CN114471070B - 一种冷凝液收集单元及制酸系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于有害气体处理技术领域，公开了一种冷凝液收集单元及制酸系统。冷凝液收集单元包括输送子单元、收集子单元和处理子单元。输送子单元包括相连的输入管道和输出管道，输入管道与气体产生装置相连，输出管道与气体焚烧装置相连，输入管道沿气体输送方向倾斜向下，输出管道沿气体输送方向倾斜向上。收集子单元包括用于收集输送子单元中产生的冷凝液的收集容器，收集容器低于输入管道和输出管道的连通处，且与连通处连通。处理子单元与收集容器连通，用于接收并环保处理冷凝液。冷凝液收集单元及制酸系统能够在冷凝液进入气体焚烧装置前将其分离至收集容器中，避免影响气体输送，无需人工参与，保障了人身安全。

Description

一种冷凝液收集单元及制酸系统

技术领域

本发明涉及有害气体处理技术领域，尤其涉及一种冷凝液收集单元及制酸系统。

背景技术

湿法制酸工艺可以有效地利用各种生产过程中产生的含硫酸性气体直接制酸，从而得到浓硫酸，具有适用范围广、工艺流程简单、硫回收效率高等特点。

现有的制酸系统中，涉及到将含硫酸性气体回收至焚烧炉的部件包括分离系统、输入管道、焚烧炉分配盘和支管。分离系统通过输入管道连接至焚烧炉分配盘，焚烧炉分配盘通过支管与焚烧炉体连通。将硫化氢气体送入焚烧炉体的工作过程为：分离系统分离出硫化氢气体，该气体经过输入管道进入焚烧炉分配盘，焚烧炉分配盘将硫化氢气体分配在不同的支管中，硫化氢从各支管进入焚烧炉体内进行燃烧。

由于分离系统分离的硫化氢气体常为饱和状态，在输送至焚烧炉体之前，该饱和态的硫化氢常会部分冷凝为液体沉积在管道内。如果不及时排放，冷凝液将集聚在管道内，增加输送阻力，甚至形成液封导致气体无法输送。

目前，为避免冷凝液堵塞管道，需安排工作人员定时打开管道，将硫化氢气体与冷凝液直接排放到收集桶中。因硫化氢有极强的毒性，人工作业过程中，有吸入硫化氢气体的风险，这严重危害人身安全。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种冷凝液收集单元，能够代替人工收集冷凝液，保障了人身安全，避免了冷凝液堵塞气体的输送管道。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种冷凝液收集单元，包括：

输送子单元，包括相连通的输入管道和输出管道，所述输入管道被配置为与气体产生装置相连，所述输出管道被配置为与气体焚烧装置相连，所述输入管道沿气体的输送方向倾斜向下设置，所述输出管道沿气体的输送方向倾斜向上设置；

收集子单元，包括用于收集所述输送子单元中产生的冷凝液的收集容器，所述收集容器低于所述输入管道和所述输出管道的连通处，且与所述连通处连通；

处理子单元，与所述收集容器连通，用于接收并环保处理冷凝液。

可选地，所述输出管道的下端低于所述输入管道，所述收集容器与所述输出管道的下端连通。

可选地，所述输入管道与水平面的所夹锐角为第一夹角，所述输出管道与水平面的所夹锐角为第二夹角，所述第一夹角小于所述第二夹角。

可选地，所述输入管道的管径小于所述输出管道的管径。

可选地，所述处理子单元包括絮凝池和加料装置，所述絮凝池与所述收集容器连通，所述加料装置设置在所述絮凝池的上方，所述絮凝池内设有由铜或铝制成的阴极和放置在所述阴极内的铝制阳极。

