CN109433039A - 一种焦化行业用硫酸配制工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化行业用硫酸配制工艺及设备，包括配酸塔、循环泵、循环冷却器、除雾器、稀酸喷嘴、流量记录调节仪表、流量记录比例调节仪表、液位记录调节仪表和温度监测仪表。其有益效果是：解决了硫酸配制工艺的关键即设备的腐蚀和放热问题，可实现配酸的连续、自动化操作，减少酸雾的排放，消除人身安全隐患，保护环境，具有换热速度快、节省贮槽空间、造价低、维修方便等特点。

Description

一种焦化行业用硫酸配制工艺及设备

技术领域

本发明涉及冶金焦化技术领域，特别是涉及一种焦化行业用硫酸配制工艺及设备。

背景技术

冶金焦化行业使用的稀硫酸，浓度基本上为50～75％，大部分用于焦油蒸馏装置的酚盐分解单元。目前，稀硫酸一般都是通过浓硫酸(93～98％)加水稀释而来的，现有的配制工艺及设备非常简单，利用一个卧式贮槽作为一个配酸槽，底部设有蛇形管换热器，顶部设有浓硫酸入口和工业水入口，配制前一般都是根据计算先加好配酸需要的水，然后再缓慢加入浓硫酸(93～98％)。由于配酸的过程是放热反应，所以底部的蛇形管换热器要同时通入循环水进行冷却，外部有循环泵打循环，起到搅拌的作用，配制到需要的浓度以后，通过循环泵把稀硫酸抽出，然后再配下一槽，属间歇式作业。

这套工艺及其设备虽然简单易用，但缺点也是明显的：

1)硫酸配制工艺的特点就是腐蚀和放热，浓硫酸在稀释的过程中，要放出大量的热，需要的换热器非常大，如果不能及时排出热量，稀硫酸的温度升高超过设计温度，硫酸的腐蚀性急剧增加，那么后果是不堪设想的；

2)由于这套工艺的配酸槽，蛇形管换热器位于设备内部，换热面积有限，热量基本上是不能及时排出的，为了降低操作温度，浓硫酸的注入速度极慢，配制好一槽的稀酸，往往需要一两天的时间，效率非常低，有时控制不好加酸量，操作温度过热，贮槽的腐蚀性加快，用不多久就腐蚀掉了；

3)由于换热器设置在设备内部，设备不好做内衬，维修不便；

4)浓硫酸注入方式没有特殊处理，容易产生酸雾，并从放散口流出产生危害，危害人身安全，污染环境。

发明内容

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种焦化行业用硫酸配制工艺及设备，解决了硫酸配制工艺的关键即设备的腐蚀和放热问题，可实现配酸的连续、自动化操作，减少酸雾的排放，消除人身安全隐患，保护环境，具换热速度快、节省贮槽空间、造价低、维修方便等特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，包括配酸塔、循环泵、循环冷却器、除雾器、稀酸喷嘴、流量记录调节仪表、流量记录比例调节仪表、液位记录调节仪表和温度监测仪表，其特征在于，所述配酸塔下部为配酸槽，四周均布若干稀硫酸采出口汇总到一起与循环泵、循环冷却器依次连接后，一路去稀硫酸采出口、一路连接到配酸塔顶部设有的稀酸喷嘴；所述配酸塔上部为除雾塔，顶部锥面上对称设置浓硫酸入口和工业水入口；所述除雾器设置在配酸塔顶部；所述流量记录调节仪表设置在浓硫酸入口管道上，流量记录比例调节仪表设置在工业水入口管道上，液位记录调节仪表和温度监测仪表设置在配酸塔上。

所述流量记录调节仪表与流量记录比例调节仪表，以及流量记录调节仪表与浓硫酸入口管道阀门，流量记录比例调节仪表与工业水管道阀门均连锁控制。

所述液位记录调节仪表与稀硫酸采出口阀门连锁控制。

所述温度监测仪表与浓硫酸入口管道阀门及循环冷却器循环冷却水阀门连锁控制。

所述稀酸喷嘴的角度和覆盖面可调节。

所述浓硫酸入口管道末端设有角度和覆盖面可调的浓酸喷嘴。

所述工业水入口管道末端设有角度和覆盖面可调的水喷嘴。

一种焦化行业用硫酸配制工艺，包括如下步骤：

1)间歇配酸：

根据配酸浓度和配制量，计算出所需工业水用量，通过工业水入口管道一次性加到配酸塔下部的配酸槽中；

通过浓硫酸入口管道末端的浓酸喷嘴，将浓硫酸喷洒到配酸槽的液面中心区域，在注入浓硫酸的同时，开启循环泵将配酸槽内的工业水(工业水逐渐转变为稀硫酸)循环输送到循环冷却器冷却后，送到配酸塔上部的除雾塔，通过管道末端的稀酸喷嘴，喷向配酸塔下部的配酸槽；

