凝器的下端，下部連通成品出口，成品出口連通成品管；第二換熱器的上部連通沸騰箱的上端，下部連通空氣冷凝器的下端，第二換熱器的上部還分別通過第一管道與空氣冷凝分離器的上端連通，通過第二管道與加熱蒸發(fā)器連通；空氣冷凝分離器的上端設有尾氣管和尾液管；所述液位平衡槽下方連通有原料管，原料管連通原料出口，原料出口連通第一換熱器的下部。所述換熱器為管式換熱器，其中第一換熱器由內(nèi)層的濃酸管道和外層的原料酸管道組成；第二換熱器由內(nèi)層的酸蒸氣管道和外層的原料酸管道組成。所述換熱器的外層和內(nèi)層管道的外徑比例為1. 2-1. 4。所述液位平衡槽的側(cè)面或底面設有出口，所述出口低于加熱器中電熱絲頂端的高度，液位平衡槽的底部不高于電熱絲頂端的高度，液位平衡槽的頂部不低于電熱絲頂端的高度。所述加熱蒸發(fā)器的外徑尺寸為180_-220_，沸騰箱的外徑大于加熱器的外徑，力口熱器內(nèi)置盤管的直徑為25_-35_，盤管形成螺旋圈的直徑小于加熱蒸發(fā)器的直徑，其直徑為160mm-200mm，單個盤管內(nèi)電熱絲的功率為2500W-3500W。所述加熱蒸發(fā)器的外徑200mm，內(nèi)置盤管的直徑為30mm，盤管形成的螺旋圈的直徑為180mm。一種硫酸提純系統(tǒng)，由上述的硫酸提純裝置采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。[0013]優(yōu)選的，由3或4個上述的硫酸提純裝置采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。作為進一步改進，由至少2組上述的硫酸提純系統(tǒng)并聯(lián)組成。本實用新型的有益效果采用管式換熱器，通過控制管式換熱器中內(nèi)外管道的外徑比例，既可保持換熱效率，又具有不宜結(jié)垢，易于清洗的優(yōu)點。液位平衡槽供給原料酸，可以使原料酸更為及時地得到補充；采用大尺寸的加熱蒸發(fā)器和大功率的電熱絲可快速地加熱原料酸并使其保持在熱平衡狀態(tài)，從而降低能耗，提聞生廣效率。本實用新型可日產(chǎn)成品酸1. 8-2. 5噸，每噸成品酸的耗電量可降低至260-300千 瓦時。本實用新型可以大大降低能耗，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。由于本實用新型為集約型裝置，所以大大降低了占地空間，便于管理和維修。

圖1為本實用新型的硫酸提純裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的硫酸提純系統(tǒng)的第一個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的硫酸提純系統(tǒng)的第二個實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-液位平衡槽，2-原料管，3-成品管，4-空氣冷凝分離器，5-尾氣管，6_尾液管，7-第二換熱器，8-第一換熱器，9-原料出口，10-成品出口，11-沸騰箱，12-電熱絲，13-加熱蒸發(fā)器，14-泄底管，15-第一管道，16-第二管道，17-出口，18-硫酸提純裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。硫酸提純裝置如圖1所示，一種硫酸提純裝置，包括用于加熱原料的加熱蒸發(fā)器13、利用原料酸來冷卻硫酸即同時達到預熱和冷卻目的的換熱器、液位平衡槽1、空氣冷凝分離器4，加熱蒸發(fā)器13由下部的泄底管14、中部的電熱絲12和上部的沸騰箱11組成；換熱器包括第一換熱器8和第二換熱器7，第一換熱器8的上部連通空氣冷凝器4的下端，下部連通成品出口 10，成品出口 10連通成品管3;第二換熱器7的上部連通沸騰箱11的上端，下部連通空氣冷凝器4的下端，第二換熱器7的上部還分別通過第一管道15與空氣冷凝分離器4的上端連通，通過第二管道16與加熱蒸發(fā)器13連通；空氣冷凝分離器4的上端設有尾氣管5和尾液管6 ;液位平衡槽I下方連通有原料管2，原料管2連通原料出口 9，原料出口 9連通第一換熱器8的下部。換熱器為管式換熱器，其中第一換熱器8由內(nèi)層的濃酸管道和外層的原料酸管道組成；第二換熱器7由內(nèi)層的酸蒸氣管道和外層的原料酸管道組成。換熱器的外層和內(nèi)層管道的外徑比例為1. 2-1. 4。液位平衡槽I的側(cè)面或底面設有出口 17，出口 17的高度a低于加熱器中電熱絲12頂端b的高度，液位平衡槽I的底部c不高于電熱絲12頂端b的高度，液位平衡槽I的頂部d不低于電熱絲12頂端b的高度。[0030]加熱蒸發(fā)器13的外徑200mm，內(nèi)置盤管的直徑為30mm，盤管形成的螺旋圈的直徑為 180mm。原料酸經(jīng)過高位槽加入到液位平衡槽1，流經(jīng)由原料管道和液態(tài)硫酸純品管道組成的第一換熱器8，再經(jīng)過由原料管道和硫酸蒸氣管道組成的第二換熱器7，經(jīng)過管道16，進入加熱蒸發(fā)13。此時，原料酸得到了充分的預熱，其溫度已經(jīng)十分接近甚至達到原料的沸點。已經(jīng)得到充分預熱的原料酸在加熱蒸發(fā)器13中受熱蒸發(fā)，變成蒸氣。