可选地，所述收集子单元还包括第一阀门，所述第一阀门用于导通或阻断所述收集容器和所述连通处；

所述处理子单元还包括第二阀门，所述第二阀门用于导通或阻断所述收集容器和所述处理子单元。

可选地，还包括加压子单元，所述加压子单元与所述收集容器连通，且能够向所述收集容器内吹送第一气体，以压送冷凝液至所述处理子单元。

可选地，还包括加热子单元，所述加热子单元与所述收集容器连通，且能够向所述收集容器内吹送第二气体，所述第二气体的温度不低于100℃。

本发明的另一个目的在于提供一种制酸系统，其产生的冷凝液由冷凝液收集单元处理，代替了人工处理，保障了人身安全，避免了冷凝液堵塞气体的输送管道。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种制酸系统，包括气体产生装置、气体焚烧装置和上述的冷凝液收集单元，所述气体产生装置通过所述冷凝液收集单元与所述气体焚烧装置连通。

可选地，所述气体焚烧装置包括炉体和入炉支管，所述入炉支管的一端与所述炉体相连，另一端与所述输出管道相连。

有益效果：

本发明提供的冷凝液收集单元及制酸系统，气体产生装置产生的饱和气体从输入管道进入，在输送过程中，部分气体冷凝出冷凝液。当气体和冷凝液流至输入管道和输出管道的连通处时，冷凝液在重力的作用下进入收集容器，而气体则沿输出管道向上流动并输送至气体焚烧装置进行燃烧。进入收集容器内的冷凝液由处理子单元接收并环保处理，进一步实现了冷凝液的无害化排出。本发明提供的冷凝液收集单元，能够在冷凝液进入气体焚烧装置前将其快速分离至收集容器中，避免其液封气体产生装置和气体焚烧装置之间的输送管道，影响气体输送。而且，冷凝液收集单元在气体的输送过程中自动收集冷凝液，无需人工参与，保障了人身安全。

附图说明

图1是本发明提供的冷凝液收集单元应用在制酸系统中的示意图。

图中：

11、输入管道；12、输出管道；

21、收集容器；

31、中转地下槽；32、絮凝池；

4、加压子单元；

5、加热子单元；

61、炉体；62、入炉支管；

7、硫化氢分离设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供了一种冷凝液收集单元，能够代替人工收集冷凝液，保障了人身安全，避免了冷凝液堵塞气体的输送管道。在本实施例中，冷凝液收集单元用于湿法制酸装置中，湿法制酸装置包括硫化氢分离设备和焚烧炉。硫化氢分离设产生的饱和硫化氢气体输送至焚烧炉燃烧，并进一步处理，能够将硫化氢气体回收为商品级硫酸产品。为避免硫化氢气体在硫化氢分离设备和焚烧炉之间产生的冷凝液影响制酸过程，硫化氢分离设备和焚烧炉之间通过本实施例提供的冷凝液收集单元连通。具体地，冷凝液收集单元包括输送子单元、收集子单元和处理子单元。

如图1所示，输送子单元包括相连通的输入管道11和输出管道12，输入管道11被配置为与气体产生装置(硫化氢分离设备7)相连，输出管道12被配置为与气体焚烧装置(焚烧炉)相连，输入管道11沿气体的输送方向倾斜向下设置，输出管道12沿气体的输送方向倾斜向上设置。收集子单元包括用于收集输送子单元中产生的冷凝液的收集容器21，收集容器21低于输入管道11和输出管道12的连通处，且与连通处连通。也就是说，气体产生装置产生的饱和气体从输入管道11进入，在输送过程中，部分气体冷凝出冷凝液。当气体和冷凝液流至输入管道11和输出管道12的连通处时，冷凝液在重力的作用下向下进入收集容器21，而气体则沿输出管道12向上流动并输送至气体焚烧装置进行燃烧。

从输出管道12流出的硫化氢气体会进入焚烧炉燃烧，而流入收集容器21的硫化氢液体也会进一步无害化处理，从而将有毒有害气体完成环保处理。具体地，处理子单元与收集容器21连通，用于接收并絮凝冷凝液。也就是说，进入收集容器21内的冷凝液由处理子单元接收并环保处理，以实现硫化氢液体的无害化处理。