当温度监测仪表监测到硫酸稀释过程温度≥设计温度时，通过调节减少注入浓硫酸的流量或加大循环冷却器的循环冷却水量进行自动控制；

当流量记录调节仪表显示浓硫酸加到计算好的流量后，停止注酸，循环泵继续循环冷却，使配酸槽温度保持在50℃左右；

2)连续配酸：

同时打开浓硫酸入口管道阀门和工业水入口管道阀门，通过流量记录调节仪表、流量记录比例调节仪表控制按设计比例向配酸槽中注入浓硫酸(流量不能超过间歇配酸时的浓硫酸注入量)和工业水，开始连续配酸作业；

打开稀硫酸采出口阀门即可开始稀硫酸的输出，采出流量的大小可根据液位记录调节仪表进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用外置大面积循环冷却器，采用外部循环对配酸塔底部的配酸槽进行冷却，这样即解决了采用内部换热器换热面积小维修难的难题，又节省了大量的贮槽空间，设备结构简单，易于内衬防腐材料，减少设备造价；

2)外置循环冷却器易于设计、制造和维护；

3)配酸塔上部的除雾塔，采用循环冷却后的稀酸作为喷洒液，可以有效除去配酸过程产生的酸雾，并对下部配酸槽配酸表面进行冷却和搅拌，浓酸稀释过程释放的热量可以得到有效控制；

4)采取预先采用间歇的配酸方式，等配酸塔底部的配酸槽达到一定量的时候，再采取连续配酸连续输出的方式，这样由于配酸槽预先间歇配有一定的稀酸容量，浓酸连续的稀释过程，热量释放产生的温升平缓，配酸槽稀酸温度可以得到较好地控制；

5)配酸槽出口稀酸循环管道采取多点等距离抽出到循环泵，确保稀酸配制均衡，稀酸输出浓度的稳定；

6)浓硫酸和工业水的注入采用比例调节，通过液面的控制进行稀硫酸的采出，这样就解决了连续配酸的自动化问题。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图中：1-配酸塔2-循环泵3-循环冷却器4-除雾器5-稀酸喷嘴6-浓酸喷嘴7-水喷嘴FRC-流量记录调节仪表FFRC-流量记录比例调节仪表LRC-液位记录调节仪表TRC-温度检测仪表

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1所示，本发明涉及的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，包括配酸塔1、循环泵2、循环冷却器3、除雾器4、稀酸喷嘴5、流量记录调节仪表FRC、流量记录比例调节仪表FFRC、液位记录调节仪表LRC和温度监测仪表TRC，所述配酸塔1下部为配酸槽，四周均布若干稀硫酸采出口(确保稀酸配制均衡，稀酸输出浓度的稳定)汇总到一起与循环泵2、循环冷却器3依次连接后，一路去稀硫酸采出口、一路连接到配酸塔1顶部设有的稀酸喷嘴5；所述配酸塔1上部为除雾塔，顶部锥面上对称设置浓硫酸入口和工业水入口；所述除雾器4设置在配酸塔1的顶部，可以除去顶部放散管道放散时带出的酸雾；所述流量记录调节仪表FRC设置在浓硫酸入口管道上，流量记录比例调节仪表FFRC设置在工业水入口管道上，液位记录调节仪表LRC和温度监测仪表TRC设置在配酸塔1上。

所述流量记录调节仪表FRC与流量记录比例调节仪表FFRC，以及流量记录调节仪表FRC与浓硫酸入口管道阀门，流量记录比例调节仪表FFRC与工业水管道阀门均连锁控制。

所述液位记录调节仪表LRC与稀硫酸采出口阀门连锁控制。

所述温度监测仪表TRC与浓硫酸入口管道阀门及循环冷却器3循环冷却水阀门连锁控制。

所述稀酸喷嘴5的角度和覆盖面可调节，确保稀酸的喷洒面要覆盖整个除雾塔的截面和配酸区域，可以有效除去配酸过程中产生的酸雾，并对下部配酸槽配酸表面进行冷却和搅拌，使浓酸稀释过程释放的热量可以得到有效控制。

所述浓硫酸入口管道末端设有角度和覆盖面可调的浓酸喷嘴6，确保浓硫酸喷洒到配酸槽的液面的中心区域。

所述工业水入口管道末端设有角度和覆盖面可调的水喷嘴7，确保工业水的喷洒区域和浓硫酸的喷洒区域要基本重合，稀硫酸的循环喷洒区域也要覆盖以上区域，用于冷却和搅拌。

一种焦化行业用硫酸配制工艺，包括如下步骤：

1)间歇配酸：在连续配酸之前，采用间歇配酸方式预先配制一槽达到配制浓度要求的稀酸，液位大致在液位量程的三分之二的位置，以供连续配酸的需要，即也可以说，本套工艺兼有间歇配酸的能力。

