CN205699515U - 一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,属于稀硫酸浓缩领域。本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,包括三效负压蒸发装置和高真空低温蒸发装置,所述的三效负压蒸发装置与高真空低温蒸发装置相连,稀硫酸废液经过三效负压蒸发装置初步提浓后进入高真空低温蒸发装置中进一步提浓到指定浓度。本实用新型采用三效负压蒸发与高真空低温蒸发相结合的方式,先通过三效负压蒸发将稀硫酸浓度提升到60%,再通过高真空低温蒸发将硫酸浓度从60%提升到75%,解决了普通多效蒸发模式无法实现处理量大、提浓浓度高的硫酸废液的处理问题,具节能降耗,蒸汽耗量低、冷却水循环量低等优点。

Description

一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置
技术领域
本实用新型涉及一种稀硫酸浓缩装置,更具体地说,涉及一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置。
背景技术
某企业生产中产生大量废硫酸,废硫酸产生量100吨/天,澄清,黄色,浓度为25%~30%,可能含0.3%苯乙酮、0.2%对、邻硝基苯乙酮、0.2%硝酸等杂质;要求浓缩到硫酸含量70%~75%。根据项目技术参数及要求,经测算装置的处理能力需达到5吨/小时;蒸发总水量需达到3.3吨/小时。
因为稀硫酸在浓缩过程中沸点提升很高,硫酸含量25%的原液沸点为105℃;成品酸硫酸含量75%的沸点高达190℃,因此采用普通的多效蒸发模式无法完成浓缩任务。
发明内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,采用三效负压蒸发与高真空低温蒸发相结合的方式,先通过三效负压蒸发将稀硫酸浓度提升到60%,再通过高真空低温蒸发将硫酸浓度从60%提升到75%,解决了普通多效蒸发模式无法实现处理量大、提浓浓度高的硫酸废液的处理问题,具节能降耗,蒸汽耗量低、冷却水循环量低等优点。
2.技术方案
为达到上述目的,本实用新型提供的技术方案为:
本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,包括三效负压蒸发装置和高真空低温蒸发装置,所述的三效负压蒸发装置与高真空低温蒸发装置相连,稀硫酸废液经过三效负压蒸发装置初步提浓后进入高真空低温蒸发装置中进一步提浓到指定浓度。
更进一步地,所述的三效负压蒸发装置包括预热单元、三效蒸发单元和冷凝单元,其中,
所述的预热单元包括一级预热器、二级预热器、三级预热器和四级预热器,所述的一级预热器通过进料泵与原液池相连,所述的一级预热器、二级预热器、三级预热器和四级预热器依次相连,稀硫酸废液依次经过一级预热器、二级预热器、三级预热器和四级预热器预热后进入三效蒸发单元内;
所述的三效蒸发单元包括一效分离器、二效分离器、三效分离器、一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器,所述的一效分离器通过一效循环泵与一效蒸发器形成一效蒸发浓缩循环, 所述的二效分离器通过二效循环泵与二效蒸发器形成二效蒸发浓缩循环,所述的三效分离器通过三效循环泵与三效蒸发器形成三效蒸发浓缩循环,所述的一效分离器的浓缩液出口与二效分离器的进液口相连,所述的二效分离器的浓缩液出口与三效分离器的进液口相连,所述的三效分离器的浓缩液出口通过中间出料泵连接至高真空低温蒸发装置中;所述的一效分离器与一效蒸发器之间还设有一效中间加热器,来自锅炉的生蒸汽分别进入一效蒸发器和一效中间加热器的壳程,并经过四级预热器的壳程后回用,一效分离器产生的蒸汽分别进入二效蒸发器和三级预热器的壳程,并经过三效蒸发器的壳程后进入一级污冷凝液罐,二效分离器产生的蒸汽分别进入三效蒸发器和二级预热器的壳程,并经过三效蒸发器的壳程后进入一级污冷凝液罐,一级污冷凝液罐的气体出口连接至三效蒸发器的壳程,一级污冷凝液罐内的污冷凝液通过一级污冷凝液泵进入一级预热器的壳程后进行回收处理;
