CN115228107A - 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺 - Google Patents

一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN115228107A
CN115228107A CN202210956635.3A CN202210956635A CN115228107A CN 115228107 A CN115228107 A CN 115228107A CN 202210956635 A CN202210956635 A CN 202210956635A CN 115228107 A CN115228107 A CN 115228107A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sulfuric acid
pipeline
concentrated sulfuric
tank
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210956635.3A
Other languages
English (en)
Inventor
赵少华
张立超
王宏进
刘�东
陈可
程舒扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoyang Huanya Waste Acid Regeneration Technology Co ltd
Original Assignee
Liaoyang Huanya Waste Acid Regeneration Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoyang Huanya Waste Acid Regeneration Technology Co ltd filed Critical Liaoyang Huanya Waste Acid Regeneration Technology Co ltd
Priority to CN202210956635.3A priority Critical patent/CN115228107A/zh
Publication of CN115228107A publication Critical patent/CN115228107A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B01D3/148—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step in combination with at least one evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/0082—Regulation; Control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42—Regulation; Control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/485—Sulfur compounds containing only one sulfur compound other than sulfur oxides or hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/88—Concentration of sulfuric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/90—Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺涉及给废硫酸浓缩的系统和工艺。主要是为解决目前锅式硫酸浓缩工艺用手动操作参数不稳定的问题而发明的。稀硫酸预热器连接有稀废硫酸进入管道，稀硫酸预热器有管道连分馏塔和浓缩锅；分馏塔有管道连接水喷射泵，稀硫酸预热器有管道与浓硫酸冷却器连接，浓硫酸冷却器和取样器连接，取样器和浓硫酸中间储罐连接，浓硫酸中间储罐有管道连接浓硫酸泵，浓硫酸泵连接浓硫酸高位槽，浓硫酸高位槽有管道与稀硫酸预热器相连；气体管道与安全保护槽连接；水喷射泵有管道和废水循环槽连接；废水循环槽与废水循环泵连接，废水循环泵与循环水冷却器连接，循环水冷却器与水喷射泵相连，优点是连续进料出料参数稳定。

Description

一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺
技术领域：
