CN104190215B - 一种发烟硫酸酸雾吸收装置及吸收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发烟硫酸酸雾吸收装置，特征在于发烟硫酸储罐通过长酸封管与酸封槽相连，在长酸封管上连接短酸封管，酸封槽上部接进酸管及排气口，中上部连接溢流管，底部接排污管，保证短酸封管底部比长酸封管底部高，并且都在溢流管溢流口以下。其优点在于：减少了发烟硫酸酸雾的逸出；将进入储罐的空气进行干燥，减轻了储罐的腐蚀；平衡了发烟硫酸储罐压力。

Description

一种发烟硫酸酸雾吸收装置及吸收方法

技术领域

本发明涉及一种发烟硫酸酸雾吸收装置及吸收方法，属于化工环保技术领域。

背景技术

发烟硫酸，是三氧化硫的硫酸溶液。无色至浅棕色粘稠发烟液体，当它暴露于空气中时，挥发出来的SO₃和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟。高浓度发烟硫酸挥发性强，三氧化硫气相分压高。如果三氧化硫逸至大气环境中，则会造成严重污染，对人体健康、动植物生长以及相关设备危害甚大。随着现代工业的不断发展，发烟硫酸越来越广泛地应用于化工、合成洗涤剂、医药、农药、核工业等行业。近年来，随着发烟硫酸需求量迅速增长，其储存过程中的环保问题越来越受到人们的关注。

发烟硫酸储罐在进酸、放酸及温度变化时，罐内压力会随之发生改变，因此其顶部设有呼吸口，用以平衡罐内压力，传统的呼吸口为敞开式，由于发烟硫酸饱和蒸汽压大，易挥发，挥发所产生的酸雾便通过敞开式呼吸口直接排到周围环境中，不仅污染环境、腐蚀周围的设备，而且造成大量的硫损失；当酸罐排酸或因温度降低造成储罐内呈负压时，空气从呼吸口进入储罐，其中的水蒸气和罐壁的硫酸混合，降低酸浓至稀酸，破坏钝化膜而腐蚀罐体。

上述技术现状表明，发烟硫酸储存过程中酸雾的吸收是发烟硫酸生产、储存过程中必须解决的问题，其难点在于找到合适的装置和方法，在吸收酸雾的同时平衡储罐压力，且不会对储罐本身造成危害。

发明内容

本发明旨在针对发烟硫酸特殊的性质，提供一种简单易行，操作方便的酸雾吸收装置。该装置用于发烟硫酸这一特殊的化工产品，采用有效手段，吸收逸出的酸雾，同时减少发烟硫酸储罐的腐蚀。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种发烟硫酸酸雾吸收装置，特殊之处在于，包括通过长酸封管4连通至发烟硫酸储罐1的酸封槽3，所述酸封槽3分别具有顶部的进酸管2和排气口6、底部的排污管8及槽侧周的溢流管7，所述长酸封管4的末端延伸至所述酸封槽3内，所述长酸封管4上另外还连接有一个同样延伸至所述酸封槽3内的短酸封管5，所述短酸封管5的末端位置高于所述长酸封管4的末端位置；所述长酸封管4和短酸封管5的末端均位于所述溢流管7的溢流口以下。

所述长酸封管4和短酸封管5的连接处距离所述溢流管7的溢流口的高度需保证负压最大时，短酸封管5内液柱进入长酸封管4内时，长酸封管4内液柱位于连接处之下，

即H>(φ²-D₁ ²-D₂ ²)h/D₁ ²

其中：H为长酸封管4和短酸封管5的连接处距溢流管7的溢流口高度，mm；φ为酸封槽3内径，mm；D₁为长酸封管4内径，mm；D₂为短酸封管5内径，mm；h为短酸封管5下端距溢流管7的溢流口高度，mm。

基于上述装置的一种发烟硫酸酸雾吸收方法，其特殊之处在于：

经由进酸管2向酸封槽3中加入98％的浓硫酸9，加至酸封槽3内的液位保持在溢流管7的溢流口位置时停止加酸；

1、平衡发烟硫酸储罐压力

当发烟硫酸储罐1中压力为0时，长酸封管4、短酸封管5与酸封槽3内的液位相同，刚好控制在溢流管7的溢流口位置。

当发烟硫酸储罐1中呈正压时，带有酸雾的气体从发烟硫酸储罐1进入长酸封管4、短酸封管5，挤压长酸封管4、短酸封管5内液体向下，使长酸封管4、短酸封管5内的液位低于酸封槽3液位，随着压力的增加，液位差增大，同时，酸封槽3多余的液体经溢流管7流出，保证酸封槽3液位不变。

