CN113086952A - 一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，包括加热机构、冷凝机构、降温机构和储液盒，冷凝机构位于加热机构的上方，降温机构位于冷凝机构和加热机构之间，储液盒位于冷凝机构的输出端，加热机构包括加热壳体，所述加热壳体内部设置有转动组件，转动组件包括转动在加热壳体两侧内壁的旋转轴，旋转轴圆周外壁两侧均安装有储存壳体，两个储存壳体相对的一侧外壁转动连接有一个固定环。本发明中，通过设置有加热杆和电动机，能够对储存壳体内部的硫酸进行加热蒸馏，旋转轴的转动能够带动储存壳体转动，实现了内部硫酸的翻滚移动，避免对同一个部位的硫酸进行加热，保证了储存壳体内部硫酸加热的充分性和蒸馏效率。

Description

一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置

技术领域

本发明涉及化学材料生产技术领域，尤其涉及一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置。

背景技术

硫酸，硫的最重要的含氧酸。无水硫酸为无色油状液体，在10.36℃时结晶，通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液，用塔式法和接触法制取。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。在实际生产和试验中经常需要进行蒸馏装置进行硫酸的制备和收集。

在对硫酸的蒸馏中，需要使用到加热装置来对硫酸进行加热蒸馏，但是在加热时热量从储存装置底部传到上方，导致上方的硫酸蒸发慢，这样会造成对硫酸蒸馏效率变低，因此亟需一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，可以有效的解决背景技术提出来的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，包括加热机构、冷凝机构、降温机构和储液盒，冷凝机构位于加热机构的上方，降温机构位于冷凝机构和加热机构之间，储液盒位于冷凝机构的输出端，加热机构包括加热壳体，所述加热壳体内部设置有转动组件，转动组件包括转动在加热壳体两侧内壁的旋转轴，旋转轴圆周外壁两侧均安装有储存壳体，两个储存壳体相对的一侧外壁转动连接有一个固定环，固定环顶部外壁插接有出气管，出气管另一端延伸到冷凝机构内部，固定环顶部外壁一端插接有加液斗，固定环底部外壁插接有出液管，加液斗和出液管延伸到加热壳体的外部，出气管的内壁安装有电动阀门。

优选地，所述固定环顶部内壁开设有弧形槽，加热壳体一侧外壁安装有电动机，电动机输出轴与旋转轴一侧外壁固定连接，加热壳体底部外壁四角均安装有支撑腿，加热壳体一端外壁开设有圆形槽，圆形槽内壁安装有观察窗，加热壳体一端外壁一侧顶部安装有触摸操作显示屏。

优选地，所述加热壳体顶部一侧内壁安装有温度传感器，且温度传感器通过信号线与触摸操作显示屏电性连接，储存壳体一侧外壁固定有环形块，环形块一侧外壁转动连接有固定轴，固定轴圆周外壁安装有等距离分布的混合杆，固定轴圆周外壁一侧安装有从动齿轮，加热壳体一侧内壁安装有内齿轮环，内齿轮环内壁与从动齿轮相啮合，加热壳体两侧内壁底部安装有同一个加热杆。

优选地，所述加热壳体顶部外壁两侧安装有安装柱，且冷凝机构包括固定在安装柱上的冷凝桶,出气管另一端安装有盘形冷凝管，盘形冷凝管位于冷凝桶的内部，冷凝桶两侧外壁顶部均安装有固定架，两个固定架相对的一侧外壁安装有同一个安装环，安装环圆周内壁安装有散热风扇，冷凝桶一端外壁开设有等距离分布的排气孔。

优选地，所述加热壳体另一端外壁安装有加强柱，且加强柱另一端与冷凝桶一端外壁固定连接，加强柱一端外壁插接有连接管，连接管一端转动连接有喷液管，喷液管一侧外壁安装有等距离分布的雾化喷头，冷凝桶圆周内壁底部安装有连接环，连接环两端内壁安装有同一个支撑杆，支撑杆顶部外壁安装有防水电机，防水电机输出轴通过螺栓与喷液管底部外壁固定连接。

优选地，所述降温机构包括固定在冷凝桶底部外壁的储水壳体，且储水壳体底部内壁安装有抽水泵，抽水泵输出端安装有第一水管，第一水管另一端安装有三通阀，三通阀其中一个出口与连接管另一端通过法兰固定连接,储水壳体和冷凝桶连接处开设有同一个孔形槽。