本发明涉及化工及环保领域中，对多行业生产产生含水和少量杂质的废硫酸进行浓缩的系统和工艺。
背景技术：
目前最主要的无机化工原料硫酸在使用后，会产生大量的稀废硫酸，数量巨大的废硫酸作为危险废物，必须“减量化、资源化、再利用”，锅式硫酸浓缩装置也称锅塔式硫酸浓缩装置，因其工艺流程短，工艺简单，建设成本低，建设周期短，大量应用在火炸药、推进剂、医药、农药、染料、颜料、稀土、石化等行业产生的废硫酸处理上。原有锅式硫酸浓缩工艺采用手动操作，参数控制波动大，劳动强度大，现场操作环境差，安全性差，设备使用寿命短，资源和能源利用率低。随着环保和安全的需要，所以开发了安全的自动控制的锅式硫酸浓缩装置和工艺方法。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能将稀的废硫酸蒸馏、脱水浓缩、除去少量杂质，得到的浓硫酸可以资源化循环利用的能自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺。
所述系统的设备包括：分馏塔、浓缩锅、加热炉、浓硫酸冷却器、取样器、浓硫酸中间储罐、浓硫酸泵、浓硫酸高位槽、文丘里式的水喷射泵、废水循环槽、废水循环泵、循环水冷却器、安全保护槽、燃烧器、稀硫酸预热器、油水分离罐（处理含有机杂质废酸用）、尾气处理吸收塔、漏酸应急处理吸收塔；
稀硫酸预热器的管程入口连接有稀废硫酸进入管道，稀废硫酸进入管道上安装有第一流量计和第一调节阀，第一流量计和第一调节阀组成联锁A；稀硫酸预热器管程出口有管道连接分馏塔上部的稀废酸入口，稀硫酸预热器壳程通过管道与浓缩锅出口连接；分馏塔为复合材料填料塔，分馏塔下端与浓缩锅锅盖的塔口相连，浓缩锅和分馏塔上都有带传感器的温度计；浓缩锅顶部有带传感器的压力计；
分馏塔顶部连接有去文丘里式水喷射泵的气体管道，气体管道上有压力调节支管和压力表，压力调节支管上有压力调节阀，压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于控制浓缩锅内和分馏塔内的压力、压力差；
浓缩锅固定在加热炉中，加热炉有燃烧器，燃烧器上有阀门，加热炉上有温度计，燃烧器上的控制器控制燃烧器的阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成联锁C，浓缩锅和分馏塔上的带传感器的温度计用于控制热源强度，给定温度信号，通过带传感器的温度计（TIRA），联锁调节控制燃烧器的燃料加入量。
稀硫酸预热器壳程有管道与浓硫酸冷却器的壳程入口连接，浓硫酸冷却器的壳程出口和取样器连接，浓硫酸冷却器有环V型冷却水夹道，冷却水进水管插入环V型夹道中、两条冷却水出水管连接在环V型夹道外侧壁的两个螺纹口上；取样器有管道和浓硫酸中间储罐入口连接，该管道上有温度计；浓硫酸中间储罐有可实现联锁的第一远传型液位计，浓硫酸中间储罐出口有管道连接浓硫酸泵入口，浓硫酸泵出口有向外部储罐输送物料的管道，此管道上有第二调节阀，第二调节阀与浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计组成联锁D，通过浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计联锁控制液位；浓硫酸泵出口连接的向外部储罐输送物料的管道连有分支管道，分支管道另一端连接浓硫酸高位槽的上部入口，浓硫酸高位槽上有液位计、侧面有溢流口，溢流口有管道连接在浓硫酸中间储罐的上部管口，浓硫酸高位槽下部有出口管道与去稀硫酸预热器的稀废硫酸进入管道相连，出口管道上有第二流量计和自动调节的第三调节阀，第二流量计和第三调节阀组成联锁E；
从分馏塔顶到文丘里式水喷射泵之间连接的气体管道上设有热膨胀补偿器，热膨胀补偿器后方的气体管道上有支管与安全保护槽的气体入口相连接；文丘里式水喷射泵出口有管道和废水循环槽连接；废水循环槽有可实现连锁的第二远传型液位计，废水循环槽出口有管道与废水循环泵入口连接，废水循环泵的出口有管道与循环水冷却器的废水入口连接，循环水冷却器的废水出口有管道与文丘里式水喷射泵的工作液入口相连，该管道上安装有温度计和压力表，循环水冷却器上有冷却水进、出口，供与外界冷却水源连接；废水循环泵的出口管道连接有支管，此支管上有第四调节阀，第四调节阀与废水循环槽上的第二远传型液位计组成联锁F，通过废水循环槽的远传型液位计控制废水循环槽的液位，当废水中有有机物时，此支管连接油水分离罐，油水分离罐有管道分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部有管道连接尾气吸收塔，经尾气吸收塔吸收后的尾气经管道去排气筒，废液经管道去外部的废水处理系统。
加热炉和漏酸应急处理吸收塔通过管道连接，该管道上安装有温度计和硫氧化物探测器，漏酸应急处理吸收塔上设有通向排气筒的管道。
