[發明專利]硫酸濃縮設備

在審

• 申請號: 202010127283.1
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113321191A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 馬克斯·霍斯特勒
• 申請（專利權）人: 博特化工裝置股份公司
• 主分類號: C01B17/88
• 分類號: C01B17/88
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 李翠;王蕊

本發明涉及一種用于濃縮硫酸的設備。所述設備包括：進料管線，精餾塔，至少一個濃縮單元，酸冷卻及排出裝置，冷凝單元，產物管線，以及真空系統，其特征在于，在每個濃縮單元中存在至少一個電加熱裝置，每個加熱裝置包括多個加熱元件，每個加熱元件由陶瓷護套包圍，所述加熱元件包括在玻璃管中以用于隔絕周圍的熱硫酸，石英管在其底端封閉。

技術領域

本發明涉及一種用于濃縮硫酸的設備，特別是用于濃縮干燥潮濕氣體(例如電解NaCl水溶液產生的氯氣)產生的硫酸的設備。

背景技術

硫酸在許多過程中用作脫水干燥劑以從其它液體或氣體中除去水。在該過程中再使用廢酸之前，需要對廢酸進行濃縮。僅舉兩例，用高濃度硫酸進行干燥處理的例子是氯氣干燥和化學脫水反應。高度復雜的回收設備允許接近100％的回收率。

將廢酸釋放到環境中的可能性越來越受到限制以及越來越昂貴。回收廢硫酸避免了廢物和廢物處理的高成本。回收的硫酸可以完全再循環到其來源的過程中。

濃硫酸是一種高腐蝕性液體。回收設備必須考慮到這一點，并且需要由耐腐蝕材料制成。這尤其適用于與熱濃硫酸接觸的裝置，例如尤其是泵、加熱元件、混合裝置和儲罐等。

因此，重要的是改進回收過程/條件和設備兩者以實現延長的壽命以及降低的成本。

發明內容

本發明涉及一種用于濃縮硫酸的設備，其包括：進料管線，精餾塔，至少一個濃縮單元，酸冷卻及排出單元，冷凝單元，具有產物酸冷卻系統的產物管線，以及真空系統，其中在每個濃縮單元中存在至少一個電加熱裝置，每個加熱裝置包括多個加熱元件，每個加熱元件包括由陶瓷護套包圍的加熱絲，加熱元件包括在由合適的耐腐蝕玻璃、優選地石英玻璃制成的管中以用于隔絕周圍的熱硫酸，玻璃管在其底端封閉。

該濃縮設備包括如在許多現有設備中使用的常規單元。如以下詳述，對一些單元進行了改進。這些改進可以各自單獨地、所有一起地或以任何組合用于設備中。

最重要和特別感興趣的是濃縮單元中使用的一個或多個電加熱裝置的設計。電加熱裝置通常用于其中不能獲得高壓蒸氣并且僅能通過電加熱達到大于200℃的必要溫度的設備中。由于加熱裝置由熱高濃度硫酸包圍，因此加熱裝置的特定設計是必要的。

根據本發明，在每個濃縮單元中存在至少一個加熱裝置，每個加熱裝置由封閉的玻璃主體構成，該玻璃主體優選地由石英玻璃制成并且包括一個或多個加熱絲。加熱絲定位和固定在具有陶瓷護套或絕緣體的玻璃主體內以確保了電絕緣，同時由加熱絲和陶瓷絕緣體提供熱輻射以確保向硫酸液的充分熱傳遞。絕緣體由陶瓷材料制成。

加熱元件包括在浸入待加熱的硫酸中的玻璃管中。石英特別適合于熱輻射的傳遞，因此允許向周圍的硫酸中進行有效的熱傳遞。當然，管具有封閉的底端，電連接在管的頂端進入管。

非常優選地使用石英管。

優選地，管具有用于支撐和更好操縱的環繞凸緣，凸緣位于硫酸液位上方。此外，管的未浸入硫酸中的部分包括絕緣材料，例如玻璃、石頭或陶瓷棉。

另一改進涉及精餾塔，其中常規使用的陶瓷填料由耐腐蝕塑料材料，優選地PFA(全氟烷氧基聚合物)制成的填料代替。已經證明，常規的陶瓷填料易于破碎，碎片影響塔和預濃縮單元的性能。需要頻繁更換。盡管PFA填料比較昂貴，PFA填料具有長得多的壽命，因此補償了較高的成本。避免了該單元的頻繁維護。

此外，精餾塔具有用于填料的新開發的支撐格柵，支撐格柵由硅鐵制成。這種材料比傳統使用的玻璃、陶瓷或PTFE格柵更堅固和穩定。硅鐵是高度耐酸和耐溫的。