优选地，所述储水壳体一端外壁开设有等距离分布的矩形槽，且矩形槽内壁安装有半导体制冷片，半导体制冷片一端外壁安装有等距离分布的散热片，储水壳体一端内壁安装有防水壳体，防水壳体一端外壁插接有等距离分布的导热杆。

优选地，所述储液盒固定在冷凝桶一侧外壁，且储液盒一侧外壁底部插接有排液管。

优选地，所述三通阀另一个出口安装有第二水管，且第二水管一侧外壁顶部安装有等距离分布的喷水嘴，储水壳体两端内壁一侧安装有同一个加强固定块，加强固定块一侧外壁转动连接有等距离分布的混合扇叶。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、通过设置有加热杆和电动机，能够对储存壳体内部的硫酸进行加热蒸馏，旋转轴的转动能够带动储存壳体转动，实现了内部硫酸的翻滚晃动，提高对硫酸加热的充分性，且储存壳体上的环形块、固定轴和混合杆，配合内齿轮环能够带动固定轴转动，从而通过混合杆来对硫酸进行充分混合加热，避免对同一个部位的硫酸进行加热，保证了储存壳体内部硫酸加热的充分性和蒸馏效率。

2、通过设置有盘形冷凝管，可以对出气管流入的气体进行冷凝，开启安装环内部的散热风扇，能够提高冷凝桶内部的空气流动速率，从而加快了气体冷凝效率，开启抽水泵，将水通过连接管和喷液管上的雾化喷头喷到盘形冷凝管上，配合散热风扇能够加快雾水的蒸发效率，从而达到了降温吸热的效果，提高了内部空气冷凝的效率，排气孔倾斜向上，尽可能减少水雾排往外界，能够对盘形冷凝管内部的气体更加充分快速的冷凝。

3、通过设置连接环和支撑杆上的防水电机，可以带动喷液管转动，实现了对盘形冷凝管内壁进行喷淋，保证了内部气体冷凝的效率和充分性，使得装置变得更加完善合理，通过设置有在储水壳体内部的半导体制冷片、散热片和防水壳体，能够对内部的导热杆进行制冷，从而对储水壳体内部的水进行冷却处理，且第二水管上的喷水嘴带动加强固定块上的混合扇叶转动，能够实现储水壳体内部水流的晃动，从而实现对水的降温充分性，使得喷液管上喷出的水是温度较低的，提高了降温冷凝效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的主视结构示意图；

图2为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的冷凝机构结构示意图；

图3为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的加热机构结构示意图；

图4为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的储水壳体剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的冷凝桶剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的加热壳体剖视结构示意图；

图7为本发明提出的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置的储存壳体结构示意图。

图中：1、冷凝机构；2、加热机构；3、降温机构；301、导热杆；302、防水壳体；303、半导体制冷片；304、散热片；305、抽水泵；306、储水壳体；307、第二水管；308、三通阀；309、加强固定块；310、混合扇叶；311、喷水嘴；312、第一水管；4、储液盒；5、固定架；6、散热风扇；7、安装环；8、盘形冷凝管；9、冷凝桶；10、出气管；11、加强柱；12、连接管；13、安装柱；14、触摸操作显示屏；15、电动机；16、观察窗；17、加热壳体；18、支撑腿；19、内齿轮环；20、固定轴；21、环形块；22、加热杆；23、固定环；24、旋转轴；25、储存壳体；26、温度传感器；27、混合杆；28、孔形槽；29、喷液管；30、连接环；31、雾化喷头；32、防水电机；33、支撑杆；34、排液管；35、电动阀门；36、排气孔；37、加液斗；38、出液管；39、弧形槽；40、从动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-7，一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，包括加热机构2、冷凝机构1、降温机构3和储液盒4，冷凝机构1位于加热机构2的上方，降温机构3位于冷凝机构1和加热机构2之间，储液盒4位于冷凝机构1的输出端，加热机构2包括加热壳体17，加热壳体17内部设置有转动组件，转动组件包括转动在加热壳体17两侧内壁的旋转轴24，旋转轴24圆周外壁两侧均安装有储存壳体25，两个储存壳体25相对的一侧外壁转动连接有一个固定环23，固定环23顶部外壁插接有出气管10，出气管10另一端延伸到冷凝机构1内部，固定环23顶部外壁一端插接有加液斗37，加液斗37内壁安装有第一阀门，固定环23底部外壁插接有出液管38，加液斗37和出液管38延伸到加热壳体17的外部，出气管10的内壁安装有电动阀门35，出液管38内壁安装有第二阀门。