所述的冷凝单元包括一级冷却塔、一级冷凝器、一级不凝气体冷凝器、二级污冷凝液冷却器、二级污冷凝液罐、一级气液分离罐和一级真空泵,所述的一级冷却塔通过一级冷却泵分别与一级冷凝器和二级污冷凝液冷却器形成冷却水循环,所述的三效分离器产生的蒸汽经过一级冷凝器冷凝,冷凝液进入二级污冷凝液罐),不凝气进入一级不凝气体冷凝器,一级不凝气体冷凝器的出液口连接至二级污冷凝液罐,二级污冷凝液罐内的污冷凝液通过二级污冷凝液泵进入二级污冷凝液冷却器冷却后,部分进入一级不凝气体冷凝器对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理;一级不凝气体冷凝器的气体出口通过一级气液分离罐连接至一级真空泵。
更进一步地,所述的高真空低温蒸发装置包括蒸发单元、冷凝单元和真空单元,其中,
所述的蒸发浓缩单元包括五级预热器、四效分离器、四效蒸发器和浓硫酸冷却器,来自三效负压蒸发装置浓缩的硫酸经过五级预热器预热后进入四效分离器内,四效分离器通过四效循环泵与四效蒸发器形成四效蒸发浓缩循环,四效分离器的浓缩液出口依次经过出料泵和浓硫酸冷却器后连接至成品酸储罐;所述的四效分离器与四效蒸发器之间还设有四效中间加热器,来自锅炉的生蒸汽分别进入四效蒸发器和四效中间加热器的壳程,并经过五级预热器的壳程后回用,四效分离器产生的蒸汽进入蒸汽饱和器内;
所述的冷凝单元包括二级冷却塔、二级冷凝器、二级不凝气体冷凝器、三级污冷凝液冷却器、四级污冷凝液冷却器、三级污冷凝液罐和四级污冷凝液罐,所述的二级冷却塔通过二级冷却泵分别与二级冷凝器、三级污冷凝液冷却器和四级污冷凝液冷却器的壳程形成冷却水循环,所述的蒸汽饱和器产生的蒸汽经过二级冷凝器冷凝后进入四级污冷凝液罐,二级冷凝器的不凝气出口连接至二级不凝气体冷凝器,二级不凝气体冷凝器的出液口连接至四级污冷凝液罐,四级污冷凝液罐内的一部分冷凝液通过五级污冷凝液泵进入四级污冷凝液冷却器冷凝后部分进入二级不凝气体冷凝器对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理,四级污冷凝液 罐内的另一部分冷凝液通过四级污冷凝液泵进入三级污冷凝液冷却器冷凝后进入蒸汽饱和器内对蒸汽进行喷淋;蒸汽饱和器的出液口连接至三级污冷凝液罐,三级污冷凝液罐的气体出口连接至二级冷凝器,三级污冷凝液罐内的污冷凝液通过三级污冷凝液泵回收处理;
所述的真空单元包括二级气液分离罐和二级真空泵组,所述的二级不凝气体冷凝器的气体出口通过二级气液分离罐连接至二级真空泵组。
更进一步地,所述的一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器和四效蒸发器均为石墨降膜蒸发器。
更进一步地,所述的一效分离器、二效分离器、三效分离器和四效分离器均采用钢衬四氟分离器,且均具有独立的进液口和观察孔,用于观察和控制进料流量。
更进一步地,所述的一级冷凝器和二级冷凝器均采用列管式冷凝器。
更进一步地,所述的一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器、一效中间加热器和四效中间加热器均采用石墨加热器;所述的浓硫酸冷却器采用石墨冷却器。
更进一步地,所述的一级污冷凝液泵、二级污冷凝液泵、三级污冷凝液泵、四级污冷凝液泵和五级污冷凝液泵均采用F46氟塑料化工离心泵。
更进一步地,所述的一效循环泵、二效循环泵、三效循环泵、四效循环泵、进料泵、中间出料泵和出料泵均采用夹板式氟合金离心泵。
更进一步地,所述的一级真空泵采用不锈钢水环式真空泵,所述的二级真空泵组采用单级罗茨水环真空机组。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下有益效果:
(1)本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其根据不同浓度的硫酸特性及规律,采用蒸汽间接加热、负压三效蒸发浓缩与高真空低温蒸发相结合的方式,先通过三效负压蒸发将稀硫酸浓度提升到60%,再通过高真空低温蒸发将硫酸浓度从60%提升到75%,达到生产需要的浓度,具节能降耗,蒸汽耗量低、冷却水循环量低等优点,解决了普通多效蒸发模式无法实现处理量大、提浓浓度高的硫酸废液的处理问题;
(2)本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其蒸发器采用石墨降膜蒸发器,硫酸废液在每根管内成膜状蒸发,加热时间非常短,特别对热敏性物料的蒸发浓缩非常有利,在整个蒸发浓缩过程中没有形成太大冲击,避免了泡沫的形成;
