[發(fā)明專利]耐腐蝕降膜蒸發(fā)器、稀硫酸濃縮系統(tǒng)及其工藝和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910082310.5
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109692490A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何文旭
• 申請（專利權(quán)）人: 何文旭
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22;C01B17/88
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發(fā)明公開了一種耐腐蝕降膜蒸發(fā)器、稀硫酸濃縮系統(tǒng)及其工藝和應(yīng)用。該耐腐蝕降膜蒸發(fā)器包括頂蓋、集液室和殼體，所述殼體的容置腔內(nèi)設(shè)有上管板、下管板和蒸發(fā)管。該稀硫酸濃縮系統(tǒng)包括稀硫酸儲(chǔ)槽、耐腐蝕降膜蒸發(fā)器、酸性水汽冷凝器、酸性水回收槽和成品酸儲(chǔ)槽。該稀硫酸濃縮系統(tǒng)可根據(jù)需求將95％以下的任意濃度的硫酸濃縮至所需濃度，設(shè)備操作彈性大。該稀硫酸濃縮系統(tǒng)可應(yīng)用于熱爐氣凈化處理工藝中，利用熱爐氣的余熱來濃縮稀硫酸，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保雙重效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐腐蝕降膜蒸發(fā)器、稀硫酸濃縮系統(tǒng)及其工藝和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在化工、冶金、熱電等工業(yè)生產(chǎn)中，其熱爐氣通常含有一定量的SO₂、SO₃酸性氣體以及水分，熱爐氣的高溫位熱量通過鍋爐、省煤器等設(shè)備回收后，熱爐氣再經(jīng)如下流程處理：濕式凈化→除霧→干燥→SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃→再經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收后制成濃硫酸，尾氣達(dá)標(biāo)排放。為避免露點(diǎn)腐蝕，上述流程中出省煤器或干式除塵器的爐氣溫度一般控制在250℃～300℃左右，再進(jìn)入濕式凈化處理，其中這一部分的熱爐氣熱量被濕式凈化液帶走，造成浪費(fèi)。如果上述溫度控制低于250℃，則對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，易產(chǎn)生泄漏事故。與此同時(shí)，上述過程中的濕式凈化工序卻同時(shí)產(chǎn)生一定量的稀硫酸，濕式凈化工段的稀硫酸濃度一般在5～20％，這些稀硫酸由于濃度太低，回用渠道有限，相當(dāng)部分用堿中和后達(dá)標(biāo)排放，在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)，也給水環(huán)境帶來一定的壓力。稀硫酸濃縮常用的方法為減壓降膜濃縮法。該方法使用的熱源一般為低壓蒸汽，換熱效率有限；并且該方法能耗高，設(shè)備成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的稀硫酸濃縮設(shè)備能耗高、成本高的缺陷，而提供一種耐腐蝕降膜蒸發(fā)器、稀硫酸濃縮系統(tǒng)及其工藝和應(yīng)用。該稀硫酸濃縮系統(tǒng)可以根據(jù)需求將95％以下的任意濃度的硫酸濃縮至所需濃度，設(shè)備操作彈性大，且節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供一種耐腐蝕降膜蒸發(fā)器，其包括：

頂蓋，所述頂蓋設(shè)有頂腔、稀硫酸進(jìn)口和第一酸性水汽出口，所述稀硫酸進(jìn)口位于所述頂蓋的下方側(cè)壁，所述第一酸性水汽出口位于所述頂蓋的頂部；

集液室，所述集液室設(shè)有集液腔、成品酸出口和第二酸性水汽出口，所述成品酸出口位于所述集液室的底部，所述第二酸性水汽出口位于所述集液室的上方側(cè)壁；

殼體，所述殼體連接于所述頂蓋與所述集液室之間，所述殼體靠近所述集液室的側(cè)壁上設(shè)有換熱氣體進(jìn)口，所述殼體靠近所述頂蓋的側(cè)壁上設(shè)有換熱氣體出口，所述殼體設(shè)有容置腔，所述容置腔內(nèi)設(shè)有上管板、下管板和蒸發(fā)管；所述上管板隔斷所述容置腔與所述頂腔，所述下管板隔斷所述容置腔與所述集液腔，所述蒸發(fā)管依次穿設(shè)于所述上管板和所述下管板，所述蒸發(fā)管的兩端分別與所述頂腔和所述集液腔連通。

較佳地，所述蒸發(fā)管在所述容置腔內(nèi)均勻分布。所述蒸發(fā)管較佳地為耐高溫石英管或硼硅玻璃管。

較佳地，所述蒸發(fā)管的外周緣與所述上管板之間夾設(shè)第一密封件，起到密封、定位所述蒸發(fā)管和布酸的作用；所述蒸發(fā)管的外周緣與所述下管板之間夾設(shè)第二密封件，對所述蒸發(fā)管起密封、定位、支撐的作用。所述第一密封件和第二密封件的材質(zhì)較佳地為聚四氟乙烯。

其中，較佳地，所述第一密封件高出所述上管板的上頂面，在高出部分的側(cè)壁上開設(shè)若干小孔，所述小孔的軸線與水平方向平行，所述小孔的底面與所述上管板的上頂面平齊，使得所述上管板的上頂面上的稀硫酸通過所述小孔均勻進(jìn)入所述蒸發(fā)管。更佳地，在水平方向上，所述小孔的軸線與所述第一密封件的徑向的夾角為10～60°，較佳地為30°，所有小孔偏轉(zhuǎn)方向一致，使得稀硫酸呈渦流進(jìn)入所述蒸發(fā)管，有利于提高換熱效率。

較佳地，所述下管板上設(shè)有冷凝酸疏泄管。所述冷凝酸疏泄管用于將所述殼體內(nèi)的微量積酸排出至所述集液室。