针对上述系统的硫酸浓缩工艺方法：初次启动时，将工艺水加入废水循环槽中，直至合理的液位停止。工艺水通过废水循环泵送至循环水冷却器，冷却后通过管道送至水喷射泵，用于制造约0～-7KPa负压，工艺水从水喷射泵下部出来后回到废水循环槽。油水分离罐内提前注入工艺水，尾气吸收塔和漏酸应急处理吸收塔内提前注入碱液。
在浓硫酸中间储罐中加入浓硫酸，浓硫酸中间储罐内的浓硫酸由浓硫酸泵送至浓硫酸高位槽内，再由浓硫酸高位槽通过液位压力差压送进入稀硫酸预热器管程，此处通过第二流量计和第三调节阀组成的联锁E自动调节浓硫酸流量在0.2～1m³/h，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，流入浓缩锅中，溢流进入稀硫酸预热器壳程，再溢流至浓硫酸冷却器硫酸侧，出来后先后进入取样器和浓硫酸中间储罐，连续循环。启动燃烧器，通过联锁C控制加热炉和浓缩锅的温升速度，对整个系统进行预热。
将浓缩锅加热，整个循环系统需要预热的硫酸逐渐预热至设定温度，浓缩锅内温度升至270~320℃后，硫酸蒸发后进入分馏塔向上传质传热；将外界稀废硫酸通过第一调节阀和第一流量计组成联锁A控制设计流量0.2～0.8m³/h后，自动调节流量，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，此时通过浓硫酸高位槽出口的调节阀和流量计自动调节浓硫酸流量归零。
燃烧器上的控制器控制阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成的联锁C，用于控制热源强度，通过温度和压力设定报警值，分馏塔顶温度范围约为105—180℃，浓缩锅内温度305~330℃，超过报警设定值后，自动关停燃烧器阀门停止进料；浓缩锅和分馏塔顶部附近都有压力计，分馏塔顶部连接的气体管道上的压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于自动调节浓缩锅内和分馏塔内压、压力差，系统压力范围为0～-8KPa。当系统压力升高至安全限值，分馏塔和水喷射泵之间的气体管道有支管连接安全保护槽，自动泄压，测压和泄压都带有冗余设计。
稀废硫酸在塔内浓缩过程中，在分馏塔内填料中与上来的热硫酸蒸汽传质传热，逐渐增浓，水份则变为蒸汽由塔顶的气体出口蒸出；含有机物质的，一部分氧化分解，一部分分馏到水蒸气中，被抽到水喷射泵中冷凝冷却至40～60℃，夹杂着不凝气体进入废水循环槽中，随着蒸出水的增加，废水循环槽上的第二液位计与第四调节阀组成联锁F，控制废水循环槽的液位。废水中有有机物时，开启连接油水分离罐的管道上的阀门，废水进入油水分离罐内沉降分离，分离后，分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部不凝气体从管道被抽到尾气处理吸收塔内，处理后进入排气筒和废液处理系统。
浓缩后的硫酸，质量分数浓度约为94～98%，热的硫酸经稀硫酸预热器壳程初步降温至200℃左右后，再溢流进入浓硫酸冷却器，冷却至约40℃，取样合格，出来后进入浓硫酸中间储罐，经浓硫酸泵，一部分作为产品通过调节阀送至外部产品储罐，调节阀和浓硫酸中间储罐的液位计组成的联锁D控制浓硫酸中间储罐液位，开停车时一部分硫酸送入带有液位计的浓硫酸高位槽，循环升降温使用。
冷凝液和被加热的工作液用废水循环泵送至循环水冷却器，酸水温度降至35～50℃，去水喷射泵作为工作液。
浓缩锅一旦有泄漏，进入加热炉中的硫酸会流去漏酸收集池。加热炉内因浓缩锅泄漏产生的硫酸烟，被温度或硫氧化物探测器识别，经过管道吸至漏酸应急处理系统的吸收塔，处理后的气体去排气筒。
以上调节回路，配以相关压力表、温度计、流量计、液位计、泵的电机及变频器，通过PLC或者DCS控制系统实现连续自动化生产。
联锁A中的控制器与阀门通过控制线连接，控制器与第一流量计通过控制线连接；
联锁B中的控制器与压力调节阀通过控制线连接，控制器与压力表通过控制线连接；
联锁C中的燃烧器上的控制器和和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计之间连接有控制线，燃烧器上的阀门和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计都通过控制线与控制器连接；
联锁D中的第二调节阀和第一远传型液位计都通过控制线与控制器连接；
联锁E中的第二流量计和第三调节阀都通过控制线与控制器连接；
联锁F中的第四调节阀和第二远传型液位计都通过控制线与控制器连接。
控制器组成PLC或者DCS控制系统。
本发明的优点是：用自动控制系统代替手动操作，各种流量、温度、压力、液位的报警连锁，以及泵的启停，连续进料出料参数稳定、产品质量好、劳动强度大大降低，劳动人员数量减少、改善了现场操作环境，大大提高环境安全性和生产安全性，设备使用寿命延长，生产效率提高，资源和能源利用率提高。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明中联锁A的结构框图；