(3)本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其分离器均采用钢衬四氟分离器,且均具有独立的进液口和观察孔,用于观察和控制进料流量,分离器采用钢衬四氟分离器,对于酸类介质具有工作性能可靠、使用寿命长、操作维护简便等优点;
(4)本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其污冷凝液泵均采用F46氟塑料化工离心泵,可在负压状态下连续工作,保证装置稳定运转和具有较长的使用寿命;循环泵、进料泵和出料泵均采用夹板式氟合金离心泵,在负压状态下,能使高浓度物料或结晶物料连续出料工作;
(5)本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其一级真空泵采用不锈钢水环式真空泵,二级真空泵组采用单级罗茨水环真空机组,保证真空度的稳定及设备基本无检修。
附图说明
图1为本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置中的三效负压蒸发装置的系统原理图;
图2为本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置中的高真空低温蒸发装置的系统原理图。
示意图中的标号说明:
E201、一效蒸发器;E202、二效蒸发器;E203、三效蒸发器;E204、一级冷凝器;E205、一级不凝气体冷凝器;E206、二级污冷凝液冷却器;E207、一级预热器;E208、二级预热器;E209、三级预热器;E210、四级预热器;E211、一效中间加热器;E212、四效中间加热器;E213、四效蒸发器;E214、蒸汽饱和器;E215、二级冷凝器;E216、二级不凝气体冷凝器;E217、四级污冷凝液冷却器;E218、三级污冷凝液冷却器;E219、浓硫酸冷却器;E220、五级预热器;
S201、一效分离器;S202、二效分离器;S203、三效分离器;S204、四效分离器;
V201、一级污冷凝液罐;V202、二级污冷凝液罐;V203、一级气液分离罐;V204、三级污冷凝液罐;V205、四级污冷凝液罐;V206、二级气液分离罐;
P201、一效循环泵;P202、二效循环泵;P203、进料泵;P204、一级污冷凝液泵;P205、三效循环泵;P206、中间出料泵;P207、二级污冷凝液泵;P208、一级真空泵;P209、四效循环泵;P210、出料泵;P211、三级污冷凝液泵;P212、四级污冷凝液泵;P213、五级污冷凝液泵;P214、二级真空泵组;P215、二级冷却泵;P216、一级冷却泵;
C201、二级冷却塔;C202、一级冷却塔。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容,结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例
结合图1和图2所示,本实施例的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,包括三效负 压蒸发装置和高真空低温蒸发装置,三效负压蒸发装置与高真空低温蒸发装置相连,稀硫酸废液经过三效负压蒸发装置初步提浓后进入高真空低温蒸发装置中进一步提浓到指定浓度。
一般而言,负压三效蒸发就是在各效分离器内留出一个足够的空间进行气液分离,蒸汽自分离器顶部直接进入下一效蒸发器,因分离器出气管道的横截面积比一般蒸汽管道要大2倍以上,通入下一级蒸发器无折转,距离近,大大降低蒸汽阻力,增加流量,提高加热效率;且因气液分离是在分离器内完成,减少了引出蒸汽的热量损失。一效蒸发器的加热蒸汽冷凝水通过疏水阀通入热水预热器,冷凝水从热水预热器排出,避免了蒸汽损失,也解决了疏水器的噪声和污染。利用每一效蒸发器冷凝液的热量,对稀硫酸原液进行多次预热。三效蒸发流程是由三组蒸发器、分离器组合后的蒸发操作过程,三效蒸发时要求后一效的操作压强和溶液的沸点均较前一效低,引入前一效的二次蒸汽作为后一效的加热介质,即后一效的蒸发器成为前一效二次蒸汽的冷凝器,仅第一效需要消耗生蒸汽;末效蒸发在真空下操作,降低了溶液的沸点。由于前一效的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽,故提高了生蒸汽的利用率,即经济性。
