CN109985542A - 一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，包括配液罐、文丘里混合器、换热器、循环泵和液封罐，配液罐的液体进口与文丘里混合器底部出口相连，配液罐排液口与循环泵进口相连，循环泵用于将配液罐中的水或稀硫酸泵入换热器进行换热，配液罐的排气口与液封罐相连，液封罐中装有水，用于吸收配液罐中挥发出的不凝酸气，换热器出口与文丘里混合器顶部进口相连，泵入换热器的液体冷却后流向文丘里混合器。本系统可安全、高效和低成本地由浓硫酸配制稀硫酸，配制的稀硫酸浓度可自由调节，配制现场无酸雾生成，不会出现配液罐中硫酸溶液爆沸和飞溅的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，具体地说是一种浓硫酸加水配制稀硫酸的生产系统。
背景技术
硫酸是一种常用的化工原料，广泛用于化肥、农药、染料、洗涤剂、蓄电池等领域。通常情况下，工业硫酸的浓度常为95%-98%，但在许多领域需要浓度较低的稀硫酸，这就需要将浓硫酸稀释到所需浓度。
常用的浓硫酸稀释方法是将定量的水放入配液罐中，再向罐内缓慢添加一定量的浓硫酸，在添加过程中浓硫酸遇水会放出大量的热，造成配液罐中硫酸溶液的温度急剧升高，此时若不采取降温手段，继续添加浓硫酸，会造成配液罐中的硫酸溶液爆沸和飞溅，产生大量酸雾，严重污染现场作业环境的同时，还极易造成配液罐因温度过高或压力过大而损毁，但若放慢添加浓硫酸，维持温度在一定范围内时，又会产生配置效率低下，生产成本增高等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的浓硫酸稀释过程中存在的上述问题，提供一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，包括配液罐、文丘里混合器、换热器、循环泵和液封罐，配液罐的液体进口与文丘里混合器底部出口相连，文丘里混合器用于将配液罐中的水或稀硫酸与浓硫酸相混合，配液罐的排液口与循环泵进口相连，循环泵用于将配液罐中的水或稀硫酸泵入换热器进行换热，配液罐的排气口与液封罐相连，液封罐中装有水，用于吸收配液罐中挥发出的不凝酸气，同时保证配液罐中的压力不超过一定值，起到安全防护作用，换热器的出口与文丘里混合器顶部进口相连，泵入换热器的液体冷却后流向文丘里混合器。
所述配液罐的顶部正中有一个液体进口，用于将经文丘里混合器混合后的液体导入配液罐中。
所述配液罐的顶部一侧安装有一个测温装置，用于测量配液罐中液体的温度。
所述配液罐的顶部一侧有一个进水口，用于将水导入配液罐中，进水口与水流量计相连，水流量计用于计量流入进水口的水量，水流量计与进水阀门相连，进水阀门用于控制流入水流量计中的水量。
所述配液罐的顶部另一侧安装有一个排气口，排气口与液封罐相连，用于将配液罐中的不凝酸气导入装有水的液封罐中。
所述配液罐的底部是一个锥形，锥形底部有一个排液口，排液口与排液阀相连，排液阀用于控制配液罐中液体的流出量，排液阀与循环泵相连，在排液阀与循环泵相连的管道上连接有一个取样管，取样管上连接有一个取样阀。
所述循环泵的出口管道上连接有一个出口阀，出口阀后端管道上连接有一个管道过滤器，过滤器与换热器相连接，过滤器与换热器相连接的管道上连接有一个出料管道，出料管道上安装有一个出料阀，用于控制出料的大小。
所述换热器是列管换热器或板式换热器中的一种，用于冷却配液罐中的液体。
所述文丘里混合器的顶部进口与换热器出口相连，底部出口与配液罐顶部正中液体进口相连接，侧边吸液口与浓硫酸进口管道相连，浓硫酸进口管道上安装有一个浓硫酸流量计与文丘里混合器的侧边吸液口相连，用于测量流入文丘里混合器中的浓硫酸量，浓硫酸流量计的进口与同样连接在浓硫酸进口管道上的止回阀的出口相连接，止回阀的进口与同样连接在浓硫酸进口管道上的浓硫酸进口阀的出口相连接，止回阀与浓硫酸进口阀相连接的管道上连接有一个补水管道，补水管道上安装有一个补水阀，用来控制补水量的多少。
所述液封罐的插入管道的一端与配液罐顶部一侧的排气口相连接，另一端插在液封罐内，插入深度为距液封罐底30cm-50cm处，液封罐的液体深度处于150cm-250cm之间，液封罐的另一侧顶部有一个排气管，排气管插入液封罐的深度距液封罐顶30cm-50cm。
