CN107349812A - 酸液稀释方法及酸液稀释装置 - Google Patents

酸液稀释方法及酸液稀释装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化工生产领域，尤其是一种有效防止酸雾和尾气的产生，保护环境不被污染，节约搅拌等混合装置，有效保护浓酸罐不被腐蚀的酸液稀释方法及酸液稀释装置。酸液稀释方法，包括以下步骤：a、计算好稀释之前的浓酸与水的比例；b、往稀释罐里加水，直至水面完全淹没浓酸管的出口，然后开始加入浓酸；c、让水冷夹套内冷却水带走浓酸稀释过程中产生的热量；d、当浓酸与水的加入量到达所需量后，停供浓酸以及停止供水，当稀酸的温度稳定后，关闭冷却水。本发明有效的防止了酸雾和尾气的产生，保护环境不被污染，节约搅拌等混合装置，有效保护浓酸罐不被腐蚀，尤其适用于浓硝酸的稀释之中。

Description

酸液稀释方法及酸液稀释装置
技术领域
本发明涉及化工生产领域，尤其是一种酸液稀释方法及酸液稀释装置。
背景技术
硝酸作为重要的化工原料，在化工生产中应用十分广泛，工业用的商品硝酸一般是97％或98％的浓硝酸，但在工业应用中一般不会直接使用浓硝酸，都会将浓硝酸先稀释后再使用。以往浓硝酸稀释过程中会产生大量红棕色酸雾，对环境造成严重污染，对设备厂房等造成严重腐蚀，也严重危害人体健康，因此如何避免硝酸稀释过程中产生酸雾非常重要。
浓硝酸储罐一般采用铝制罐，因浓硝酸的强氧化性在罐体内壁形成一层致密的氧化物薄膜而钝化，保护罐体不被腐蚀，但是如果有水进入罐体中，其强酸性则会造成罐体快速腐蚀，因此浓硝酸储罐必须严禁有水进入。连接浓硝酸罐与硝酸稀释罐的管道上一般要安装阀门，由于浓硝酸强烈的腐蚀性，阀门腐蚀会很快，其密封性难以保证，容易发生水被倒吸回浓硝酸罐中的现象，即使升高浓硝酸储罐的位置，也容易发生浓硝酸串流进稀硝酸罐而造成溢槽现象，因此防止倒吸和串流是必须考虑的问题。
浓硝酸稀释过程中就是一个浓硝酸与水的混合过程，工业上的混合方法一般有机械搅拌、泵循环和管道混合等，因硝酸强烈的腐蚀性和稀释过程中会产生大量酸雾等问题，使浓硝酸的稀释过程对混合设备要求很高，传统的混合设备效果欠佳。
浓硝酸稀释过程会剧烈放热，容易产生爆沸，而硝酸遇热和光照等会分解产生氮氧化合物，如果不及时将稀释过程中产生的热量移走，就会造成严重的安全和环境污染隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效防止酸雾和尾气产生的方法，保护环境不被污染，节约搅拌等混合装置，有效保护浓酸罐不被腐蚀的酸液稀释方法及酸液稀释装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：酸液稀释方法，包括以下步骤：
a、根据所需要的最终的酸液的浓度，计算好稀释之前的浓酸与水的比例；
b、往稀释罐里加水，直至水面完全淹没浓酸管的出口，然后开始加入浓酸，控制浓酸与水的管道出口流速，保证稀释罐内的介质充分流动；
c、开启水冷夹套，让水冷夹套内冷却水带走浓酸稀释过程中产生的热量；
d、当浓酸与水的加入量到达所需量后，停供浓酸以及停止供水，当稀酸的温度稳定后，关闭冷却水，并最终得到所需浓度的稀酸溶液。
进一步的是，所述酸液为浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸。
进一步的是，所述步骤b中，先加水使液位高于浓酸管出口10—20cm，用于加水的清水管道出口的流速控制在1—3m/s。
进一步的是，所述步骤b中，在加入浓酸时，浓酸管出口流速范围为0.5—2m/s。
进一步的是，所述步骤c中，当所述酸液为硝酸时，通过水冷夹套的冷却水控制稀硝酸溶液的温度范围为25—35℃。
