浓硫酸稀释器的制作方法

专利2022-06-29  70


本发明属于硫酸稀释设备领域,具体涉及一种浓硫酸稀释器。



背景技术:

浓酸稀释器是硫酸生产过程中必不可少的,传统的稀释器是将工艺加水管道直接插入液面以下。浓硫酸稀释时,伴随着大量的热放出。这种传统的稀释方式是将少量的工艺加水与数量较大的硫酸在泵槽内局部混合,造成泵槽内与水接触的部分硫酸浓度下降剧烈,同时放出大量的热,局部硫酸温度骤升。同时,由于水的比重比浓硫酸的小很多,在没有完全混合的情况下,工艺水沿着加水管向上流动至硫酸液面,对泵槽内的立式液下泵及其他套管会造成不同程度的腐蚀,甚至会影响泵槽内的液下泵的安全运行。加水管的使用寿命很短,通常3天到1周的时间就需要更换一次。后来,也有将加水管的材质更换为钢内外衬聚四氟乙烯材质或纯聚四氟乙烯材质,加水管的使用寿命有所延长,但由于局部硫酸温度过高,超过聚四氟乙烯材料允许的使用温度,造成聚四氟乙烯软化、变形,甚至脱落,效果不是很理想。

因此,现有的浓硫酸稀释器有待改进。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种浓硫酸稀释器,采用该浓硫酸稀释器解决了现有技术中存在的稀释过程中,局部硫酸浓度剧烈下降、局部硫酸温度骤升、加水管使用寿命短、减少成品酸中铁离子含量高的问题。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种浓硫酸稀释器。根据本发明的实施例,所述浓硫酸稀释器包括:

稀释器本体,所述稀释器本体下方开口,并且所述开口所在平面与水平面之间具有夹角,所述稀释器本体侧壁上设有排气口和浓硫酸入口;

进水管,所述进水管从所述稀释器本体上端伸入且延伸至所述开口处,并且所述进水管下端侧壁分布有喷水孔,并且所述进水管的外壁与所述稀释器本体内壁之间形成容纳空间。

根据本发明实施例的浓硫酸稀释器通过在稀释器本体内沿其高度方向布置进水管,并且在进水管的下端侧壁布置喷水孔,使得进水通过喷水孔喷出与浓硫酸接触,与原有的采用加水管直接将工艺水加入到浓硫酸液面以下相比,本申请通过采用喷水孔喷出水与浓硫酸接触方式可以避免在浓硫酸和水接触区域硫酸浓度下降过快,局部温度骤升的问题,并且降低了工艺水沿加水管管壁向上浮流的几率,同时在稀释器本体侧壁上布置浓硫酸入口,通过浓硫酸入口加入冷却后的浓硫酸,该浓硫酸沿加水管外壁向下冲,对可能沿加水管外壁向上浮流的水进行压制,达到预稀释,从而控制在加水管喷水孔附件区域的硫酸温度,保护加水管,同时由于本申请的浓硫酸和水接触区域温度不高,从而降低了硫酸对稀释器的局部腐蚀,明显降低了硫酸中的铁离子。由此,采用该浓硫酸稀释器解决了现有技术中存在的稀释过程中,局部硫酸浓度剧烈下降、局部硫酸温度骤升、加水管使用寿命短、减少成品酸中铁离子含量高的问题。

另外,根据本发明上述实施例的浓硫酸稀释器还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一些实施例中,在所述稀释器本体的高度方向,所述排气口设在所述浓硫酸入口的上方。

在本发明的一些实施例中,在所述稀释器本体的高度方向,所述浓硫酸入口位于所述喷水孔的上方。

在本发明的一些实施例中,上述浓硫酸稀释器进一步包括:固定组件,所述固定组件从所述稀释器本体侧壁伸入且与所述进水管外壁止抵以固定所述进水管。由此,提高进水管的稳定性。

在本发明的一些实施例中,所述固定组件包括:螺母,所述螺母固定设置在所述稀释器本体的侧壁上;螺栓,所述螺栓与所述螺母匹配,并且所述螺栓穿过所述螺母且与所述进水管外壁止抵。

在本发明的一些实施例中,所述固定组件与所述进水管底端的距离占所述进水管高度的1/4~1/3。由此,提高进水管的稳定性。

在本发明的一些实施例中,沿所述进水管的高度方向设有多层所述喷水孔,并且相邻两层的所述喷水孔错开布置,每层设有2~3个所述喷水孔,并且每层中相邻两个所述喷水孔的间距为100~150mm,所述喷水孔的孔径为8mm~20mm。由此,可以在稀释浓硫酸基础上避免浓硫酸温度下降过快以及浓硫酸与水接触区域温度的骤升。