蒸氣經(jīng)過第二換熱器7與原料酸進行熱交換，再進入空氣冷凝分離器4。在空氣冷凝分離器4中，水分及低沸點物質(zhì)為氣態(tài)，絕大部分硫酸蒸氣冷凝為液態(tài)。在空氣冷凝分離器的頂端，大部分氣體冷凝為液態(tài)。尾氣通過尾氣管5，尾液通過尾液管6排出裝置。硫酸蒸氣在空氣冷凝分離器中冷凝為液態(tài)，經(jīng)第一換熱器8與原料酸充分進行熱交換，冷卻到室溫或接近室溫，經(jīng)成品管3排出裝置。單個盤管內(nèi)電熱絲的功率為3000W時，本實用新型可日產(chǎn)成品酸1. 8-2. 5噸，每噸成品酸的耗電量可降低至260-300千瓦時。硫酸提純系統(tǒng)硫酸提純系統(tǒng)，由2-5個上述的硫酸提純裝置采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。實施例1如圖2所示，本實施例中，硫酸提純系統(tǒng)，由3個上述的硫酸提純裝置18采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。實施例2如圖3所示，由至少2組如實施例1中所述的硫酸提純系統(tǒng)并聯(lián)組成。
權(quán)利要求1.一種硫酸提純裝置，包括用于加熱原料的加熱蒸發(fā)器、利用原料酸來冷卻硫酸即同時達到預熱和冷卻目的的換熱器、液位平衡槽、空氣冷凝分離器，其特征在于所述加熱蒸發(fā)器(13)由下部的泄底管(14)、中部的電熱絲(12)和上部的沸騰箱(11)組成；所述換熱器包括第一換熱器(8)和第二換熱器(7)，第一換熱器(8)的上部連通空氣冷凝器(4)的下端，下部連通成品出口( 10 )，成品出口( 10 )連通成品管(3 );第二換熱器(7 )的上部連通沸騰箱(11)的上端，下部連通空氣冷凝器(4)的下端，第二換熱器(7)的上部還分別通過第一管道(15)與空氣冷凝分離器(4)的上端連通，通過第二管道(16)與加熱蒸發(fā)器(13)連通； 空氣冷凝分離器(4 )的上端設有尾氣管(5 )和尾液管(6 );所述液位平衡槽(I)下方連通有原料管(2 )，原料管(2 )連通原料出口( 9 )，原料出口( 9 )連通第一換熱器(8 )的下部。
2.如權(quán)利要求1所述的硫酸提純裝置，其特征在于所述換熱器為管式換熱器，其中第一換熱器(8)由內(nèi)層的濃酸管道和外層的原料酸管道組成；第二換熱器(7)由內(nèi)層的酸蒸氣管道和外層的原料酸管道組成。
3.如權(quán)利要求2所述的硫酸提純裝置，其特征在于所述換熱器的外層和內(nèi)層管道的外徑比例為1. 2-1. 4。
4.如權(quán)利要求3所述的硫酸提純裝置，其特征在于所述液位平衡槽(I)的側(cè)面或底面設有出口( 17)，所述出口( 17)低于加熱器中電熱絲(12)頂端的高度，液位平衡槽(I)的底部不高于電熱絲(12)頂端的高度，液位平衡槽(I)的頂部不低于電熱絲(12)頂端的高度。
5.如權(quán)利要求4所述的硫酸提純裝置，其特征在于所述加熱蒸發(fā)器(13)的外徑尺寸為180mm-220mm，沸騰箱(11)的外徑大于加熱器(12)的外徑，加熱器(12)內(nèi)置盤管的直徑為25mm-35mm,盤管形成螺旋圈的直徑小于加熱蒸發(fā)器的直徑,其直徑為160mm-200mm,單個盤管內(nèi)電熱絲的功率為2500W-3500W。
6.如權(quán)利要求5所述的硫酸提純裝置，其特征在于所述加熱蒸發(fā)器(13)的外徑 200mm,內(nèi)置盤管的直徑為30mm,盤管形成的螺旋圈的直徑為180mm。
7.一種硫酸提純系統(tǒng)，其特征在于由2-5個如權(quán)利要求1-6任一所述的硫酸提純裝置采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。
8.如權(quán)利要求7所述的硫酸提純系統(tǒng)，其特征在于由3或4個如權(quán)利要求1-6任一所述的硫酸提純裝置采用模塊式組裝方式并聯(lián)組成。
9.如權(quán)利要求8所述的硫酸提純系統(tǒng)，其特征在于由至少2組如權(quán)利要求7或8所述的硫酸提純系統(tǒng)并聯(lián)組成。
專利摘要一種硫酸提純裝置及其系統(tǒng)，包括加熱蒸發(fā)器、的換熱器、液位平衡槽、空氣冷凝分離器，所述加熱蒸發(fā)器由下部的泄底管、中部的電熱絲和上部的沸騰箱組成；所述換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，第一換熱器的上部連通空氣冷凝器的下端，下部連通成品出口，成品出口連通成品管；第二換熱器的上部連通沸騰箱的上端，下部連通空氣冷凝器的下端，第二換熱器的上部還分別通過第一管道與空氣冷凝分離器的上端連通，通過第二管道與加熱蒸發(fā)器連通；空氣冷凝分離器的上端設有尾氣管和尾液管；所述液位平衡槽下方連通有原料管，原料管連通原料出口，原料出口連通第一換熱器的下部。本實用新型可以大大降低能耗，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B17/90GK202849064SQ201220508170
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者賈澤坤, 馬建泰 申請人:甘肅華宜昌盛工業(yè)科技有限公司