进一步的是，酸液稀释装置，包括稀释罐，所述稀释罐外套接有水冷夹套，所述稀释罐内设置有浓酸管和清水进料管，其中，浓酸管和清水进料管的出口均设置于稀释罐内且靠近稀释罐底部。
进一步的是，包括设置于稀释罐上的稀酸出料管，其中，稀酸出料管的进口位置所在的水平面高于浓酸管出口，从而在稀释罐内对浓酸管形成液封。
进一步的是，所述浓酸管和清水进料管的出口方向为稀释罐的切线方向。
进一步的是，包括冷却水进水管和冷却水回水管，所述冷却水进料管和冷却水回水管均设置于水冷夹套上。
进一步的是，包括排空管，所述排空管设置于稀释罐顶部。
本发明的有益效果是：本发明针对酸液的稀释，进行了创造性的技术突破。首先，通过向稀释罐中加入清水到一定液位，将浓酸送入稀释罐，到一定量后停浓酸泵，清水加够量以后关闭清水阀门，节省了搅拌或循环装置。这样的设计，因浓酸被完全淹没在足够的水中且与水快速混合，避免了酸雾的产生，在酸稀释罐外设置水冷夹套冷却，用冷却水为冷却介质，为稀释提供理想的温度范围。本发明有效的防止了酸雾和尾气的产生，保护环境不被污染，节约搅拌等混合装置，有效保护浓酸罐不被腐蚀，尤其适用于浓硝酸的稀释之中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的稀释罐的俯视图。
图中标记为：浓酸储罐1、浓酸泵2、浓酸流量计3、浓酸管4、清水进料管5、稀释罐6、水冷夹套7、冷却水进料管8、冷却水回水管9、稀酸出料管10、稀硝酸泵11、清水流量计12、温度计13、液位计14、排空管15、排污阀16、检修口17。
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。
如图1、图2所示的酸液稀释方法，包括以下步骤：a、根据所需要的最终的酸液的浓度，计算好稀释之前的浓酸与水的比例；b、往稀释罐6里加水，直至水面完全淹没浓酸管4的出口，然后开始加入浓酸，控制浓酸与水的管道出口流速，保证稀释罐6内的介质充分流动；c、开启水冷夹套7，让水冷夹套7内冷却水带走浓酸稀释过程中产生的热量；d、当浓酸与水的加入量到达所需量后，停供浓酸以及停止供水，当稀酸的温度稳定后，关闭冷却水，并最终得到所需浓度的稀酸溶液。
本发明具有较强的通用性，所述酸液包括但不限于浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸。一般，因待稀释的浓酸腐蚀性强，管道上的阀门容易被腐蚀而密封不严，将浓酸管4管道升高到超过浓酸罐1及稀释罐6顶面12米以上的高度，从而避免因阀门密封不严而产生稀酸倒吸现象，保证浓酸罐1不被腐蚀。由于稀释方法的巧妙，本发明可以让浓酸管4的出口始终淹没在水或稀硝酸中，并且快速混合，防止局部过浓。又由于有水冷夹套7及时的冷却，从而让稀释过程始终处于温度稳定可控的状态中，保证了生产的安全和高效。
就上述的方法而言，为了实现更为精准的操作控制，可以选择这样的方案：所述步骤b中，先加水使液位高于浓酸管4出口10—20cm，用于加水的清水管道出口的流速控制在1—3m/s，从而让所述有的浓酸均处于水面之下。进一步的，所述步骤b中，在加入浓酸时，浓酸管4出口流速范围为0.5—2m/s，保证稀释过程安全可控。尤其是所述步骤c中，当所述酸液为硝酸时，通过水冷夹套7的冷却水控制稀硝酸溶液的温度范围为25—35℃为宜。
对于本发明的设备而言，其技术方案是这样的：酸液稀释装置，包括稀释罐6，所述稀释罐6外套接有水冷夹套7，所述稀释罐6内设置有浓酸管4和清水进料管5，其中，浓酸管4和清水进料管5的出口均设置于稀释罐6内且靠近稀释罐6底部。同样的，该装置也适用于浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸等酸液。一般的，会选择设置排空管15，所述排空管15设置于稀释罐6顶部。