图3是本发明中联锁B的结构框图；
图4是本发明中联锁D的结构框图；
图5是本发明中联锁E的结构框图；
图6是本发明中联锁F的结构框图。
具体实施方式：
下面结合图1-6对本发明做进一步说明；
所述系统的设备包括：分馏塔1、浓缩锅2、加热炉3、浓硫酸冷却器4、取样器5、浓硫酸中间储罐6、浓硫酸泵7、浓硫酸高位槽8、文丘里式的水喷射泵9、废水循环槽10、废水循环泵11、循环水冷却器12、安全保护槽13、燃烧器14、稀硫酸预热器15、油水分离罐16（处理含有机杂质废酸用）、尾气处理吸收塔17、漏酸应急处理吸收塔18；
稀硫酸预热器的管程入口连接有稀废硫酸进入管道19，稀废硫酸进入管道上安装有第一流量计20和第一调节阀21，第一流量计和第一调节阀组成联锁A；稀硫酸预热器管程出口有管道连接分馏塔上部的稀废酸入口，稀硫酸预热器壳程通过管道与浓缩锅出口连接；分馏塔为复合材料填料塔，分馏塔下端与浓缩锅锅盖的塔口相连，浓缩锅和分馏塔上都有带传感器的温度计22；浓缩锅顶部有带传感器的压力计；
分馏塔顶部连接有去文丘里式水喷射泵的气体管道23，气体管道上有压力调节支管24和压力表26，压力调节支管上有压力调节阀25，压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于控制浓缩锅内和分馏塔内的压力、压力差；
浓缩锅固定在加热炉中，加热炉有燃烧器，燃烧器上有阀门，加热炉上有温度计，燃烧器上的控制器控制燃烧器的阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成联锁C，浓缩锅和分馏塔上的带传感器的温度计用于控制热源强度，给定温度信号，通过带传感器的温度计（TIRA），联锁调节控制燃烧器的燃料加入量。
稀硫酸预热器壳程有管道与浓硫酸冷却器的壳程入口连接，浓硫酸冷却器的壳程出口和取样器连接，浓硫酸冷却器有环V型冷却水夹道，冷却水进水管插入环V型夹道中、两条冷却水出水管连接在环V型夹道外侧壁的两个螺纹口上；取样器有管道和浓硫酸中间储罐入口连接，该管道上有温度计；浓硫酸中间储罐有可实现联锁的第一远传型液位计27，浓硫酸中间储罐出口有管道连接浓硫酸泵入口，浓硫酸泵出口有向外部储罐输送物料的管道，此管道上有第二调节阀28，第二调节阀与浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计组成联锁D，通过浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计联锁控制液位；浓硫酸泵出口连接的向外部储罐输送物料的管道连有分支管道，分支管道另一端连接浓硫酸高位槽的上部入口，浓硫酸高位槽上有液位计、侧面有溢流口，溢流口有管道连接在浓硫酸中间储罐的上部管口，浓硫酸高位槽下部有出口管道与去稀硫酸预热器的稀废硫酸进入管道相连，出口管道上有第二流量计29和自动调节的第三调节阀30，第二流量计和第三调节阀组成联锁E；
从分馏塔顶到文丘里式水喷射泵之间连接的气体管道上设有热膨胀补偿器31，热膨胀补偿器后方的气体管道上有支管与安全保护槽的气体入口相连接；文丘里式水喷射泵出口有管道和废水循环槽连接；废水循环槽有可实现连锁的第二远传型液位计32，废水循环槽出口有管道与废水循环泵入口连接，废水循环泵的出口有管道与循环水冷却器的废水入口连接，循环水冷却器的废水出口有管道与文丘里式水喷射泵的工作液入口相连，该管道上安装有温度计和压力表，循环水冷却器上有冷却水进、出口，供与外界冷却水源连接；废水循环泵的出口管道连接有支管，此支管上有第四调节阀33，第四调节阀与废水循环槽上的第二远传型液位计组成联锁F，通过废水循环槽的远传型液位计控制废水循环槽的液位，当废水中有有机物时，此支管连接油水分离罐，油水分离罐有管道分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部有管道连接尾气吸收塔，经尾气吸收塔吸收后的尾气经管道去排气筒，废液经管道去外部的废水处理系统。
加热炉和漏酸应急处理吸收塔通过管道连接，该管道上安装有温度计和硫氧化物探测器34，漏酸应急处理吸收塔上设有通向排气筒的管道。
针对上述系统的硫酸浓缩工艺方法：初次启动时，将工艺水加入废水循环槽中，直至合理的液位停止。工艺水通过废水循环泵送至循环水冷却器，冷却后通过管道送至水喷射泵，用于制造约0～-7KPa负压，工艺水从水喷射泵下部出来后回到废水循环槽。油水分离罐内提前注入工艺水，尾气吸收塔和漏酸应急处理吸收塔内提前注入碱液。