当发烟硫酸储罐1中正压达到一定数值，即短酸封管5内液位刚好达到短酸封管5下端管头处时，当压力再增加时，发烟硫酸储罐1内气体从短酸封管5下端溢出，酸雾被98％的浓硫酸9吸收后，剩余气体从顶部排气口6及溢流管7排出，此后液位差保持不变，及罐内压力维持这一数值不再增加。

当发烟硫酸储罐1中呈负压时，酸封槽3液面与大气相通，压力高于长酸封管4、短酸封管5内，使长酸封管4、短酸封管5内液面上升，酸封槽3液面下降，随着负压的增加，管内外液位差增大。

当发烟硫酸储罐1内负压达到一定数值，即酸封槽3液位刚好达到短酸封管5下端管头处时，此时短酸封管5内液柱高度不再改变，短酸封管5内液柱下部与外部大气相通，压力不变，当发烟硫酸储罐1内负压再增加时，短酸封管5内的液柱在压差的作用下向上移动，最终进入长酸封管4。

当短酸封管5内的液柱进入长酸封管4后，发烟硫酸储罐1与外部大气相通，负压被破坏，长酸封管4内液柱在重力作用下回落，短酸封管5下端又浸入液面以下，进入下一个周期。

2、吸收发烟硫酸储罐溢出的酸雾

在上述过程中，当发烟硫酸储罐1呈正压时，发烟硫酸储罐1中的气体必须经过酸封槽3中98％的浓硫酸9才能排出，在此过程中，酸雾被98％的浓硫酸9吸收。

3、干燥进入发烟硫酸储罐内的空气

在上述过程中，当发烟硫酸储罐1呈负压时，外界空气必须经过酸封槽3中98％的浓硫酸9才能进入发烟硫酸储罐1，在此过程中，空气中的水分被98％的浓硫酸9吸收。

本发明装置在使用一段时间后，酸封槽中酸浓变化较大时，由排污管排至地下槽，重新加98％的浓硫酸9至溢流管7的溢流口处。

本发明一种发烟硫酸酸雾吸收装置的优点在于：通过吸收发烟硫酸储罐溢出的酸雾，减少了发烟硫酸酸雾的逸出；平衡了发烟硫酸储罐压力；同时还能将进入储罐的空气进行干燥，减轻了储罐的腐蚀。

附图说明

图1：为发烟硫酸酸雾吸收装置及吸收方法示意图；

1、发烟硫酸储罐，2、进酸管，3、酸封槽，4、长酸封管，5、短酸封管，6、排气口，7、溢流管，8、排污管，9、98％的浓硫酸。

具体实施方式

以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。

实施例

某企业的一种发烟硫酸酸雾吸收装置，包括通过长酸封管4连通至发烟硫酸储罐1的酸封槽3，所述酸封槽3分别具有顶部的进酸管2和排气口6、底部的排污管8及槽侧周的溢流管7，所述长酸封管4的末端延伸至所述酸封槽3内，所述长酸封管4上另外还连接有一个同样延伸至所述酸封槽3内的短酸封管5，所述短酸封管5的末端位置高于所述长酸封管4的末端位置；所述长酸封管4和短酸封管5的末端均位于所述溢流管7的溢流口以下；

所述长酸封管4和短酸封管5的连接处距离所述溢流管7的溢流口的高度需保证负压最大时，短酸封管5内液柱进入长酸封管4内时，长酸封管4内液柱位于连接处之下，用公式表示即为：H>(φ²-D₁ ²-D₂ ²)h/D₁ ²

其中：H为长酸封管4和短酸封管5的连接处距溢流管7的溢流口高度，mm；φ为酸封槽3内径，mm；D₁为长酸封管4内径，mm；D₂为短酸封管5内径，mm；h为短酸封管5下端距溢流管7的溢流口高度，mm。

上述发烟硫酸酸雾吸收装置具体尺寸参数如下：

1、酸封槽3尺寸：φ400mm×800mm

2、短酸封管5下端距溢流管7的溢流口高度h：30mm

3、长酸封管4和短酸封管5的连接处距溢流管7的溢流口高度H：800mm

4、长酸封管4内径D₁：100mm

5、短酸封管5内径D₂：100mm

上述发烟硫酸酸雾吸收装置及其方法工作原理如下：

首先，打开进酸管2处的阀门，由进酸管2向酸封槽3中加入98％的浓硫酸9，加至酸封槽3内的液位保持在溢流管7的溢流口位置时，关闭阀门，停止加酸。

当发烟硫酸储罐1中压力为0时，长酸封管4、短酸封管5与酸封槽3内的液位相同，刚好控制在溢流口位置。

当发烟硫酸储罐1中呈正压时，带有酸雾的气体进入长酸封管4、短酸封管5，挤压长酸封管4、短酸封管5内液体，使长酸封管4、短酸封管5内的液位低于酸封槽3液位，随着压力的增加，液位差增大，同时，酸封槽3多余的液体经溢流管7流出，保证酸封槽3液位不变。