进一步的，固定环23顶部内壁开设有弧形槽39，使得气体能够通过弧形槽39从出气管10更快的排往外界，加热壳体17一侧外壁安装有电动机15，电动机15输出轴与旋转轴24一侧外壁固定连接，加热壳体17底部外壁四角均安装有支撑腿18，加热壳体17一端外壁开设有圆形槽，圆形槽内壁安装有观察窗16，加热壳体17一端外壁一侧顶部安装有触摸操作显示屏14，触摸操作显示屏14能够对装置的电器进行操作控制，观察窗16可以查看蒸馏操作的运行情况，方便工作人员进行监视观察，固定环23是不锈钢材料制成，且外壁涂抹有锌镍合金镀层，储存壳体25使用玻璃材料制成，且器件之间的密封性好。弧形槽39能够使得储存壳体内部得气体能够更好的通过弧形槽39从出气管10排往外界。

进一步的，加热壳体17顶部一侧内壁安装有温度传感器26，且温度传感器26通过信号线与触摸操作显示屏14电性连接，储存壳体25一侧外壁固定有环形块21，环形块21一侧外壁转动连接有固定轴20，固定轴20圆周外壁安装有等距离分布的混合杆27，固定轴20圆周外壁一侧安装有从动齿轮40，加热壳体17一侧内壁安装有内齿轮环19，内齿轮环19内壁与从动齿轮40相啮合，加热壳体17两侧内壁底部安装有同一个加热杆22，配合内齿轮环19能够带动固定轴20转动，储存壳体25的转动能够带动环形块21上的固定轴20转动，固定轴20在从动齿轮40和内齿轮环19的作用下转动，从而通过混合杆27来对硫酸进行充分混合加热，保证了储存壳体25内部硫酸加热的充分性和蒸馏效率。

进一步的，加热壳体17顶部外壁两侧安装有安装柱13，且冷凝机构1包括固定在安装柱13上的冷凝桶9,出气管10另一端安装有盘形冷凝管8，盘形冷凝管8位于冷凝桶9的内部，冷凝桶9两侧外壁顶部均安装有固定架5，两个固定架5相对的一侧外壁安装有同一个安装环7，安装环7圆周内壁安装有散热风扇6，冷凝桶9一端外壁开设有等距离分布的排气孔36，排气孔36倾斜向上，开启安装环7上的散热风扇6能够提高冷凝桶9内部的空气流动速率，加快了盘形冷凝管8表面水雾的蒸发效率，进行吸热降温，从而加快了气体冷凝效率，排气孔36倾斜向上，减少了水雾往外飞散的量，节约水资源。

进一步的，加热壳体17另一端外壁安装有加强柱11，且加强柱11另一端与冷凝桶9一端外壁固定连接，加强柱11一端外壁插接有连接管12，连接管12一端转动连接有喷液管29，喷液管29一侧外壁安装有等距离分布的雾化喷头31，冷凝桶9圆周内壁底部安装有连接环30，连接环30两端内壁安装有同一个支撑杆33，支撑杆33顶部外壁安装有防水电机32，防水电机32输出轴通过螺栓与喷液管29底部外壁固定连接，可以带动喷液管29转动，实现了对盘形冷凝管8内壁进行充分喷淋，保证了内部气体冷凝的效率和充分性，使得装置变得更加完善合理。

进一步的，降温机构3包括固定在冷凝桶9底部外壁的储水壳体306，且储水壳体306底部内壁安装有抽水泵305，抽水泵305输出端安装有第一水管312，第一水管312另一端安装有三通阀308，三通阀308其中一个出口与连接管12另一端通过法兰固定连接,储水壳体306和冷凝桶9连接处开设有同一个孔形槽28，冷凝桶9通过孔形槽28落入储水壳体306中，储水壳体306使用导热材料制成，能够将内部水的温度排往外界进行散热，能够将喷淋落下的水进行回收，节约了水资源，使得装置能够持续循环工作。