在浓硫酸中间储罐中加入浓硫酸，浓硫酸中间储罐内的浓硫酸由浓硫酸泵送至浓硫酸高位槽内，再由浓硫酸高位槽通过液位压力差压送进入稀硫酸预热器管程，此处通过第二流量计和第三调节阀组成的联锁E自动调节浓硫酸流量在0.2～1m³/h，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，流入浓缩锅中，溢流进入稀硫酸预热器壳程，再溢流至浓硫酸冷却器硫酸侧，出来后先后进入取样器和浓硫酸中间储罐，连续循环。启动燃烧器，通过联锁C控制加热炉和浓缩锅的温升速度，对整个系统进行预热。
将浓缩锅加热，整个循环系统需要预热的硫酸逐渐预热至设定温度，浓缩锅内温度升至270~320℃后，硫酸蒸发后进入分馏塔向上传质传热；将外界稀废硫酸通过第一调节阀和第一流量计组成联锁A控制设计流量0.2～0.8m³/h后，自动调节流量，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，此时通过浓硫酸高位槽出口的调节阀和流量计自动调节浓硫酸流量归零。
燃烧器上的控制器控制阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成的联锁C，用于控制热源强度，通过温度和压力设定报警值，分馏塔顶温度范围约为105—180℃，浓缩锅内温度305~330℃，超过报警设定值后，自动关停燃烧器阀门停止进料；浓缩锅和分馏塔顶部附近都有压力计，分馏塔顶部连接的气体管道上的压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于自动调节浓缩锅内和分馏塔内压、压力差，系统压力范围为0～-8KPa。当系统压力升高至安全限值，分馏塔和水喷射泵之间的气体管道有支管连接安全保护槽，自动泄压，测压和泄压都带有冗余设计。
稀废硫酸在塔内浓缩过程中，在分馏塔内填料中与上来的热硫酸蒸汽传质传热，逐渐增浓，水份则变为蒸汽由塔顶的气体出口蒸出；含有机物质的，一部分氧化分解，一部分分馏到水蒸气中，被抽到水喷射泵中冷凝冷却至40～60℃，夹杂着不凝气体进入废水循环槽中，随着蒸出水的增加，废水循环槽上的第二液位计与第四调节阀组成联锁F，控制废水循环槽的液位。废水中有有机物时，开启连接油水分离罐的管道上的阀门，废水进入油水分离罐内沉降分离，分离后，分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部不凝气体从管道被抽到尾气处理吸收塔内，处理后进入排气筒和废液处理系统。
浓缩后的硫酸，质量分数浓度约为94～98%，热的硫酸经稀硫酸预热器壳程初步降温至200℃左右后，再溢流进入浓硫酸冷却器，冷却至约40℃，取样合格，出来后进入浓硫酸中间储罐，经浓硫酸泵，一部分作为产品通过调节阀送至外部产品储罐，调节阀和浓硫酸中间储罐的液位计组成的联锁D控制浓硫酸中间储罐液位，开停车时一部分硫酸送入带有液位计的浓硫酸高位槽，循环升降温使用。
冷凝液和被加热的工作液用废水循环泵送至循环水冷却器，酸水温度降至35～50℃，去水喷射泵作为工作液。
浓缩锅一旦有泄漏，进入加热炉中的硫酸会流去漏酸收集池。加热炉内因浓缩锅泄漏产生的硫酸烟，被温度或硫氧化物探测器识别，经过管道吸至漏酸应急处理系统的吸收塔，处理后的气体去排气筒。
以上调节回路，配以相关压力表、温度计、流量计、液位计、泵的电机及变频器，通过PLC或者DCS控制系统实现连续自动化生产。
联锁A中的控制器与阀门通过控制线连接，控制器与第一流量计通过控制线连接；
联锁B中的控制器与压力调节阀通过控制线连接，控制器与压力表通过控制线连接；
联锁C中的燃烧器上的控制器和和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计之间连接有控制线，燃烧器上的阀门和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计都通过控制线与控制器连接；
联锁D中的第二调节阀和第一远传型液位计都通过控制线与控制器连接；
联锁E中的第二流量计和第三调节阀都通过控制线与控制器连接；
联锁F中的第四调节阀和第二远传型液位计都通过控制线与控制器连接。
控制器组成PLC或者DCS控制系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺，其特征是：所述系统的设备包括：分馏塔（1）、浓缩锅（2）、加热炉（3）、浓硫酸冷却器（4）、取样器（5）、浓硫酸中间储罐（6）、浓硫酸泵（7）、浓硫酸高位槽（8）、文丘里式的水喷射泵（9）、废水循环槽（10）、废水循环泵（11）、循环水冷却器（12）、安全保护槽（13）、燃烧器（14）、稀硫酸预热器（15）、油水分离罐（16）、尾气处理吸收塔（17）、漏酸应急处理吸收塔（18）；