根据配酸浓度和配制量，计算出所需工业水用量，通过工业水入口管道一次性加到配酸塔1下部的配酸槽中；

通过浓硫酸入口管道末端的浓酸喷嘴6，将浓硫酸喷洒到配酸槽的液面中心区域，在注入浓硫酸的同时，开启循环泵2将配酸槽内的工业水(工业水逐渐转变为稀硫酸)循环输送到循环冷却器3冷却后，送到配酸塔1上部的除雾塔，通过管道末端的稀酸喷嘴5，喷向配酸塔1下部的配酸槽，采用循环冷却后的稀酸作为喷洒液，对配酸液面区域进行喷洒；

当温度监测仪表TRC监测到硫酸稀释过程温度≥设计温度时，通过调节减少注入浓硫酸的流量或加大循环冷却器3的循环冷却水量进行自动控制；

当流量记录调节仪表FRC显示浓硫酸加到计算好的流量后，停止注酸，循环泵2继续循环冷却，使配酸槽温度保持在50℃左右，以备下一步连续配酸或采出稀硫酸；

2)连续配酸：

同时打开浓硫酸入口管道阀门和工业水入口管道阀门，通过流量记录调节仪表FRC、流量记录比例调节仪表FFRC控制按设计比例向配酸槽中注入浓硫酸(流量不能超过间歇配酸时的浓硫酸注入量，以防止配酸槽温度意外升高影响连续配酸操作)和工业水，开始连续配酸作业；

打开稀硫酸采出口阀门即可开始稀硫酸的输出，采出流量的大小可根据液位记录调节仪表LRC进行控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，包括配酸塔、循环泵、循环冷却器、除雾器、稀酸喷嘴、流量记录调节仪表、流量记录比例调节仪表、液位记录调节仪表和温度监测仪表，其特征在于，所述配酸塔下部为配酸槽，四周均布若干稀硫酸采出口汇总到一起与循环泵、循环冷却器依次连接后，一路去稀硫酸采出口、一路连接到配酸塔顶部设有的稀酸喷嘴；所述配酸塔上部为除雾塔，顶部锥面上对称设置浓硫酸入口和工业水入口；所述除雾器设置在配酸塔顶部；所述流量记录调节仪表设置在浓硫酸入口管道上，流量记录比例调节仪表设置在工业水入口管道上，液位记录调节仪表和温度监测仪表设置在配酸塔上。

2.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述流量记录调节仪表与流量记录比例调节仪表，以及流量记录调节仪表与浓硫酸入口管道阀门，流量记录比例调节仪表与工业水管道阀门均连锁控制。

3.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述液位记录调节仪表与稀硫酸采出口阀门连锁控制。

4.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述温度监测仪表与浓硫酸入口管道阀门及循环冷却器循环冷却水阀门连锁控制。

5.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述稀酸喷嘴的角度和覆盖面可调节。

6.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述浓硫酸入口管道末端设有角度和覆盖面可调的浓酸喷嘴。

7.根据权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺设备，其特征在于，所述工业水入口管道末端设有角度和覆盖面可调的水喷嘴。

8.实现权利要求1所述的一种焦化行业用硫酸配制工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)间歇配酸：

根据配酸浓度和配制量，计算出所需工业水用量，通过工业水入口管道一次性加到配酸塔下部的配酸槽中；

通过浓硫酸入口管道末端的浓酸喷嘴，将浓硫酸喷洒到配酸槽的液面中心区域，在注入浓硫酸的同时，开启循环泵将配酸槽内的工业水(工业水逐渐转变为稀硫酸)循环输送到循环冷却器冷却后，送到配酸塔上部的除雾塔，通过管道末端的稀酸喷嘴，喷向配酸塔下部的配酸槽；

当温度监测仪表监测到硫酸稀释过程温度≥设计温度时，通过调节减少注入浓硫酸的流量或加大循环冷却器的循环冷却水量进行自动控制；

当流量记录调节仪表显示浓硫酸加到计算好的流量后，停止注酸，循环泵继续循环冷却，使配酸槽温度保持在50℃左右；

2)连续配酸：

同时打开浓硫酸入口管道阀门和工业水入口管道阀门，通过流量记录调节仪表、流量记录比例调节仪表控制按设计比例向配酸槽中注入浓硫酸(流量不能超过间歇配酸时的浓硫酸注入量)和工业水，开始连续配酸作业；

打开稀硫酸采出口阀门即可开始稀硫酸的输出，采出流量的大小可根据液位记录调节仪表进行控制。