具体地,如图1所示,本实施例中的三效负压蒸发装置包括预热单元、三效蒸发单元和冷凝单元,其中,预热单元包括一级预热器E207、二级预热器E208、三级预热器E209和四级预热器E210,一级预热器E207通过进料泵P203与原液池相连,一级预热器E207、二级预热器E208、三级预热器E209和四级预热器E210依次相连,稀硫酸废液依次经过一级预热器E207、二级预热器E208、三级预热器E209和四级预热器E210预热后进入三效蒸发单元内;三效蒸发单元包括一效分离器S201、二效分离器S202、三效分离器S203、一效蒸发器E201、二效蒸发器E202和三效蒸发器E203,一效分离器S201通过一效循环泵P201与一效蒸发器E201形成一效蒸发浓缩循环,二效分离器S202通过二效循环泵P202与二效蒸发器E202形成二效蒸发浓缩循环,三效分离器S203通过三效循环泵P205与三效蒸发器E203形成三效蒸发浓缩循环,一效分离器S201的浓缩液出口与二效分离器S202的进液口相连,二效分离器S202的浓缩液出口与三效分离器S203的进液口相连,三效分离器S203的浓缩液出口通过中间出料泵P206连接至高真空低温蒸发装置中;一效分离器S201与一效蒸发器E201之间还设有一效中间加热器E211,来自锅炉的生蒸汽分别进入一效蒸发器E201和一效中间加热器E211的壳程,并经过四级预热器E210的壳程后回用,一效分离器S201产生的蒸汽分别进入二效蒸发器E202和三级预热器E209的壳程,并经过三效蒸发器E203的壳程后进入一级污冷凝液罐V201,二效分离器S202产生的蒸汽分别进入三效蒸发器E203和二级预热器E208的壳程,并经过三效蒸发器E203的壳程后进入一级污冷凝液罐V201,一级污冷凝液罐V201的气体出口连接至三效蒸发器E203的壳程,一级污冷凝液罐V201内的污冷 凝液通过一级污冷凝液泵P204进入一级预热器E207的壳程后进行回收处理;冷凝单元包括一级冷却塔C202、一级冷凝器E204、一级不凝气体冷凝器E205、二级污冷凝液冷却器E206、二级污冷凝液罐V202、一级气液分离罐V203和一级真空泵P208,一级冷却塔C202通过一级冷却泵P216分别与一级冷凝器E204和二级污冷凝液冷却器E206形成冷却水循环,三效分离器S203产生的蒸汽经过一级冷凝器E204冷凝,冷凝液进入二级污冷凝液罐V202,不凝气进入一级不凝气体冷凝器E205,一级不凝气体冷凝器E205的出液口连接至二级污冷凝液罐V202,二级污冷凝液罐V202内的污冷凝液通过二级污冷凝液泵P207进入二级污冷凝液冷却器E206冷却后,部分进入一级不凝气体冷凝器E205对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理;一级不凝气体冷凝器E205的气体出口通过一级气液分离罐V203连接至一级真空泵P208。
如图2所示,本实施例中的高真空低温蒸发装置包括蒸发单元、冷凝单元和真空单元,其中,蒸发浓缩单元包括五级预热器E220、四效分离器S204、四效蒸发器E213和浓硫酸冷却器E219,来自三效负压蒸发装置浓缩的硫酸经过五级预热器E220预热后进入四效分离器S204内,四效分离器S204通过四效循环泵P209与四效蒸发器E213形成四效蒸发浓缩循环,四效分离器S204的浓缩液出口依次经过出料泵P210和浓硫酸冷却器E219后连接至成品酸储罐;四效分离器S204与四效蒸发器E213之间还设有四效中间加热器E212,来自锅炉的生蒸汽分别进入四效蒸发器E213和四效中间加热器E212的壳程,并经过五级预热器E220的壳程后回用,四效分离器S204产生的蒸汽进入蒸汽饱和器E214内;冷凝单元包括二级冷却塔C201、二级冷凝器E215、二级不凝气体冷凝器E216、三级污冷凝液冷却器E218、四级污冷凝液冷却器E217、三级污冷凝液罐V204和四级污冷凝液罐V205,二级冷却塔C201通过二级冷却泵P215分别与二级冷凝器E215、三级污冷凝液冷却器E218和四级污冷凝液冷却器E217的壳程形成冷却水循环,蒸汽饱和器E214产生的蒸汽经过二级冷凝器E215冷凝后进入四级污冷凝液罐V205,二级冷凝器E215的不凝气出口连接至二级不凝气体冷凝器E216,二级不凝气体冷凝器E216的出液口连接至四级污冷凝液罐V205,四级污冷凝液罐V205内的一部分冷凝液通过五级污冷凝液泵P213进入四级污冷凝液冷却器E217冷凝后部分进入二级不凝气体冷凝器E216对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理,四级污冷凝液罐V205内的另一部分冷凝液通过四级污冷凝液泵P212进入三级污冷凝液冷却器E218冷凝后进入蒸汽饱和器E214内对蒸汽进行喷淋;蒸汽饱和器E214的出液口连接至三级污冷凝液罐V204,三级污冷凝液罐V204的气体出口连接至二级冷凝器E215,三级污冷凝液罐V204内的污冷凝液通过三级污冷凝液泵P211回收处理;真空单元包括二级气液分离罐V206和二级真空泵组P214,二级不凝气体冷凝器E216的气体出口通过二级气液分离罐V206连接至二级真空泵组P214。