稀硫酸预热器的管程入口连接有稀废硫酸进入管道（19），稀废硫酸进入管道上安装有第一流量计（20）和第一调节阀（21），第一流量计和第一调节阀组成联锁A；稀硫酸预热器管程出口有管道连接分馏塔上部的稀废酸入口，稀硫酸预热器壳程通过管道与浓缩锅出口连接；分馏塔下端与浓缩锅锅盖的塔口相连，浓缩锅和分馏塔上都有带传感器的温度计（22）；浓缩锅顶部有带传感器的压力计；
分馏塔顶部连接有去文丘里式水喷射泵的气体管道（23），气体管道上有压力调节支管（24）和压力表（26），压力调节支管上有压力调节阀（25），压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于控制浓缩锅内和分馏塔内的压力、压力差；
浓缩锅固定在加热炉中，加热炉有燃烧器，燃烧器上有阀门，加热炉上有温度计，燃烧器上的控制器控制燃烧器的阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成联锁C，浓缩锅和分馏塔上的带传感器的温度计用于控制热源强度，给定温度信号，通过带传感器的温度计，联锁调节控制燃烧器的燃料加入量；
稀硫酸预热器壳程有管道与浓硫酸冷却器的壳程入口连接，浓硫酸冷却器的壳程出口和取样器连接，浓硫酸冷却器有环V型冷却水夹道，冷却水进水管插入环V型夹道中、两条冷却水出水管连接在环V型夹道外侧壁的两个螺纹口上；取样器有管道和浓硫酸中间储罐入口连接，该管道上有温度计；浓硫酸中间储罐有可实现联锁的第一远传型液位计（27），浓硫酸中间储罐出口有管道连接浓硫酸泵入口，浓硫酸泵出口有向外部储罐输送物料的管道，此管道上有第二调节阀（28），第二调节阀与浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计组成联锁D，通过浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计联锁控制液位；浓硫酸泵出口连接的向外部储罐输送物料的管道连有分支管道，分支管道另一端连接浓硫酸高位槽的上部入口，浓硫酸高位槽上有液位计、侧面有溢流口，溢流口有管道连接在浓硫酸中间储罐的上部管口，浓硫酸高位槽下部有出口管道与去稀硫酸预热器的稀废硫酸进入管道相连，出口管道上有第二流量计（29）和自动调节的第三调节阀（30），第二流量计和第三调节阀组成联锁E；
从分馏塔顶到文丘里式水喷射泵之间连接的气体管道上设有热膨胀补偿器（31），热膨胀补偿器后方的气体管道上有支管与安全保护槽的气体入口相连接；文丘里式水喷射泵出口有管道和废水循环槽连接；废水循环槽有可实现连锁的第二远传型液位计（32），废水循环槽出口有管道与废水循环泵入口连接，废水循环泵的出口有管道与循环水冷却器的废水入口连接，循环水冷却器的废水出口有管道与文丘里式水喷射泵的工作液入口相连，该管道上安装有温度计和压力表，循环水冷却器上有冷却水进、出口，供与外界冷却水源连接；废水循环泵的出口管道连接有支管，此支管上有第四调节阀（33），第四调节阀与废水循环槽上的第二远传型液位计组成联锁F，通过废水循环槽的远传型液位计控制废水循环槽的液位。
2.按照权利要求1所述的自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺，其特征是：废水循环泵的出口管道连接的支管另一端连接油水分离罐，油水分离罐有管道分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部有管道连接尾气吸收塔，经尾气吸收塔吸收后的尾气经管道去排气筒，废液经管道去外部的废水处理系统；
加热炉和漏酸应急处理吸收塔通过管道连接，该管道上安装有温度计和硫氧化物探测器（34），漏酸应急处理吸收塔上设有通向排气筒的管道；联锁A中的控制器与阀门通过控制线连接，控制器与第一流量计通过控制线连接；
联锁B中的控制器与压力调节阀通过控制线连接，控制器与压力表通过控制线连接；
联锁C中的燃烧器上的控制器和和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计之间连接有控制线，燃烧器上的阀门和浓缩锅上的带传感器的温度计、分馏塔上的带传感器的温度计都通过控制线与控制器连接；
联锁D中的第二调节阀和第一远传型液位计都通过控制线与控制器连接；
联锁E中的第二流量计和第三调节阀都通过控制线与控制器连接；
联锁F中的第四调节阀和第二远传型液位计都通过控制线与控制器连接。
3.按照权利要求1或2所述的自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺，其特征是：初次启动时，将工艺水加入废水循环槽中，直至合理的液位停止；工艺水通过废水循环泵送至循环水冷却器，冷却后通过管道送至水喷射泵，用于制造约0～-7KPa负压，工艺水从水喷射泵下部出来后回到废水循环槽；油水分离罐内提前注入工艺水，尾气吸收塔和漏酸应急处理吸收塔内提前注入碱液；