环保处理方法具体可以为混凝法、中和法、生物法、活性炭吸附法、离子交换法和膜分离技术等。在本实施例中，处理子单元包括絮凝池32和加料装置，絮凝池32与收集容器21连通，加料装置设置在絮凝池32的上方，絮凝池32内设有由铜或铝制成的阴极和放置在阴极内的铝制阳极。具体地，处理子单元还包括中转地下槽31，收集容器21通过中转地下槽31与絮凝池32连通，中转地下槽31在蓄积了一定量的冷凝液后将其排入絮凝池32中。加料装置向冷凝液中添加絮凝剂，如，氯酸钠、过氧化氢、硝酸钠等，将硫化氢转化为盐类物质，如，硝酸盐和硫酸盐(如，硫酸亚铁)等。在阴极和阳极上通电，可将盐类物质电絮凝，并沉降。

可选地，收集子单元还包括集液管道，集液管道的一端与收集容器21相连，另一端连接在输出管道12上较低的位置，以将在输入管道11中发生冷凝的硫化氢液体导入到收集容器21中。在本实施例中，集液管道的管径为80mm。

可选地，输入管道11与水平面的所夹锐角为第一夹角，输出管道12与水平面的所夹锐角为第二夹角，第一夹角小于第二夹角。在本实施例中，第一夹角为5°，以利用地心引力实现冷凝液向输出管道12的汇流，同时减少对气体传输的影响。第二夹角为30°，既有利于流至输出管道12的冷凝液快速向下汇流至收集容器21，又有利于将气体快速传输至焚烧炉。

为避免硫化氢气体进入收集容器21中，可选地，输出管道12的下端低于输入管道11，收集容器21与输出管道12的下端连通。也就是说，冷凝液和气体沿输入管道11倾斜向下流动，并均进入输出管道12，此时，冷凝液在重力的作用下，沿输出管道12低于输入管道11的下管段向下流，然后进入收集容器21，同时，硫化氢气体则沿着输出管道12的上管段向上流，并进入焚烧炉。硫化氢气体和液体在输出管道12内相互分离，输出管道12低于输入管道11的部分能够使硫化氢气体和液体充分分离，进而提高汽液分离程度，避免气体进入收集容器21。在本实施例中，输入管道11的下端连接在输出管道12的中部，输出管道12的下端经集液管道与收集容器21的上端相连。

可选地，输入管道11的管径小于输出管道12的管径。增大输出管道12的管径有利于降低硫化氢气体的流速，进而使汽液临界状态下的部分硫化氢气体在输出管道12内冷凝为冷凝液，并进入收集容器21，以免影响焚烧过程。在本实施例中，输入管道11的公称直径为150mm，输出管道12的公称直径为500mm。

可选地，收集子单元还包括第一阀门，第一阀门用于导通或阻断收集容器21和连通处。处理子单元还包括第二阀门，第二阀门用于导通或阻断收集容器21和处理子单元。在本实施例中，第一阀门设置在集液管道上。第二阀门设置在中转地下槽31和收集容器21之间。第一阀门开启时，冷凝液不断地进入收集容器21中，此时需关闭第二阀门，避免硫化氢气体经絮凝池32泄漏，减少了焚烧炉燃烧的硫化氢量。第二阀门开启时，冷凝液不断地从收集容器21进入絮凝池32中，此时需关闭第一阀门，避免硫化氢气体经絮凝池32泄漏，减少了焚烧炉燃烧的硫化氢量。

可选地，该冷凝液收集单元还包括加压子单元4，加压子单元4与收集容器21连通，且能够向收集容器21内吹送第一气体，以压送冷凝液至处理子单元。在本实施例中，加压子单元4为增压泵，第一气体为氮气，在将冷却液排向处理子单元时，可打开增压泵向收集容器21内吹送高压氮气，以将冷却液快速压送至中转地下槽31。

本实施例还提供了一种制酸系统，具体地，该制酸系统包括上述的冷凝液收集单元，还包括气体产生装置和气体焚烧装置，气体产生装置通过冷凝液收集单元与气体焚烧装置连通。该制酸系统在输送气体过程中产生的冷凝液由冷凝液收集单元处理，代替了人工处理，保障了人身安全，避免了冷凝液堵塞气体的输送管道。