为了避免浓酸泄露，可以选择这样的方案：包括设置于稀释罐6上的稀酸出料管10，其中，稀酸出料管10的进口位置所在的水平面高于浓酸管4出口，从而在稀释罐6内对浓酸管4形成液封。如图1所示，由于稀酸出料管10的进口位置所在的水平面高于浓酸管4出口，这就保证了稀释罐6内的稀酸溶液液面最低时也可以将浓酸管4出口液封住，避免浓酸挥发泄漏。
另外，本发明还通过如下技术方案，巧妙了提高了稀释效率：所述浓酸管4和清水进料管5的出口方向为稀释罐6的切线方向。由于浓酸管4和清水进料管5的出口方向为稀释罐6的切线方向，因此在输入时，可以在稀释罐6内产生很好的流动与混合，不仅省去了搅拌的相关装置，也大幅度了提高了稀释的效率。
为了保证水冷夹套7的工作稳定性，可以选择这样的方案：包括冷却水进水管8和冷却水回水管9，所述冷却水进料管8和冷却水回水管9均沿夹套切线方向焊接安装，且冷却水进料管8位于水冷夹套7下部，冷却水回水管9位于水冷夹套7上部。
本发明针对酸液的稀释，进行了创造性的技术突破。首先，通过向稀释罐中加入清水到一定液位，将浓酸送入稀释罐，到一定量后停浓酸泵，清水加够量以后关闭清水阀门，节省了搅拌或循环装置。这样的设计，因浓酸被完全淹没在足够的水中且与水快速混合，避免了酸雾的产生，在酸稀释罐外设置水冷夹套冷却，用冷却水为冷却介质，为稀释提供理想的温度范围。本发明有效的防止了酸雾和尾气的产生，保护环境不被污染，节约搅拌等混合装置，有效保护浓酸罐不被腐蚀，尤其适用于浓硝酸的稀释之中。
实施例
实施例1：浓硝酸的稀释。
1)原料浓硝酸浓度为98.32％，密度为1501kg/m3，储存于浓硝酸罐1中，清水管5中的水压1.0MPa，清水密度为1000kg/m3。欲配制浓度为30±2％的稀硝酸2t。
2)先记录清水流量计和浓硝酸流量计上的累计流量初始读数。打开硝酸稀释罐上的排空阀15，开启清水阀门，往硝酸稀释罐6中进清水，调节阀门开度，控制清水流量为1.5m3/h，管内清水流速1.33m/s。
3)当硝酸稀释罐6的液位至30cm时，启动浓硝酸泵往硝酸稀释罐6中进浓硝酸，通过变频器调节浓硝酸泵的频率，控制浓硝酸流量为0.7m3/h，管内流速为0.62m/s。
4)开启夹套冷却水，调节冷却水流量，控制硝酸稀释罐内的温度保持在25—35℃之间。
5)当浓硝酸流量计3的累计读数比初始读数多0.41m3时，停止浓硝酸泵。
6)当清水流量计12的累计读数比初始读数多1.39m3时，关闭清水阀门。
7)当硝酸稀释罐内的温度稳定在32℃以下时，关闭冷却水。
8)稀释过程中无酸雾无尾气产生，得到稀硝酸的总质量为2005.2kg，检测密度为1.114g/cm3，浓度为30.14％。
实施例2：浓硝酸的稀释。
1)原料浓硝酸为的97.19％，密度为1498kg/m3，储存于浓硝酸罐1中，清水管5中的水压0.8MPa，清水密度为1000kg/m3。欲配制浓度为25±2％的稀硝酸1.5t。
2)先记录清水流量计和浓硝酸流量计上的累计流量初始读数。打开硝酸稀释罐上的排空阀15，开启清水阀门，往硝酸稀释罐6中进清水，调节阀门开度，控制清水流量为1.7m3/h，管内清水流速1.50m/s。
3)当液位计14的读数显示到22cm时，启动浓硝酸泵往硝酸稀释罐6中进浓硝酸，通过变频器调节浓硝酸泵的频率，控制浓硝酸流量为0.6m3/h，管内流速为0.53m/s。
4)开启夹套冷却水，调节冷却水流量，控制硝酸稀释罐内的温度保持在25—35℃之间。
5)当浓硝酸流量计3的累计读数比初始读数多0.26m3时，停止浓硝酸泵。
6)当清水流量计12的累计读数比初始读数多1.11m3时，关闭清水阀门。
7)当硝酸稀释罐内的温度稳定在32℃以下时，关闭冷却水。