本发明的有益效果是，可安全、高效和低成本地由浓硫酸配制稀硫酸，配制的稀硫酸浓度可自由调节，配制现场无酸雾生成，配液罐中压力始终维持在微正压状态，配液罐中的温度可始终控制在一定范围内，不会出现配液罐中硫酸溶液爆沸和飞溅的现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理示意图。
图中，1.配液罐，2.排液口，3.液体进口，4.排气口，5.测温装置，6.进水口，7.水流量计，8.进水阀门，9.文丘里混合器，10.文丘里混合器顶部进口，11.文丘里混合器侧边吸液口，12.文丘里混合器底部出口，13.浓硫酸流量计，14.止回阀，15.补水阀，16.浓硫酸进口阀，17.液封罐，18.液封罐插入管道，19.排气管，20.排液阀，21.取样阀，22.循环泵，23.出口阀，24.管道过滤器，25.出料阀，26.换热器。
具体实施方式
下面结合附图1及实施例对本发明进一步说明。
在图1中，开启进水阀门8，水流依次经过进水阀门8、水流量计7和进水口6进入配液罐1中，当水流量计7示数达到预计算值后，关闭进水阀门8，停止向配液罐1中进水。
在图1中，配液罐1与文丘里混合器9相连，文丘里混合器9用于将配液罐1中的水或稀硫酸与浓硫酸相混合。文丘里混合器9在正常运行时，文丘里混合器侧边吸液口11处会产生负压，当浓硫酸进口阀16开启、补水阀15关闭时，会将浓硫酸依次经过浓硫酸进口阀16、止回阀14、浓硫酸流量计13和文丘里混合器侧边吸液口11后吸入文丘里混合器9中与来自配液罐1中的水或稀硫酸相混合，在放出大量热量的同时快速进入配液罐1中将配液罐1中的溶液加热。文丘里混合器9在正常运行时，当浓硫酸进口阀16关闭、补水阀15开启时，补充水可以依次经过补水阀15、止回阀14、浓硫酸流量计13和文丘里混合器侧边吸液口11后吸入文丘里混合器9中与来自配液罐1中的硫酸溶液相混合，起到向配液罐1中补充水进一步稀释硫酸溶液的目的。
在图1中，配液罐1与液封罐17相连，液封罐17中装有水，用于吸收配液罐1中挥发出的不凝酸气，同时保证配液罐1中的压力不超过一定值，起到泄压的作用，以此保护配液罐1安全。在由浓硫酸配制稀硫酸的过程中，如果浓硫酸和水混合过快，配液罐1中的硫酸溶液的温度会剧增，此时如果温度不能及时降下来，配液罐1中就会产生大量不凝酸性气体，使配液罐1中的压力快速升高，这时如果不及时泄压，配液罐1就会出现爆炸的危险，而液封罐17正好起到了泄压的作用，能很好地保护配液罐1的安全。此外，液封罐17中装有水，可以很好地吸收从配液罐中挥发出来的不凝酸气，保证作业现场的大气不受不凝酸气的污染。为了使配液罐1中的压力为微正压，同时保证挥发出来的不凝酸气能够被充分吸收，要把液封罐17的插入管道的深度没入液封罐17水液面下120cm-200cm处。
在图1中，配液罐1的底部为圆锥形，配液罐1的底部出口的排液口2下端的管道上安装有一个排液阀20，用于控制经排液口2流出溶液的流量大小。配液罐1中的液体依次经过排液口2和排液阀20后，自流入循环泵22中，再循环泵22加压后，在出口阀23的流量调控下，经过管道过滤器24的过滤作用，进入换热器26中进行热量交换。换热器26其实是一个冷却器，冷源为温度为30℃以下的水，换热器26可以为列管式换热器或板式换热器中的一种。通过换热器26后，从配液罐1中出来的溶液得到冷却，然后再流入文丘里混合器9中，从文丘里混合器顶部进口10进入，与来自文丘里混合器侧边吸液口11的浓硫酸混合后，从文丘里混合器底部出口12排出，经液体进口3进入配液罐1中。在配液罐1中液体不停地经过循环泵22、过滤器24、换热器26和文丘里混合器9等设备又最终流入配液罐1中的过程中，浓硫酸也依次经过浓硫酸进口阀16、止回阀14和浓硫酸流量计13等设备被吸入文丘里混合器侧边吸液口11，进入文丘里混合器9中与来自配液罐1中的溶液进行混合和换热，然后一起再进入配液罐1中，通过这种方式，浓硫酸逐步被配制成不同浓度的稀硫酸。由浓硫酸配制稀硫酸的过程中，稀硫酸的浓度可由取样口处取得的溶液测得，取样口取样的多少和快慢可由取样阀21来控制。当取样口取样得到的稀硫酸浓度没达到所需要的浓度时，便可继续通入浓硫酸，重复以上过程进行配制。当取样口取样得到的稀硫酸浓度达到所需要的浓度时，便可关闭浓硫酸进口阀16，然后开启出料阀25从出料口进行出料，便可得稀硫酸产品。当取样口取样得到的稀硫酸浓度超过所需要的浓度时，便可关闭浓硫酸进口阀16，然后开启补水阀15，再依次经过止回阀14、浓硫酸流量计13和文丘里混合器9等设备向配液罐1中补入水，直到配液罐1中稀硫酸的浓度满足要求，然后再关闭补水阀15，开启出料阀25，再从出料口进行出料。从出料口进行出料，便可得稀硫酸产品。
