CN103585789B - 用于硝基苯分离的刮水结构及刮水器设计方法 - Google Patents

Abstract

一种用于硝基苯分离的刮水结构及刮水器的设计方法，它包括硝基苯储罐和排水软管，其特点是：还包括连接轴、滑动座和刮水器，所述连接轴置于硝基苯储罐内，连接轴的一端与硝基苯储罐固连，若干个滑动座均分别一端套接在连接轴上与连接轴滑动配合，另一端与刮水器的吊耳固连，刮水器的溢流管通过排水软管与硝基苯储罐的排水管口密封连接。所述刮水器的设计步骤包括确定刮水器的参数，计算刮水器的重量和容积，计算溢流水和溢流硝基苯的高度。使用时，调整刮水器的溢流管入水口在溢流硝基苯和溢流水之间，将刮水器置于硝基苯储罐内固连到滑动座上，刮水器内的溢流管与排水软管密封连接即可。具有结构简单、操作方便、成本低、实用性强的优点。

Description

用于硝基苯分离的刮水结构及刮水器设计方法

技术领域

本发明涉及硝基苯生产装置，是一种用于硝基苯分离的刮水结构及刮水器设计方法。

背景技术

绝热硝化生产的硝基苯含水0.5-1%，在储罐中积累并会静止分层，这部分游离水对后续工序生产会产生非常不利的影响，必须将其分离出去。目前，传统的分水方法采用在储罐罐体固定位置安装溢流管，罐内液体总高度达到或者超过此溢流管口后才能溢流液体，其中包含水。

此种分水方法存在如下缺陷：①不能有效分水。当水与硝基苯的分层界面高度低于溢流口时，液位较低的那部分水就不能分离出去。②损失硝基苯。当水与硝基苯的分层界面高度高于溢流口时，硝基苯会从排水管口流出，造成损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种漂浮在水与硝基苯的分层界面上，溢流管入水口能够随着水与硝基苯的分层界面的高度位置浮动的用于硝基苯分离的刮水结构，其优点在于可以有效分离硝基苯中的水分，保证储罐内游离水处在最低液位，同时通过调整溢流管入水口高度，不会使硝基苯溢流出去造成硝基苯损失，而且便于向储罐内部安装及拆除和增强其通用性。

本发明解决技术问题的方案是：一种用于硝基苯分离的刮水结构，它包括硝基苯储罐和排水软管，所述硝基苯储罐设置排水管口，排水软管置于硝基苯储罐内和硝基苯储罐设置的排水管口密封连接，其特征是：还包括连接轴、固定架、滑动座和刮水器，所述不少于两个的连接轴置于硝基苯储罐内，连接轴的一端通过固定架与硝基苯储罐的罐体固连，若干个滑动座均分别一端套接在连接轴上与连接轴滑动配合，另一端与刮水器的吊耳固连，刮水器的溢流管通过排水软管与硝基苯储罐的排水管口密封连接。

所述刮水器的结构是：它包括浮筒、固定座、吊耳和溢流管，所述中空封闭的浮筒其顶面和底面均分别设置过流口，底面还均布固连固定座，浮筒外侧柱面的上部和下部均分别均布固连吊耳,所述溢流管同时穿装在浮筒底面固连的固定座和浮筒设置的过流口内，溢流管的连接座置于固定座上，溢流管通过连接座和固定座与浮筒固连，溢流管与浮筒的过流口密封连接，溢流管的入水口置于浮筒内，溢流管的出水口通过排水软管与硝基苯储罐的排水管口密封连接。