在本实施例中,一效蒸发器E201、二效蒸发器E202、三效蒸发器E203和四效蒸发器E213均为石墨降膜蒸发器,其管程均采用酚醛树脂高温浸渍石墨,硫酸废液在每根管内成膜状蒸发,加热时间非常短,特别对热敏性物料的蒸发浓缩非常有利,在整个蒸发浓缩过程中没有形成太大冲击,避免了泡沫的形成。一效蒸发器E201的壳程材质采用Q235B/12mm碳钢材料,四效蒸发器E213的壳程材质采用Q235B/8mm碳钢材料,二效蒸发器E202和三效蒸发器E203的壳程材质采用SUS304/12mm不锈钢材料;其中,一效蒸发器E201和二效蒸发器E202的蒸发有效面积为160m2,三效蒸发器E203的蒸发有效面积为210m2,四效蒸发器E213的蒸发有效面积为60m2。采用降膜式蒸发工作原理,将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各换热管内,在重力和真空诱导及气流作用下,成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被壳程加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质,从而实现多效操作,液相即浓缩液则由分离器排出或者进入下一效蒸发单元。在降膜式蒸发器的操作过程中,由于物料的停留时间很短(约5~10秒),而传热系数很高,因此其较广泛地应用于热敏性物料,也可以用于蒸发粘度较大的物料。
一效分离器S201、二效分离器S202、三效分离器S203和四效分离器S204均采用钢衬四氟分离器,且均具有独立的进液口和观察孔,用于观察和控制进料流量,分离器采用钢衬四氟分离器,对于酸类介质具有工作性能可靠、使用寿命长、操作维护简便等优点。其中,分离器的内胆均衬酚醛树脂高温浸渍石墨,一效分离器S201和二效分离器S202的外壳均选用Q235B/12mm碳钢材料,外形尺寸均为DN1200×5000mm;三效分离器S203和四效分离器S204的外壳均选用Q235B/16mm碳钢材料,外形尺寸均为DN1600×5500mm。
一级冷凝器E204和二级冷凝器E215均采用列管式冷凝器。冷凝器底部均加装气液分离器,冷凝器的管程均采用SUS304材质的Φ25×2mm的无缝管;一级冷凝器E204的壳程采用Q235B/12mm碳钢材料;二级冷凝器E215的壳程采用Q235B/8mm碳钢材料;一级冷凝器E204的冷凝有效面积为210m2;二级冷凝器E215的冷凝有效面积为75m2
一级预热器E207、二级预热器E208、三级预热器E209、四级预热器E210、五级预热器E220、一效中间加热器E211和四效中间加热器E212均采用石墨加热器,其管程均采用酚醛树脂高温浸渍石墨,一级预热器E207、二级预热器E208和三级预热器E209的壳程材质均采用SUS304/5mm不锈钢材料,四级预热器E210和五级预热器E220的壳程材质均采用Q235B/5mm碳钢材料,且一级预热器E207的加热有效面积为40m2,二级预热器E208、三级预热器E209、四级预热器E210和五级预热器E220的加热有效面积为20m2;一效中间加 热器E211的壳程材质采用Q235B/8mm碳钢材料,其加热有效面积为50m2;四效中间加热器E212的壳程材质采用Q235B/6mm碳钢材料,其加热有效面积为20m2。浓硫酸冷却器E219采用石墨冷却器,其管程采用酚醛树脂高温浸渍石墨,壳程采用Q235B/5mm材料,冷却有效面积为20m2
二级污冷凝液冷却器E206、三级污冷凝液冷却器E218和四级污冷凝液冷却器E217均采用特制的列管式冷凝器,其管程均采用SUS304材质的Φ25×2mm的无缝管,壳程均采用Q235B/5mm碳钢材料。其中,二级污冷凝液冷却器E206的冷却有效面积为20m2,三级污冷凝液冷却器E218和四级污冷凝液冷却器E217的冷却有效面积为10m2