在浓硫酸中间储罐中加入浓硫酸，浓硫酸中间储罐内的浓硫酸由浓硫酸泵送至浓硫酸高位槽内，再由浓硫酸高位槽通过液位压力差压送进入稀硫酸预热器管程，此处通过第二流量计和第三调节阀组成的联锁E自动调节浓硫酸流量在0.2～1m³/h，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，流入浓缩锅中，溢流进入稀硫酸预热器壳程，再溢流至浓硫酸冷却器硫酸侧，出来后先后进入取样器和浓硫酸中间储罐，连续循环；启动燃烧器，通过联锁C控制加热炉和浓缩锅的温升速度，对整个系统进行预热；
将浓缩锅加热，整个循环系统需要预热的硫酸逐渐预热至设定温度，浓缩锅内温度升至270~320℃后，硫酸蒸发后进入分馏塔向上传质传热；将外界稀废硫酸通过第一调节阀和第一流量计组成联锁A控制设计流量0.2～0.8m³/h后，自动调节流量，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，此时通过浓硫酸高位槽出口的调节阀和流量计自动调节浓硫酸流量归零；
燃烧器上的控制器控制阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成的联锁C，用于控制热源强度，通过温度和压力设定报警值，分馏塔顶温度范围约为105—180℃，浓缩锅内温度305~330℃，超过报警设定值后，自动关停燃烧器阀门停止进料；浓缩锅和分馏塔顶部附近都有压力计，分馏塔顶部连接的气体管道上的压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于自动调节浓缩锅内和分馏塔内压、压力差，系统压力范围为0～-8KPa；当系统压力升高至安全限值，分馏塔和水喷射泵之间的气体管道有支管连接安全保护槽，自动泄压，测压和泄压都带有冗余设计；
稀废硫酸在塔内浓缩过程中，在分馏塔内填料中与上来的热硫酸蒸汽传质传热，逐渐增浓，水份则变为蒸汽由塔顶的气体出口蒸出；含有机物质的，一部分氧化分解，一部分分馏到水蒸气中，被抽到水喷射泵中冷凝冷却至40～60℃，夹杂着不凝气体进入废水循环槽中，随着蒸出水的增加，废水循环槽上的第二液位计与第四调节阀组成联锁F，控制废水循环槽的液位；废水中有有机物时，开启连接油水分离罐的管道上的阀门，废水进入油水分离罐内沉降分离，分离后，分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部不凝气体从管道被抽到尾气处理吸收塔内，处理后进入排气筒和废液处理系统；
浓缩后的硫酸，质量分数浓度约为94～98%，热的硫酸经稀硫酸预热器壳程初步降温至200℃左右后，再溢流进入浓硫酸冷却器，冷却至约40℃，取样合格，出来后进入浓硫酸中间储罐，经浓硫酸泵，一部分作为产品通过调节阀送至外部产品储罐，调节阀和浓硫酸中间储罐的液位计组成的联锁D控制浓硫酸中间储罐液位，开停车时一部分硫酸送入带有液位计的浓硫酸高位槽，循环升降温使用；
冷凝液和被加热的工作液用废水循环泵送至循环水冷却器，酸水温度降至35～50℃，去水喷射泵作为工作液；
浓缩锅一旦有泄漏，进入加热炉中的硫酸会流去漏酸收集池；加热炉内因浓缩锅泄漏产生的硫酸烟，被温度或硫氧化物探测器识别，经过管道吸至漏酸应急处理系统的吸收塔，处理后的气体去排气筒。
CN202210956635.3A 2022-08-10 2022-08-10 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺 Pending CN115228107A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210956635.3A CN115228107A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210956635.3A CN115228107A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115228107A true CN115228107A (zh) 2022-10-25

Family

ID=83678604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210956635.3A Pending CN115228107A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115228107A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1339968C (en) * 1989-08-24 1998-07-28 Cecebe Technologies Inc. Method and apparatus for sulfuric acid concentration