在图1中，配液罐1的顶部一侧安装有一个测温装置5，用于测量配液罐1中液体的温度，当配液罐1中的温度过高时，可降低换热器26的冷源温度或增大换热器26的冷源流量或关小浓硫酸进口阀16，减少浓硫酸进入文丘里混合器9内的进量。
应当理解，上述实施方式仅为本发明的较佳实施例而已，用来描述本发明原理的应用，在不背离本发明的精神或本质特性的情况下，本发明可以实施为其他的具体形式。所述实施方式无论从哪一方面来看都应当认为仅是作为说明性的，而不应认为是限制性的。因此，本发明的范围应当以所附权利要求为准，而不是以前述发明为准，根据权利要求的实质精神和等效手段所做的变型都落入其范围内。
尽管已经利用与目前认为是本发明的最实用以及优选的实施方式相关的特性和细节全面地描述了本发明，但对于本领域技术人员来说显而易见的各种变化和/或改善，包括但不限制于大小，材料，形状，接口形式，接口位置、功能和操作方式，组装和做出的使用上的改变，这些都不背离在权利要求中阐述的本发明的原理和概念。
Claims (6)
1.一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：包括配液罐、文丘里混合器、换热器、循环泵和液封罐，配液罐的液体进口与文丘里混合器底部出口相连，配液罐排液口与循环泵进口相连，循环泵用于将配液罐中的水或稀硫酸泵入换热器进行换热，配液罐的排气口与液封罐相连，液封罐中装有水，用于吸收配液罐中挥发出的不凝酸气，所述文丘里混合器的顶部进口与换热器出口相连，侧边吸液口与浓硫酸进口管道相连，浓硫酸进口管道上安装有一个浓硫酸流量计，所述浓硫酸流量计的进口与同样连接在浓硫酸进口管道上的止回阀的出口相连接，止回阀的进口与同样连接在浓硫酸进口管道上的浓硫酸进口阀的出口相连接，止回阀与浓硫酸进口阀相连接的管道上连接有一个补水管道，补水管道上安装有一个补水阀。
2.根据权利要求1所述的一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：配液罐的顶部正中有一个液体进口，用于将经文丘里混合器混合后的液体导入配液罐中；配液罐的顶部一侧安装有一个测温装置，用于测量配液罐中液体的温度；配液罐的顶部一侧有一个进水口，用于将水导入配液罐中，进水口与水流量计相连，水流量计用于计量流入进水口的水量，水流量计与进水阀门相连，进水阀门用于控制流入水流量计中水量；配液罐的顶部另一侧安装有一个排气口，排气口与液封罐相连，用于将配液罐中的不凝酸气导入装有水的液封罐中。
3.根据权利要求1所述的一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：配液罐的底部是一个锥形，锥形底部有一个排液口，排液口与排液阀相连，排液阀用于控制配液罐中液体的流出量，排液阀与循环泵相连，在排液阀与循环泵相连的管道上连接有一个取样管，取样管上连接有一个取样阀。
4.根据权利要求1所述的一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：循环泵的出口管道上连接有一个出口阀，出口阀后端管道上连接有一个管道过滤器，过滤器与换热器相连接，过滤器与换热器相连接的管道上连接有一个出料管道，出料管道上安装有一个出料阀，用于控制出料的大小。
5.根据权利要求1所述的一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：所述换热器是列管换热器或板式换热器中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种由浓硫酸配制稀硫酸的生产系统，其特征是：液封罐的插入管道的一端与配液罐顶部一侧的排气口相连接，另一端插在液封罐内，插入深度为距液封罐底30cm-50cm处，液封罐的液体深度处于150cm-250cm之间，液封罐的另一侧顶部有一个排气管，排气管插入液封罐的深度距液封罐顶30cm-50cm。
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