一级不凝气体冷凝器E205和二级不凝气体冷凝器E216均采用SUS303/6mm材料特制的立式储罐,加装特制的喷淋装置,要求耐压-0.099Mpa,外形尺寸均为DN600×2000mm。蒸汽饱和器E214采用SUS303/8mm材料特制的立式储罐,加装特制的喷淋装置,要求耐压-0.099Mpa,外形尺寸为DN800×2000mm。
一级污冷凝液罐V201采用钢衬搪玻璃特制的立式储罐;二级污冷凝液罐V202、三级污冷凝液罐V204和四级污冷凝液罐V205均采用SUS303/8mm材料特制的立式储罐,要求耐温100℃,耐压-0.099Mpa。容积均为3000L。一级气液分离罐V203和二级气液分离罐V206均采用SUS303/6mm材料特制的立式储罐,要求耐压-0.099Mpa,容积均为500L。
一级污冷凝液泵P204、二级污冷凝液泵P207、三级污冷凝液泵P211、四级污冷凝液泵P212和五级污冷凝液泵P213均采用F46氟塑料化工离心泵,要求密封性能良好,保证在负压状态下能连续工作,具体采用氟塑料离心泵40FSB-30L,泵壳及叶轮材质均为F46,特制WB2机械密封,流量:10m3/h,扬程:30米,配套功率:3KW-2P。
一效循环泵P201、二效循环泵P202、三效循环泵P205、四效循环泵P209、进料泵P203、中间出料泵P206和出料泵P210均采用夹板式氟合金离心泵,要求密封性能、耐温性能良好,保证在负压状态下能使高浓度物料连续工作。其中,一效循环泵P201、二效循环泵P202和三效循环泵P205采用大流量、低扬程的特制氟合金泵IHF125-100-250,钢制泵壳内衬及叶轮材质均选用美国杜邦PFA材料,特制SiC双端面集装式机械密封,流量:100m3/h,扬程:20米,配备功率:11KW-4P;四效循环泵P209采用大流量、低扬程的特制氟合金泵IHF100-65-250,钢制泵壳内衬及叶轮材质均选用美国杜邦PFA材料,特制SiC双端面集装式机械密封;流量:50m3/h,扬程:20米,配备功率:7.5KW-4P;进料泵P203采用特制氟合金泵IHF65-40-315,钢制泵壳内衬及叶轮材质均选用美国杜邦PFA材料,特制SiC双端面集装式机械密封,流量:12.5m3/h,扬程:32米,配套功率:5.5KW-4P;中间出料泵P206和出料泵P210均采用特制氟合金泵IHF50-32-250,钢制泵壳内衬及叶轮材质均选用美国杜邦 PFA材料,特制SiC双端面集装式机械密封,流量:6.3m3/h,扬程:20米,配套功率:3KW-4P。
一级真空泵P208采用不锈钢水环式真空泵,机械密封,抽气速率:12m3/min,极限真空:33hPa,配套功率:22KW;二级真空泵组P214采用单级罗茨水环真空机组,具体可采用JZJ2S150-3型单罗茨双级水环真空机组,罗茨泵选用ZJ150,材质为铸铁,配套功率:3KW,水环泵选用2SK-3,材质为SUS304,配套功率:7.5KW,抽气速率:150L/S,极限真空:300Pa。保证真空度的稳定及设备基本无检修。
一级冷却泵P216可采用单级单吸离心泵IS125-100-315,材质为铸铁,机械密封,流量:120m3/h,扬程:28米,配套功率:15KW。一级冷却塔C202采用玻璃钢逆流式圆形冷却塔GBNL-120,冷却水量:120m3/h,风机配套功率:3KW。二级冷却泵P215可采用单级单吸离心泵IS80-65-125,材质为铸铁,机械密封,流量:50m3/h,扬程:20米,配套功率:5.5KW。二级冷却塔C201采用玻璃钢逆流式圆形冷却塔GBNL-50,冷却水量:50m3/h,风机配套功率:1.5KW。
本实施例的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,不仅可以创造良好的投资效益和社会效益,而且将通过创造性根治污染的稀硫酸免排放系统而造福社会,还使业主单位节省巨额的外运处理费支出,又可以回收有利用价值的浓硫酸,为企业创造了以变废为宝的资源,同时也符合了国家制定的“节能减排”、“回收再利用”、“循环经济”法。
本实用新型的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其根据不同浓度的硫酸特性及规律,采用蒸汽间接加热、负压三效蒸发浓缩与高真空低温蒸发相结合的方式,先通过三效负压蒸发将稀硫酸浓度提升到60%,再通过高真空低温蒸发将硫酸浓度从60%提升到75%,达到生产需要的浓度,具节能降耗,蒸汽耗量低、冷却水循环量低等优点,解决了普通多效蒸发模式无法实现处理量大、提浓浓度高的硫酸废液的处理问题。
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:包括三效负压蒸发装置和高真空低温蒸发装置,所述的三效负压蒸发装置与高真空低温蒸发装置相连,稀硫酸废液经过三效负压蒸发装置初步提浓后进入高真空低温蒸发装置中进一步提浓到指定浓度;
所述的三效负压蒸发装置包括预热单元、三效蒸发单元和冷凝单元,其中,
所述的预热单元包括一级预热器(E207)、二级预热器(E208)、三级预热器(E209)和四级预热器(E210),所述的一级预热器(E207)通过进料泵(P203)与原液池相连,所述的一级预热器(E207)、二级预热器(E208)、三级预热器(E209)和四级预热器(E210)依次相连,稀硫酸废液依次经过一级预热器(E207)、二级预热器(E208)、三级预热器(E209)和四级预热器(E210)预热后进入三效蒸发单元内;
所述的三效蒸发单元包括一效分离器(S201)、二效分离器(S202)、三效分离器(S203)、一效蒸发器(E201)、二效蒸发器(E202)和三效蒸发器(E203),所述的一效分离器(S201)通过一效循环泵(P201)与一效蒸发器(E201)形成一效蒸发浓缩循环,所述的二效分离器(S202)通过二效循环泵(P202)与二效蒸发器(E202)形成二效蒸发浓缩循环,所述的三效分离器(S203)通过三效循环泵(P205)与三效蒸发器(E203)形成三效蒸发浓缩循环,所述的一效分离器(S201)的浓缩液出口与二效分离器(S202)的进液口相连,所述的二效分离器(S202)的浓缩液出口与三效分离器(S203)的进液口相连,所述的三效分离器(S203)的浓缩液出口通过中间出料泵(P206)连接至高真空低温蒸发装置中;所述的一效分离器(S201)与一效蒸发器(E201)之间还设有一效中间加热器(E211),来自锅炉的生蒸汽分别进入一效蒸发器(E201)和一效中间加热器(E211)的壳程,并经过四级预热器(E210)的壳程后回用,一效分离器(S201)产生的蒸汽分别进入二效蒸发器(E202)和三级预热器(E209)的壳程,并经过三效蒸发器(E203)的壳程后进入一级污冷凝液罐(V201),二效分离器(S202)产生的蒸汽分别进入三效蒸发器(E203)和二级预热器(E208)的壳程,并经过三效蒸发器(E203)的壳程后进入一级污冷凝液罐(V201),一级污冷凝液罐(V201)的气体出口连接至三效蒸发器(E203)的壳程,一级污冷凝液罐(V201)内的污冷凝液通过一级污冷凝液泵(P204)进入一级预热器(E207)的壳程后进行回收处理;
所述的冷凝单元包括一级冷却塔(C202)、一级冷凝器(E204)、一级不凝气体冷凝器(E205)、二级污冷凝液冷却器(E206)、二级污冷凝液罐(V202)、一级气液分离罐(V203)和一级真空泵(P208),所述的一级冷却塔(C202)通过一级冷却泵(P216)分别与一级冷凝器(E204)和二级污冷凝液冷却器(E206)形成冷却水循环,所述的三效分离器(S203)产生的蒸汽经过一级冷凝器(E204)冷凝,冷凝液进入二级污冷凝液罐(V202),不凝气进入一级不凝气体冷凝器(E205),一级不凝气体冷凝器(E205)的出液口连接至二级污冷凝液罐(V202),二级污冷凝液罐(V202)内的污冷凝液通过二级污冷凝液泵(P207)进入二级污冷凝液冷却器(E206)冷却后,部分进入一级不凝气体冷凝器(E205)对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理;一级不凝气体冷凝器(E205)的气体出口通过一级气液分离罐(V203)连接至一级真空泵(P208);
所述的高真空低温蒸发装置包括蒸发单元、冷凝单元和真空单元,其中,
所述的蒸发浓缩单元包括五级预热器(E220)、四效分离器(S204)、四效蒸发器(E213)和浓硫酸冷却器(E219),来自三效负压蒸发装置浓缩的硫酸经过五级预热器(E220)预热后进入四效分离器(S204)内,四效分离器(S204)通过四效循环泵(P209)与四效蒸发器(E213)形成四效蒸发浓缩循环,四效分离器(S204)的浓缩液出口依次经过出料泵(P210)和浓硫酸冷却器(E219)后连接至成品酸储罐;所述的四效分离器(S204)与四效蒸发器(E213)之间还设有四效中间加热器(E212),来自锅炉的生蒸汽分别进入四效蒸发器(E213)和四效中间加热器(E212)的壳程,并经过五级预热器(E220)的壳程后回用,四效分离器(S204)产生的蒸汽进入蒸汽饱和器(E214)内;
所述的冷凝单元包括二级冷却塔(C201)、二级冷凝器(E215)、二级不凝气体冷凝器(E216)、三级污冷凝液冷却器(E218)、四级污冷凝液冷却器(E217)、三级污冷凝液罐(V204)和四级污冷凝液罐(V205),所述的二级冷却塔(C201)通过二级冷却泵(P215)分别与二级冷凝器(E215)、三级污冷凝液冷却器(E218)和四级污冷凝液冷却器(E217)的壳程形成冷却水循环,所述的蒸汽饱和器(E214)产生的蒸汽经过二级冷凝器(E215)冷凝后进入四级污冷凝液罐(V205),二级冷凝器(E215)的不凝气出口连接至二级不凝气体冷凝器(E216),二级不凝气体冷凝器(E216)的出液口连接至四级污冷凝液罐(V205),四级污冷凝液罐(V205)内的一部分冷凝液通过五级污冷凝液泵(P213)进入四级污冷凝液冷却器(E217)冷凝后部分进入二级不凝气体冷凝器(E216)对不凝气体进行喷淋,其余部分回收处理,四级污冷凝液罐(V205)内的另一部分冷凝液通过四级污冷凝液泵(P212)进入三级污冷凝液冷却器(E218)冷凝后进入蒸汽饱和器(E214)内对蒸汽进行喷淋;蒸汽饱和器(E214)的出液口连接至三级污冷凝液罐(V204),三级污冷凝液罐(V204)的气体出口连接至二级冷凝器(E215),三级污冷凝液罐(V204)内的污冷凝液通过三级污冷凝液泵(P211)回收处理;
所述的真空单元包括二级气液分离罐(V206)和二级真空泵组(P214),所述的二级不凝气体冷凝器(E216)的气体出口通过二级气液分离罐(V206)连接至二级真空泵组(P214)。
2.根据权利要求1所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一效蒸发器(E201)、二效蒸发器(E202)、三效蒸发器(E203)和四效蒸发器(E213)均为石墨降膜蒸发器。
3.根据权利要求2所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一效分离器(S201)、二效分离器(S202)、三效分离器(S203)和四效分离器(S204)均采用钢衬四氟分离器,且均具有独立的进液口和观察孔,用于观察和控制进料流量。
4.根据权利要求3所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一级冷凝器(E204)和二级冷凝器(E215)均采用列管式冷凝器。
5.根据权利要求4所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一级预热器(E207)、二级预热器(E208)、三级预热器(E209)、四级预热器(E210)、五级预热器(E220)、一效中间加热器(E211)和四效中间加热器(E212)均采用石墨加热器;所述的浓硫酸冷却器(E219)采用石墨冷却器。
6.根据权利要求5所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一级污冷凝液泵(P204)、二级污冷凝液泵(P207)、三级污冷凝液泵(P211)、四级污冷凝液泵(P212)和五级污冷凝液泵(P213)均采用F46氟塑料化工离心泵。
7.根据权利要求6所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一效循环泵(P201)、二效循环泵(P202)、三效循环泵(P205)、四效循环泵(P209)、进料泵(P203)、中间出料泵(P206)和出料泵(P210)均采用夹板式氟合金离心泵。
8.根据权利要求7所述的一种稀硫酸废液3+1负压蒸发浓缩装置,其特征在于:所述的一级真空泵(P208)采用不锈钢水环式真空泵,所述的二级真空泵组(P214)采用单级罗茨水环真空机组。
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