在本发明的一些实施例中,所述进水管管径与所述稀释器本体管径比例为5~8。

在本发明的一些实施例中,所述夹角为40~50度。

在本发明的一些实施例中,所述进水管为聚四氟乙烯管或路米特合金管。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是根据本发明一个实施例的浓硫酸稀释器的结构示意图;

图2是根据本发明再一个实施例的浓硫酸稀释器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种浓硫酸稀释器。根据本发明的实施例,参考图1和2,该浓硫酸稀释器包括:稀释器本体100和进水管200。

根据本发明的实施例,参考图1,稀释器本体100下方开口101,并且开口101所在平面与水平面之间具有夹角,稀释器本体100侧壁上设有排气口102和浓硫酸入口103。具体的,排气口102用于在浓硫酸与水混合过程平衡系统压力,而浓硫酸入口103用于在浓硫酸与水混合过程中加入冷却浓硫酸(45~80摄氏度),该浓硫酸沿加水管外壁向下冲,对可能沿加水管外壁向上浮流的水进行压制,达到预稀释,从而控制在加水管喷水孔附件区域的硫酸温度,保护加水管,在使用过程中将稀释器本体100竖直设置在浓硫酸储槽中,并且稀释器本体100的下端延伸至浓硫酸储槽底部附近,使得浓硫酸储槽中浓硫酸经稀释器本体下方开口进入稀释器本体100内,经与水接触稀释后的硫酸经开口排出。优选的,开口101所在平面与水平面之间具有夹角α为40~50度,优选45度。发明人发现:当夹角过大,稀释器本体100对预稀释硫酸的流动方向的限制增强,但稀释器本体抗冲击能力下降,对稀释器结构影响较大;当夹角过小,稀释器本体100对预稀释硫酸的流动方向的限制降低,使稀释器背面的设备腐蚀的风险加大。进一步的,稀释器本体100的高度方向,排气口102设在浓硫酸入口103的上方,并且排气口102靠近稀释器本体100的顶端设置,从而避免在浓硫酸稀释过程中工艺水沿加水管管壁向上浮流而冲出稀释器。

根据本发明的实施例,进水管200从稀释器本体100上端伸入且延伸至开口101处,并且进水管200下端侧壁分布有喷水孔201,并且进水管200的外壁与稀释器本体100内壁之间形成容纳空间20。具体的,工艺水经进水管200上端加入,经进水管下端侧壁上的喷水孔201喷出与浓硫酸接触对其进行稀释,与原有的采用加水管直接将工艺水加入到浓硫酸液面以下相比,本申请通过采用喷水孔喷出水与浓硫酸接触方式可以避免在浓硫酸和水接触区域硫酸浓度下降过快,局部温度骤升的问题,并且降低了工艺水沿加水管管壁向上浮流的几率。

进一步的,喷水孔201的孔径为8mm~20mm。发明人发现:喷水孔201的孔径越小,预稀释时浓度差就小,稀释器本体100的腐蚀风险越低。由于各硫酸生产装置的加水量不同,根据工程实践经验,优化喷水孔201的孔径为8mm~20mm,确保稀释效果和稀释器的使用寿命。在满足工艺要求的气体下,优化确定孔径。优选的,喷水孔201可以分布多个,并且多个喷水孔201在进水管200下端侧壁上均匀分布,同时,沿进水管200的高度方向设有多层喷水孔201,并且相邻两层的喷水孔201错开布置,每层设有2~3个喷水孔201,并且每层中相邻两个喷水孔201的间距为100~150mm,另外进水管200管径与稀释器本体100管径比例为5~8。优选的,进水管200为聚四氟乙烯管或路米特合金管。具体的,进水管200的材质根据浓硫酸储槽中硫酸的温度进行选择,例如,对于温度较低(不高于100摄氏度),浓酸稀释器加水管材质优先采用聚四氟乙烯;而对于温度较高(在100摄氏度以上,120摄氏度以下),浓酸稀释器加水管材质优先采用耐硫酸温度、硫酸浓度变化的路密特合金。