8)稀释过程中无酸雾无尾气产生，得到稀硝酸的总质量为1501.2kg，检测密度为1.094g/cm3，浓度为25.35％。
实施实例3：浓硝酸的稀释。
1)原料浓硝酸为的98.47％，密度为1503kg/m3，储存于浓硝酸罐1中，清水管5中的水压0.9MPa，清水密度为1000kg/m3。欲配制浓度为27±2％的稀硝酸1.8t。
2)先记录清水流量计和浓硝酸流量计上的累计流量初始读数。打开硝酸稀释罐上的排空阀15，开启清水阀门，往硝酸稀释罐6中进清水，调节阀门开度，控制清水流量为2.2m3/h，管内清水流速1.95m/s。
3)当硝酸稀释罐6的液位至25cm时，启动浓硝酸泵往硝酸稀释罐6中进浓硝酸，通过变频器调节浓硝酸泵的频率，控制浓硝酸流量为0.8m3/h，管内流速为0.71m/s。
4)开启夹套冷却水，调节冷却水流量，控制硝酸稀释罐内的温度保持在25—35℃之间。
5)当浓硝酸流量计3的累计读数比初始读数多0.33m3时，停止浓硝酸泵。
6)当清水流量计12的累计读数比初始读数多1.31m3时，关闭清水阀门。
7)当硝酸稀释罐内的温度稳定在32℃以下时，关闭冷却水。
8)稀释过程中无酸雾无尾气产生，得到稀硝酸的总质量为1808kg，检测密度为1.103g/cm3，浓度为27.16％。

Claims (10)

1.酸液稀释方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、根据所需要的最终的酸液的浓度，计算好稀释之前的浓酸与水的比例；
b、往稀释罐(6)里加水，直至水面完全淹没浓酸管(4)的出口，然后开始加入浓酸，控制浓酸与水的管道出口流速，保证稀释罐(6)内的介质充分流动；
c、开启水冷夹套(7)，让水冷夹套(7)内冷却水带走浓酸稀释过程中产生的热量；
d、当浓酸与水的加入量到达所需量后，停供浓酸以及停止供水，当稀酸的温度稳定后，关闭冷却水，并最终得到所需浓度的稀酸溶液。
2.如权利要求1所述的酸液稀释方法，其特征在于：所述酸液为浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸。
3.如权利要求1或2所述的酸液稀释方法，其特征在于：所述步骤b中，先加水使液位高于浓酸管(4)出口10—20cm，用于加水的清水管道出口的流速控制在1—3m/s。
4.如权利要求1或2所述的酸液稀释方法，其特征在于：所述步骤b中，在加入浓酸时，浓酸管(4)出口流速范围为0.5—2m/s。
5.如权利要求1或2所述的酸液稀释方法，其特征在于：所述步骤c中，当所述酸液为硝酸时，通过水冷夹套(7)的冷却水控制稀硝酸溶液的温度范围为25—35℃。
6.用于应用权利要求1所述酸液稀释方法的酸液稀释装置，其特征在于：包括稀释罐(6)，所述稀释罐(6)外套接有水冷夹套(7)，所述稀释罐(6)内设置有浓酸管(4)和清水进料管(5)，其中，浓酸管(4)和清水进料管(5)的出口均设置于稀释罐(6)内且靠近稀释罐(6)底部。
7.如权利要求6所述的酸液稀释装置，其特征在于：包括设置于稀释罐(6)上的稀酸出料管(10)，其中，稀酸出料管(10)的进口位置所在的水平面高于浓酸管(4)出口，从而在稀释罐(6)内对浓酸管(4)形成液封。
8.如权利要求6所述的酸液稀释装置，其特征在于：所述浓酸管(4)和清水进料管(5)的出口方向为稀释罐(6)的切线方向。
9.如权利要求6所述的酸液稀释装置，其特征在于：包括冷却水进水管(8)和冷却水回水管(9)，所述冷却水进料管(8)和冷却水回水管(9)均设置于水冷夹套(7)上。
10.如权利要求6所述的酸液稀释装置，其特征在于：包括排空管(15)，所述排空管(15)设置于稀释罐(6)顶部。
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