进一步的，储水壳体306一端外壁开设有等距离分布的矩形槽，且矩形槽内壁安装有半导体制冷片303，半导体制冷片303一端外壁安装有等距离分布的散热片304，储水壳体306一端内壁安装有防水壳体302，防水壳体302一端外壁插接有等距离分布的导热杆301，导热杆301和半导体制冷片303通过导热硅脂相连接，能够对内部的导热杆301进行制冷，导热杆301对储水壳体306内部的水进行冷却处理，使得喷液管29上喷出的水是温度较低的，保证了冷凝效果。

进一步的，储液盒4固定在冷凝桶9一侧外壁，且储液盒4一侧外壁底部插接有排液管34，盘形冷凝管8远离出气管10的一端延伸到储液盒4的内部，排液管34可以将储液盒4的液体排往外界进行收集处理。

进一步的，三通阀308另一个出口安装有第二水管307，且第二水管307一侧外壁顶部安装有等距离分布的喷水嘴311，储水壳体306两端内壁一侧安装有同一个加强固定块309，加强固定块309一侧外壁转动连接有等距离分布的混合扇叶310，第二水管307上的喷水嘴311带动加强固定块309上的混合扇叶310转动，能够实现储水壳体306内部水流的晃动，从而实现对水的降温充分性。

工作原理：将待处理的硫酸加入到储存壳体25中，硫酸沸点338℃，蒸馏对象是稀硫酸，但是加热时稀硫酸局部温度会高点，出来的是水蒸气，但是仍然会有部分稀硫酸受高温导致三氧化硫气体溢出，在盘形冷凝管8中与三氧化硫和水蒸气冷凝生产浓度极低的硫酸液体被收集，使得蒸馏得到高浓度的硫酸，因此需要将硫酸进行搅动，使其加热均匀，开启加热杆22和电动机15，对储存壳体25内部的硫酸进行加热蒸馏，旋转轴24的转动带动储存壳体25转动，实现内部硫酸的翻滚移动，来对硫酸进行快速加热，且储存壳体25上的环形块21、固定轴20和混合27杆，配合内齿轮环19能够带动固定轴20转动，从而通过混合杆27来对硫酸进行充分混合加热，保证了储存壳体25内部硫酸加热的充分性和蒸馏效率；蒸馏产生的气体通过固定环23和出气管10进入到冷凝桶9中，通过设置有盘形冷凝管8将内部的气体进行冷凝，开启安装环7内部的散热风扇6，提高冷凝桶9内部的空气流动速率，从而加快了气体冷凝效率，开启抽水泵305，将水通过连接管12和喷液管29上的雾化喷头31喷到盘形冷凝管8上，配合散热风扇6能够加快雾水的蒸发效率，从而达到了降温吸热的效果，提高内部空气冷凝的效率，开启连接环30和支撑杆33上的防水电机32，带动喷液管29转动，实现对盘形冷凝管8内壁进行充分喷淋，保证内部气体冷凝的效率和充分性，使得装置变得更加完善合理；通过设置有在储水壳体306内部的半导体制冷片303、散热片304和防水壳体302，对内部的导热杆301进行制冷，从而对储水壳体306内部的水进行冷却处理，使得喷液管29上喷出的水是温度较低的，保证了冷凝效果，且半导体散热片303外部设置有散热片304，能够对半导体散热片303进行散热，使其能够长时间正常工作，且储水壳体306使用导热材料制成，能够将储水壳体306内部的液体温度往外界散发，进一步提高了对液体的冷却效果，三通阀308上第二水管307上的喷水嘴311带动加强固定块309上的混合扇叶310转动，能够实现储水壳体306内部水流的晃动，从而实现对水充分的降温。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

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 (9)

1.一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，包括加热机构(2)、冷凝机构(1)、降温机构(3)和储液盒(4)，冷凝机构(1)位于加热机构(2)的上方，降温机构(3)位于冷凝机构(1)和加热机构(2)之间，储液盒(4)位于冷凝机构(1)的输出端，加热机构(2)包括加热壳体(17)，其特征在于，所述加热壳体(17)内部设置有转动组件，转动组件包括转动在加热壳体(17)两侧内壁的旋转轴(24)，旋转轴(24)圆周外壁两侧均安装有储存壳体(25)，两个储存壳体(25)相对的一侧外壁转动连接有一个固定环(23)，固定环(23)顶部外壁插接有出气管(10)，出气管(10)另一端延伸到冷凝机构(1)内部，固定环(23)顶部外壁一端插接有加液斗(37)，固定环(23)底部外壁插接有出液管(38)，加液斗(37)和出液管(38)延伸到加热壳体(17)的外部，出气管(10)的内壁安装有电动阀门(35)。