根据本发明实施例的浓硫酸稀释器通过在稀释器本体内沿其高度方向布置进水管,并且在进水管的下端侧壁布置喷水孔,使得进水通过喷水孔喷出与浓硫酸接触,与原有的采用加水管直接将工艺水加入到浓硫酸液面以下相比,本申请通过采用喷水孔喷出水与浓硫酸接触方式可以避免在浓硫酸和水接触区域硫酸浓度下降过快,局部温度骤升的问题,并且降低了工艺水沿加水管管壁向上浮流的几率,同时在稀释器本体侧壁上布置浓硫酸入口,通过浓硫酸入口加入冷却后的浓硫酸,该浓硫酸沿加水管外壁向下冲,对可能沿加水管外壁向上浮流的水进行压制,达到预稀释,从而控制在加水管喷水孔附件区域的硫酸温度,保护加水管,同时由于本申请的浓硫酸和水接触区域温度不高,从而降低了硫酸对稀释器的局部腐蚀,明显降低了硫酸中的铁离子。由此,采用该浓硫酸稀释器解决了现有技术中存在的稀释过程中,局部硫酸浓度剧烈下降、局部硫酸温度骤升、加水管使用寿命短、减少成品酸中铁离子含量高的问题。

进一步,参考图2,上述浓硫酸稀释器还包括固定组件300,该固定组件300从稀释器本体100侧壁伸入且与进水管200外壁止抵以固定进水管200,从而在浓硫酸与水接触过程中对进水管200进行固定,提高进水管200的稳定性。优选的,固定组件300包括:螺母31和螺栓32,其中,螺母31固定设置在稀释器本体100的侧壁上;螺栓32与螺母31匹配,并且螺栓32穿过螺母31且与进水管200外壁止抵。具体的,螺栓32与螺母31之间设有垫圈和垫片,并且进水管200两侧对称布置螺栓31和螺母32,即通过两侧的螺栓32与进水管200止抵而对其进行固定。优选的,固定组件300与进水管200底端的距离占进水管200高度的1/4~1/3。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。


技术特征:

1.一种浓硫酸稀释器,其特征在于,包括:

稀释器本体,所述稀释器本体下方开口,并且所述开口所在平面与水平面之间具有夹角,所述稀释器本体侧壁上设有排气口和浓硫酸入口;

进水管,所述进水管从所述稀释器本体上端伸入且延伸至所述开口处,并且所述进水管下端侧壁分布有喷水孔,并且所述进水管的外壁与所述稀释器本体内壁之间形成容纳空间。

2.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,在所述稀释器本体的高度方向,所述排气口设在所述浓硫酸入口的上方。

3.根据权利要求1或2所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,在所述稀释器本体的高度方向,所述浓硫酸入口位于所述喷水孔的上方。

4.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,进一步包括:固定组件,所述固定组件从所述稀释器本体侧壁伸入且与所述进水管外壁止抵以固定所述进水管。

5.根据权利要求4所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,所述固定组件包括:

螺母,所述螺母固定设置在所述稀释器本体的侧壁上;

螺栓,所述螺栓与所述螺母匹配,并且所述螺栓穿过所述螺母且与所述进水管外壁止抵。

6.根据权利要求5所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,所述固定组件与所述进水管底端的距离占所述进水管高度的1/4~1/3。

7.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,沿所述进水管的高度方向设有多层所述喷水孔,并且相邻两层的所述喷水孔错开布置,

每层设有2~3个所述喷水孔,并且每层中相邻两个所述喷水孔的间距为100~150mm,所述喷水孔的孔径为8mm~20mm。

8.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,所述进水管管径与所述稀释器本体管径比例为5~8。

9.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,所述夹角为40~50度。

10.根据权利要求1所述的浓硫酸稀释器,其特征在于,所述进水管为聚四氟乙烯管或路米特合金管。

技术总结
本发明公开了一种浓硫酸稀释器,包括:稀释器本体和进水管,所述稀释器本体下方开口,并且所述开口所在平面与水平面之间具有夹角,所述稀释器本体侧壁上设有排气口和浓硫酸入口;所述进水管从所述稀释器本体上端伸入且延伸至所述开口处,并且所述进水管下端侧壁分布有喷水孔,并且所述进水管的外壁与所述稀释器本体内壁之间形成容纳空间。由此,采用该浓硫酸稀释器解决了现有技术中存在的稀释过程中,局部硫酸浓度剧烈下降、局部硫酸温度骤升、加水管使用寿命短、减少成品酸中铁离子含量高的问题。

技术研发人员:肖万平;董四禄;王鈜艳;秦赢;石蕾
受保护的技术使用者:中国恩菲工程技术有限公司
技术研发日:2020.03.06
技术公布日:2020.06.05

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