当发烟硫酸储罐1中正压达到一定数值，即短酸封管5内液位刚好达到短酸封管5下端管头处时，当压力再增加时，发烟硫酸储罐1内气体从短酸封管5下端溢出，酸雾被98％的浓硫酸9吸收后，剩余气体从顶部排气口6及溢流管7排出，此后液位差保持不变，及罐内压力维持这一数值不再增加。

当发烟硫酸储罐1中呈负压时，酸封槽3液面与大气相通，压力高于长酸封管4、短酸封管5内，使长酸封管4、短酸封管5内液面上升，酸封槽3液面下降，随着负压的增加，管内外液位差增大。

当发烟硫酸储罐1内负压达到一定数值，即酸封槽3液位刚好达到短酸封管5下端管头处时，此时短酸封管5内液柱高度不再改变，短酸封管5内液柱下部与外部大气相通，压力不变，当发烟硫酸储罐1内负压再增加时，短酸封管5内的液柱在压差的作用下向上移动，最终进入长酸封管4。

当短酸封管5内的液柱进入长酸封管4后，发烟硫酸储罐1与外部大气相通，负压被破坏，长酸封管4内液柱在重力作用下回落，短酸封管5下端又浸入液面以下，进入下一个周期。

某企业应用发烟硫酸酸雾吸收装置后，发烟硫酸储罐所承受的最大正压为0.54KPa，发烟硫酸储罐所承受的最大负压为-4.33KPa。

该发烟硫酸酸雾吸收装置及吸收方法具有以下优点：

1、满足了发烟硫酸储罐平衡压力的要求。发烟硫酸储罐内压力在-4.33KPa--0.54KPa区间内小范围波动，对储罐的正常使用及使用寿命均无影响。

2、避免了酸雾外溢。由于本发明发烟硫酸酸雾吸收装置的存在，发烟硫酸挥发产生的酸雾被98％的浓硫酸吸收，从而减轻了环境污染，改善了工人的操作环境，减少了设备腐蚀。

3、减少了硫损失。与传统的敞开式呼吸口相比，本发明发烟硫酸酸雾吸收装置可吸收挥发的酸雾，然后返回成品酸地下槽，作为成品酸销售，减少了硫损失。

4、减轻了发烟硫酸储罐内壁的稀酸腐蚀。由于本发明发烟硫酸酸雾吸收装置的存在，进入发烟硫酸储罐的空气都经过了干燥，避免了空气中的水蒸气进入罐内和罐壁的硫酸混合，降低酸浓至稀酸，破坏钝化膜而腐蚀罐体。

Claims (3)

1.一种发烟硫酸酸雾吸收装置，特征在于，包括通过长酸封管(4)连通至发烟硫酸储罐(1)的酸封槽(3)，所述酸封槽(3)分别具有顶部的进酸管(2)和排气口(6)、底部的排污管(8)及槽侧周的溢流管(7)，所述长酸封管(4)的末端延伸至所述酸封槽(3)内，所述长酸封管(4)上另外还连接有一个同样延伸至所述酸封槽(3)内的短酸封管(5)，所述短酸封管(5)的末端位置高于所述长酸封管(4)的末端位置；所述长酸封管(4)和短酸封管(5)的末端均位于所述溢流管(7)的溢流口以下。

2.如权利要求1所述一种发烟硫酸酸雾吸收装置，其特征在于所述长酸封管(4)和短酸封管(5)的连接处距离所述溢流管(7)的溢流口的高度需保证负压最大时，短酸封管(5)内液柱进入长酸封管(4)内时，长酸封管(4)内液柱位于连接处之下；

用公式表达即：H>(φ²-D₁ ²-D₂ ²)h/D₁ ²，其中：H为长酸封管(4)和短酸封管(5)的连接处距溢流管(7)的溢流口高度；φ为酸封槽(3)内径；D₁为长酸封管(4)内径；D₂为短酸封管(5)内径；h为短酸封管(5)下端距溢流管(7)的溢流口高度。

3.一种基于权利要求1所述吸收装置的发烟硫酸酸雾吸收方法，其特征在于：

由进酸管(2)向酸封槽(3)中加入98％的浓硫酸(9)，使液位控制在溢流管(7)溢流口位置。