一种用于硝基苯分离的刮水结构的刮水器的设计方法，其特征是：它包括以下步骤：

1）确定刮水器的结构及外径、高度、材质、厚度等参数，为便于通过硝基苯储罐的标准人孔进行安装，其刮水器的外径≤500mm，刮水器的外径与其高度比≥2.0；

2）计算刮水器的重量和容积，并根据刮水器的重量与容积比为0.4～0.6验算刮水器的吃水深度，其刮水器的吃水深度应为40～60%；

3）计算溢流水的高度

刮水器在水中的吃水深度即为溢流水的最高高度，

ρgV₁=mg（1）

式中——ρ为溢流水密度，g为质量常数，V₁为刮水器在水中的体积，m为刮水器质量；

V₁=Sh₁（2）

式中——S为刮水器底面积，h₁为刮水器在水中的吃水深度；

将公式（2）带入公式（1），求得

h₁=mg/ρgS（3）

4）计算溢流硝基苯的高度

刮水器在硝基苯中的进入液体的深度即为溢流硝基苯的最高高度，

ρgV₂=mg（4）

式中——ρ为硝基苯液体密度，g为质量常数，V₂为刮水器在硝基苯液体中的体积，m为刮水器质量；

V₂=Sh₂（5）

式中——S为刮水器底面积，h₂为刮水器在硝基苯液体中的吃水深度；

将公式（5）带入公式（4），求得

h₂=mg/ρgS（6）

5）由于溢流管的入水口应处于水与硝基苯的分层界面，因此，刮水器的溢流高度应在h₂～h₁之间，即刮水器溢流管的入水口应位于h₂～h₁之间。

本发明的用于硝基苯分离的刮水结构及刮水器设计方法，其刮水器沿连接轴移动的结构使刮水器在硝基苯储罐内的位置能够随着水与硝基苯的分层界面的高度位置实时可调，刮水器内的溢流管的入水口保持处于溢流硝基苯和溢流水之间形成漂浮的溢流管口，即可以有效分离硝基苯中的水分，保证储罐内游离水处在最低液位，又同时通过实时调整溢流管入水口高度，不会使硝基苯溢流出去造成硝基苯损失。使用时，调整刮水器内的溢流管的入水口在溢流硝基苯h₂和溢流水h₁之间，将刮水器置于硝基苯储罐内固连到滑动座上，刮水器内的溢流管与排水软管密封连接即可。具有结构简单、操作方便、成本低、实用性强的优点。

附图说明

图1为本发明用于硝基苯分离的刮水结构的结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为本发明用于硝基苯分离的刮水结构的刮水器主视[剖视示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为实施例的刮水器主视剖视示意图；

图6为图5的俯视示意图。

图中：1固定架，2刮水器，3连接轴，4排水软管，5排水管口，6硝基苯储罐，7滑动座，8吊耳，9溢流管，10浮筒，11入水口，12固定座，13出水口，14连接座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1～图6，以本发明的树脂吸附法处理硝基苯废水工艺用于现有的硝基苯生产为例，

本实施例的用于硝基苯分离的刮水结构包括硝基苯储罐6和排水软管4，所述硝基苯储罐6的下部设置排水管口5，排水软管4置于硝基苯储罐6内和硝基苯储罐6下部设置的排水管口5密封连接，两根连接轴3置于硝基苯储罐6内，连接轴3的顶端通过固定架1与硝基苯储罐6的罐顶固连，四个滑动座7均分别一端套接在连接轴3上与连接轴3滑动配合，另一端与刮水器2的吊耳8固连，刮水器2的溢流管9通过排水软管4与硝基苯储罐6下部的排水管口5密封连接。所述刮水器2的结构是：它包括浮筒10、溢流管9、吊耳8和固定座12，所述中空封闭的浮筒10由两个半圆形筒体对置固连构成，其顶面和底面均分别设置过流口，底面还均布设置四个固定座12，浮筒10外侧圆柱面的上部和下部均分别均布设置四个吊耳8；所述溢流管9同时穿装在浮筒10底面固连的固定座12和浮筒10设置的过流口内，溢流管9的连接座14置于固定座12上，溢流管9通过连接座14和固定座12与浮筒10固连，溢流管9与浮筒10的过流口密封连接，溢流管9的入水口11置于浮筒10内，溢流管9的出水口13通过排水软管4与硝基苯储罐6的排水管口5密封连接。

本实施例的用于硝基苯分离的刮水结构的刮水器2的设计采用以下步骤：

1）为便于通过硝基苯储罐6的标准人孔进行安装，中空封闭的浮筒10由两个半圆形筒体对置固连构成，其刮水器2的外圆半径为300mm，刮水器2的外径与其高度比=2.0，因此刮水器2的高度为150mm，刮水器2的过流口半径采用150mm；

2）计算刮水器2的总重量为28.18kg，容积为63.6L，核算刮水器2的重量与容积比=28.18/63.6=0.443，符合刮水器2的重量与容积比0.4～0.6的要求；

