[發(fā)明專利]安全節(jié)能型高純硫酸生產(chǎn)裝置及操作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210590193.1
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103896221A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙燕禹;李修倫;胡興蘭;王世洪
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中科化工工程設(shè)計(jì)有限公司;天津市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B17/90
• 分類號: C01B17/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及一種安全節(jié)能型高純硫酸生產(chǎn)裝置及操作方法。

背景技術(shù)

試劑硫酸作為一種常用試劑，應(yīng)用十分廣泛，尤其是高純硫酸，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，需求日益增加。由于高純硫酸對純度和雜質(zhì)含量的要求很嚴(yán)格，通常采用蒸餾技術(shù)進(jìn)行硫酸提純。原料硫酸進(jìn)入到蒸餾塔中經(jīng)加熱沸騰、汽化，經(jīng)水冷卻后制得合格產(chǎn)品。加熱方式為電加熱或煤加熱，采用煤加熱，由于熱溫度不容易控制，生產(chǎn)不穩(wěn)定，難以獲得高純度產(chǎn)品。現(xiàn)在采用的電加熱方式是采用電熱絲為加熱元件間壁式加熱，即由電熱絲將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓蠼?jīng)玻璃或石英管壁將熱量傳到釜內(nèi)的原料硫酸，使之受熱沸騰汽化經(jīng)蒸餾達(dá)到提純的目的，能耗大，生產(chǎn)成本高。另外，不論采用哪種加熱方式，加熱釜體積大，容釜內(nèi)存酸量很多，加熱不均勻，沸騰不隱定，有爆沸現(xiàn)象，產(chǎn)生霧沫夾帶量大，質(zhì)量不穩(wěn)定。由于散熱面積大，而且是間壁傳熱，加熱壁面容易結(jié)垢，一旦結(jié)垢后不容易清洗，導(dǎo)致熱效率低，能耗高。另外硫酸的腐蝕性非常強(qiáng)，沸點(diǎn)很高，而加熱釜的壁溫要高于釜內(nèi)硫酸的沸騰溫度，加之加熱壁面結(jié)垢，導(dǎo)致加熱釜的壁溫更高，故易被燒壞，設(shè)備壽命短，使熱硫酸外泄，造成生產(chǎn)事故，安全性差。制得的成品溫度很高，用水冷卻不經(jīng)濟(jì)，造成能源和水資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服當(dāng)前高純硫酸生產(chǎn)的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積和散熱面積小，存酸量少，安全性高，加熱壁面無垢層產(chǎn)生，設(shè)備使用壽命長，操作穩(wěn)定，產(chǎn)品純度高，節(jié)能，節(jié)水的高純硫酸的生產(chǎn)裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種安全節(jié)能型高純硫酸生產(chǎn)裝置，本裝置包括高位槽、換熱器、加熱釜、精餾柱、冷凝管、低沸物儲(chǔ)罐、成品儲(chǔ)罐。加熱釜兩端上部各有一加熱棒插入口，內(nèi)插有電加熱棒，用導(dǎo)線與電源相連，加熱釜兩端下部各有一廢渣排出口，設(shè)置有排渣控制閥，精餾柱下部與換熱器相連，換熱器內(nèi)部為蛇形冷凝管。

所述的加熱釜材質(zhì)采用石英玻璃。

采用本發(fā)明的裝置生產(chǎn)高純硫酸的方法，硫酸原料經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)入到加熱釜中，向電加熱棒通入電流，電流通過硫酸內(nèi)部使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩诹蛩醿?nèi)部產(chǎn)生熱量，致使硫酸溫度升高，沸騰汽化進(jìn)入精餾柱中，提純后的高純硫酸進(jìn)入到換熱器的蛇形冷凝管中與原料硫酸進(jìn)行熱交換，冷卻后得到成品。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用硫酸本身的導(dǎo)電特性，當(dāng)電流通過物料時(shí)，在物料內(nèi)部將電能轉(zhuǎn)化為熱能，引起物料本身的溫度升高，屬于內(nèi)熱法，和電熱絲加熱相比，具有較高的熱效率。加熱釜體積和散熱面積小，熱損失較小，節(jié)能效果顯著，生產(chǎn)每噸高純硫酸耗電約500度（不包括熱量回收）。

本發(fā)明的高純硫酸生產(chǎn)裝置的加熱功率可以隨意調(diào)節(jié)，改變加熱釜內(nèi)的硫酸存量，即可調(diào)節(jié)加熱功率。當(dāng)硫酸存量較多時(shí)，則電阻變小，在相同的電壓作用下，其通過電流增加，功率增大，反之則功率減小。當(dāng)要求生產(chǎn)量大時(shí)，加大進(jìn)料量，此時(shí)加熱釜內(nèi)的硫酸存量增加，則可加大功率；反之減少加料量，加熱釜內(nèi)的硫酸存量減少，則可以降低功率。產(chǎn)量的大小，完全可以根據(jù)加料量的大小來調(diào)節(jié)，這是目前工業(yè)上采用的高純硫酸生產(chǎn)裝置所辦不到的。

本發(fā)明的高純硫酸生產(chǎn)裝置的加熱釜中的硫酸一旦蒸干，則會(huì)斷電，自動(dòng)停車，因此不會(huì)導(dǎo)致加熱釜被燒壞。另外，由于加熱釜中的存酸量很少，安全性較高，即使加熱釜破裂，也不會(huì)造成較大的危害。

本發(fā)明的高純硫酸生產(chǎn)裝置由于熱量的產(chǎn)生來自硫酸本身，而不是通過釜壁加熱，所以加熱釜壁面溫度低于硫酸的沸騰溫度，而且由于沒有傳熱壁面，不存在加熱壁面結(jié)垢和經(jīng)常清洗的問題，故加熱釜節(jié)能且不易被燒壞，具有較長的使用壽命。

本發(fā)明的高純硫酸生產(chǎn)裝置的加熱釜中被加熱液體內(nèi)部溫度均勻，加熱到沸騰時(shí)，產(chǎn)生的汽泡大小均勻，沸騰過程穩(wěn)定，沒有爆沸現(xiàn)象產(chǎn)生，硫酸沸騰過程中的霧沫夾帶量小，所以產(chǎn)品質(zhì)量較高，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，單臺(tái)蒸發(fā)量較大，產(chǎn)量可達(dá)5~8公斤/小時(shí)。

本發(fā)明的高純硫酸生產(chǎn)裝置采用利用提純后的高溫高純硫酸與原料硫酸通過換熱器進(jìn)行熱交換，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了水資源。

附圖說明

附圖是本發(fā)明的高純硫酸的生產(chǎn)裝置的示意圖。

附圖說明如下：高位槽1；換熱器2；原料進(jìn)口3；加熱釜4；電加熱棒5；排渣控制閥6；精餾柱7；冷凝管8；蛇形冷凝管9；換熱器進(jìn)料口10；換熱器出料口11；低沸物儲(chǔ)罐12；成品儲(chǔ)罐13；進(jìn)料控制閥14。

具體實(shí)施方式