2.根据权利要求1所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述固定环(23)顶部内壁开设有弧形槽(39)，加热壳体(17)一侧外壁安装有电动机(15)，电动机(15)输出轴与旋转轴(24)一侧外壁固定连接，加热壳体(17)底部外壁四角均安装有支撑腿(18)，加热壳体(17)一端外壁开设有圆形槽，圆形槽内壁安装有观察窗(16)，加热壳体(17)一端外壁一侧顶部安装有触摸操作显示屏(14)。

3.根据权利要求1所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述加热壳体(17)顶部一侧内壁安装有温度传感器(26)，且温度传感器(26)通过信号线与触摸操作显示屏(14)电性连接，储存壳体(25)一侧外壁固定有环形块(21)，环形块(21)一侧外壁转动连接有固定轴(20)，固定轴(20)圆周外壁安装有等距离分布的混合杆(27)，固定轴(20)圆周外壁一侧安装有从动齿轮(40)，加热壳体(17)一侧内壁安装有内齿轮环(19)，内齿轮环(19)内壁与从动齿轮(40)相啮合，加热壳体(17)两侧内壁底部安装有同一个加热杆(22)。

4.根据权利要求1所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述加热壳体(17)顶部外壁两侧安装有安装柱(13)，且冷凝机构(1)包括固定在安装柱(13)上的冷凝桶(9),出气管(10)另一端安装有盘形冷凝管(8)，盘形冷凝管(8)位于冷凝桶(9)的内部，冷凝桶(9)两侧外壁顶部均安装有固定架(5)，两个固定架(5)相对的一侧外壁安装有同一个安装环(7)，安装环(7)圆周内壁安装有散热风扇(6)，冷凝桶(9)一端外壁开设有等距离分布的排气孔(36)。

5.根据权利要求4所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述加热壳体(17)另一端外壁安装有加强柱(11)，且加强柱(11)另一端与冷凝桶(9)一端外壁固定连接，加强柱(11)一端外壁插接有连接管(12)，连接管(12)一端转动连接有喷液管(29)，喷液管(29)一侧外壁安装有等距离分布的雾化喷头(31)，冷凝桶(9)圆周内壁底部安装有连接环(30)，连接环(30)两端内壁安装有同一个支撑杆(33)，支撑杆(33)顶部外壁安装有防水电机(32)，防水电机(32)输出轴通过螺栓与喷液管(29)底部外壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述降温机构(3)包括固定在冷凝桶(9)底部外壁的储水壳体(306)，且储水壳体(306)底部内壁安装有抽水泵(305)，抽水泵(305)输出端安装有第一水管(312)，第一水管(312)另一端安装有三通阀(308)，三通阀(308)其中一个出口与连接管(12)另一端通过法兰固定连接,储水壳体(306)和冷凝桶(9)连接处开设有同一个孔形槽(28)。

7.根据权利要求6所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述储水壳体(306)一端外壁开设有等距离分布的矩形槽，且矩形槽内壁安装有半导体制冷片(303)，半导体制冷片(303)一端外壁安装有等距离分布的散热片(304)，储水壳体(306)一端内壁安装有防水壳体(302)，防水壳体(302)一端外壁插接有等距离分布的导热杆(301)。

8.根据权利要求1所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述储液盒(4)固定在冷凝桶(9)一侧外壁，且储液盒(4)一侧外壁底部插接有排液管(34)。

9.根据权利要求6所述的一种气液分离式化学材料生产用硫酸蒸馏装置，其特征在于，所述三通阀(308)另一个出口安装有第二水管(307)，且第二水管(307)一侧外壁顶部安装有等距离分布的喷水嘴(311)，储水壳体(306)两端内壁一侧安装有同一个加强固定块(309)，加强固定块(309)一侧外壁转动连接有等距离分布的混合扇叶(310)。

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