3）计算溢流水的高度

刮水器2在水中的吃水深度即为溢流水的最高高度，

ρgV₁=mg（1）

式中——ρ为溢流水密度，g为质量常数，V₁为刮水器2在水中的体积，m为刮水器2的质量；

V₁=Sh₁（2）

式中——S为刮水器2的底面积，h₁为刮水器2在水中的吃水深度；

S=π(r₁ ²-r₂ ²)（3）

式中——π为圆周率，r₁为刮水器2的外圆半径，r₂为刮水器2的过流口半径；

将公式（2）、（3）带入公式（1），求得

h₁=mg/ρgπ(r₁ ²-r₂ ²)（4）

根据ρ=1000kg/m³，刮水器2的重量=28.18kg，r₁=300mm，r₂=150mm，h₁为刮水器2在水中的吃水深度；

由公式（4）得出溢流水的高度h₁=133mm；

4）计算溢流硝基苯的高度

刮水器2在硝基苯中的进入液体的深度即为溢流硝基苯的最高高度，

ρgV₂=mg（5）

式中——ρ为硝基苯液体密度，g为质量常数，V₂为刮水器2在硝基苯液体中的体积，m为刮水器2的质量；

V₂=Sh₂（6）

式中——S为刮水器2的底面积，h₂为刮水器2在硝基苯液体中的吃水深度；

将公式（6）、（3）带入公式（5），求得

h₂=mg/ρgπ(r₁ ²-r₂ ²)（7）

根据ρ=1170kg/m³，刮水器2的重量=28.18kg，r₁=300mm，r₂=150mm，h₂为刮水器2在硝基苯液体中的吃水深度；

由公式（7）得出溢流硝基苯的高度h₂=114mm

5）由于溢流管9的入水口11应处于水与硝基苯的分层界面，因此，刮水器2的实际溢流高度应在114mm～133mm之间，本实施例溢流管9的入水口11高度选择为120mm。

本实施例的刮水结构使用时，调整刮水器2内的溢流管9的入水口11高度为120mm，将刮水器2置于硝基苯储罐6内固连到滑动座7上，刮水器2内的溢流管9与排水软管4密封连接即可。实现了在硝基苯储罐6内设置随着水与硝基苯的分层界面的高度位置浮动、形成漂浮的溢流管口的目标，达到即可以有效分离硝基苯中的水分，保证储罐内游离水处在最低液位，又同时通过实时调整溢流管9入水口11高度，不会使硝基苯溢流出去造成硝基苯损失的目的。

Claims (2)

1.一种用于硝基苯分离的刮水结构，它包括硝基苯储罐和排水软管，所述硝基苯储罐设置排水管口，排水软管置于硝基苯储罐内和硝基苯储罐设置的排水管口密封连接，其特征是：还包括连接轴、固定架、滑动座和刮水器，不少于两个的连接轴置于硝基苯储罐内，连接轴的一端通过固定架与硝基苯储罐的罐体固连，若干个滑动座均分别一端套接在连接轴上与连接轴滑动配合，另一端与刮水器的吊耳固连，刮水器的溢流管通过排水软管与硝基苯储罐的排水管口密封连接；所述刮水器的结构是：它包括浮筒、固定座、吊耳和溢流管，中空封闭的浮筒其顶面和底面均分别设置过流口，底面还均布固连固定座，浮筒外侧柱面的上部和下部均分别均布固连吊耳,所述溢流管同时穿装在浮筒底面固连的固定座和浮筒设置的过流口内，溢流管的连接座置于固定座上，溢流管通过连接座和固定座与浮筒固连，溢流管与浮筒的过流口密封连接，溢流管的入水口置于浮筒内，溢流管的出水口通过排水软管与硝基苯储罐的排水管口密封连接。

2.如权利要求1所述的用于硝基苯分离的刮水结构，其特征是：其中刮水器的设计方法包括以下步骤：

1)确定刮水器的结构及外径、高度、材质、厚度参数，为便于通过硝基苯储罐的标准人孔进行安装，其刮水器的外径≤500mm，刮水器的外径与其高度比≥2.0；

2)计算刮水器的重量和容积，并根据刮水器的重量与容积比为0.4～0.6，验算刮水器的吃水深度，其刮水器的吃水深度应为40～60％；

3)计算溢流水的高度

刮水器在水中的吃水深度即为溢流水的最高高度，

ρgV₁＝mg(1)

式中——ρ为溢流水密度，g为质量常数，V₁为刮水器在水中的体积，m为刮水器质量；

V₁＝Sh₁(2)

式中——S为刮水器底面积，h₁为刮水器在水中的吃水深度；

将公式(2)带入公式(1)，求得

h₁＝mg/ρgS(3)

4)计算溢流硝基苯的高度

刮水器在硝基苯中的进入液体的深度即为溢流硝基苯的最高高度，

ρgV₂＝mg(4)

式中——ρ为硝基苯液体密度，g为质量常数，V₂为刮水器在硝基苯液体中的体积，m为刮水器质量；

V₂＝Sh₂(5)

式中——S为刮水器底面积，h₂为刮水器在硝基苯液体中的吃水深度；

将公式(5)带入公式(4)，求得

h₂＝mg/ρgS(6)

5)由于溢流管的入水口应处于水与硝基苯的分层界面，因此，刮水器的溢流高度应在h₂～h₁之间，即刮水器溢流管的入水口应位于h₂～h₁之间。