可选地，气体焚烧装置包括炉体61和入炉支管62，入炉支管62的一端与炉体61相连，另一端与输出管道12相连。也就是说，输入管道11通过入炉支管62直接将硫化氢气体输送至炉体61内，省去了硫化氢分配盘的设置，避免了由于硫化氢分配盘的堵塞和烧毁造成的作业停工。

本实施例提供的冷凝液收集单元在制酸系统中的工作原理为：硫化氢分离设备7产生的饱和气体从输入管道11进入，在输送过程中，部分气体冷凝出冷凝液。当气体和冷凝液流至输入管道11和输出管道12的连通处时，气体沿输出管道12向上流动并输送至气体焚烧炉内进行燃烧，实现硫化氢气体的回收处理。而冷凝液在重力的作用下向下经集液管道进入收集容器21，然后，冷凝液在加压子单元4的压送下经中转地下槽31进入絮凝池32，在絮凝池32内进一步絮凝沉降，以实现硫化氢液体的无害化处理。

实施例二

本实施例提供了一种冷凝液收集单元，该冷凝液收集单元与实施例一提供的冷凝液收集单元基本相同，区别在于，如图1所示，该冷凝液收集单元还包括加热子单元5，加热子单元5与收集容器21连通，且能够向收集容器21内吹送第二气体，第二气体的温度不低于100℃。在本实施例中，加热子单元5为蒸汽发生器，其可向收集容器21、输入管道11和输出管道12内吹送高温水蒸汽，实现对含油含渣物质的加热融化，有利于清洁输输送子单元和收集子单元。优选地，蒸气的温度范围为167-180℃。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷凝液收集单元，用于湿法制酸装置中,其特征在于，包括：

输送子单元，包括相连通的输入管道(11)和输出管道(12)，所述输入管道(11)被配置为与气体产生装置相连，所述输出管道(12)被配置为与气体焚烧装置相连，所述输入管道(11)沿气体的输送方向倾斜向下设置，所述输出管道(12)沿气体的输送方向倾斜向上设置；

收集子单元，包括用于收集所述输送子单元中产生的冷凝液的收集容器(21)，所述收集容器(21)低于所述输入管道(11)和所述输出管道(12)的连通处，且与所述连通处连通；

处理子单元，与所述收集容器(21)连通，用于接收并环保处理冷凝液。

2.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，所述输出管道(12)的下端低于所述输入管道(11)，所述收集容器(21)与所述输出管道(12)的下端连通。

3.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，所述输入管道(11)与水平面的所夹锐角为第一夹角，所述输出管道(12)与水平面的所夹锐角为第二夹角，所述第一夹角小于所述第二夹角。

4.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，所述输入管道(11)的管径小于所述输出管道(12)的管径。

5.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，所述处理子单元包括絮凝池(32)和加料装置，所述絮凝池(32)与所述收集容器(21)连通，所述加料装置设置在所述絮凝池(32)的上方，所述絮凝池(32)内设有由铜或铝制成的阴极和放置在所述阴极内的铝制阳极。

6.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，所述收集子单元还包括第一阀门，所述第一阀门用于导通或阻断所述收集容器(21)和所述连通处；

所述处理子单元还包括第二阀门，所述第二阀门用于导通或阻断所述收集容器(21)和所述处理子单元。

7.根据权利要求1所述的冷凝液收集单元，其特征在于，还包括加压子单元(4)，所述加压子单元(4)与所述收集容器(21)连通，且能够向所述收集容器(21)内吹送第一气体，以压送冷凝液至所述处理子单元。

8.根据权利要求1-7任一项所述的冷凝液收集单元，其特征在于，还包括加热子单元(5)，所述加热子单元(5)与所述收集容器(21)连通，且能够向所述收集容器(21)内吹送第二气体，所述第二气体的温度不低于100℃。

9.一种制酸系统，包括气体产生装置、气体焚烧装置和如权利要求1-8任一项所述的冷凝液收集单元，所述气体产生装置通过所述冷凝液收集单元与所述气体焚烧装置连通。

10.根据权利要求9所述的制酸系统，其特征在于，所述气体焚烧装置包括炉体(61)和入炉支管(62)，所述入炉支管(62)的一端与所述炉体(61)相连，另一端与所述输出管道(12)相连。

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