CN103373711A (zh) * 2012-04-15 2013-10-30 辽阳庆阳化工设备有限公司 从生产分散红60＃染料所产生的废硫酸中回收硫酸的装置和方法
CN206447574U (zh) * 2017-01-24 2017-08-29 济宁阳光化学有限公司 一种锅式硫酸浓缩加热炉
CN207838347U (zh) * 2018-01-06 2018-09-11 辽阳环亚废酸再生科技有限公司 一种锅式硫酸浓缩设备中的正负压超压泄压装置
CN109052336A (zh) * 2018-09-17 2018-12-21 杭州东日节能技术有限公司 一种氯甲烷干燥副产稀硫酸净化浓缩装置及工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1339968C (en) * 1989-08-24 1998-07-28 Cecebe Technologies Inc. Method and apparatus for sulfuric acid concentration
CN103373711A (zh) * 2012-04-15 2013-10-30 辽阳庆阳化工设备有限公司 从生产分散红60＃染料所产生的废硫酸中回收硫酸的装置和方法
CN206447574U (zh) * 2017-01-24 2017-08-29 济宁阳光化学有限公司 一种锅式硫酸浓缩加热炉
CN207838347U (zh) * 2018-01-06 2018-09-11 辽阳环亚废酸再生科技有限公司 一种锅式硫酸浓缩设备中的正负压超压泄压装置
CN109052336A (zh) * 2018-09-17 2018-12-21 杭州东日节能技术有限公司 一种氯甲烷干燥副产稀硫酸净化浓缩装置及工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张兰勇等: "《自动化专业导论》", vol. 2, 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社, pages: 14 - 18 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102767692B (zh) 液氯气化系统
CN105461141B (zh) 一种多功能节能型废水连续蒸发结晶设备
CN101767806A (zh) 一种一水硬铝石型铝土矿的大型管道加停留罐的溶出工艺
CN102746883B (zh) 一种石油常减压蒸馏工艺
CN115228107A (zh) 一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺
FR2563898A1 (fr) Concentrateur de saumure et centrale electrique a turbine a vapeur utilisant un tel concentrateur
CN207347506U (zh) 一种用导热油回收荒煤气余热并进行蒸氨的系统
CN107312626B (zh) 一种用皂脚生产酸化油的装置
US3471373A (en) Automatic control system for vapor compression distilling unit
CN106439784B (zh) 一种全自动除氧器排汽热能回收利用方法及其系统
CN105484716B (zh) 油田采出液热能回收装置及方法
CN205933754U (zh) 焦油脱水工艺系统结构
CN106479524B (zh) 一种干熄焦锅炉排污水再利用装置及工艺
CN205115337U (zh) 一种低耗能由甲醇制备气雾剂二甲醚的装置
CN106247315A (zh) 一种蒸汽冷凝液回收装置
CN111689541A (zh) 硝基酚钠盐废水安全浓缩工艺及浓缩系统
CN206328341U (zh) 一种含延迟焦化装置的炼油厂浮渣处理系统
CN208911482U (zh) 一种酒精蒸馏废液二次蒸汽潜热回收装置
CN104697357A (zh) 一种智能真空吸收微压蒸汽热能深度回收利用系统
CN208124269U (zh) 一种利用除氧排汽加热原水的能源回收装置
CN217780953U (zh) 一种焦化蒸氨循环废水的负压蒸氨系统
CN213873884U (zh) 苯酐切换冷凝器闭式水汽切换系统
CN219848217U (zh) 一种稀硫酸连续净化处理装置
CN217838420U (zh) 高盐废水处理的三效蒸发系统
CN211035761U (zh) 一种偏苯三酸酐精馏冷凝系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination