CN205730408U - 一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置 - Google Patents

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本实用新型公开了一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,属于硫酸废液浓缩领域。本实用新型包括蒸发浓缩单元、冷凝液回收单元、负压真空单元和冷却水循环单元,利用高真空低温蒸发浓缩的方法实现稀硫酸废液的浓缩处理,蒸发温度低,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性;同时,在较低的温度下,废液对设备的腐蚀性降低,使得设备在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性,有效降低项目投资;该装置还具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、处理费用低、环保效益明显等诸多优点。

Description

一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置
技术领域
本实用新型涉及一种稀酸废液浓缩装置,更具体地说,涉及一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置。
背景技术
化工生产企业中产生的稀硫酸废液如果没有得到正确的处理就行排放,势必会对环境造成不可逆转的损害;另一方面,上述化工生产过程中产生的稀硫酸废液中往往还含有过氧化物和双氧水,目前业内都在寻求一种针对这类含有过氧化物和双氧水的稀硫酸废液回收处理技术,力求能够让稀硫酸废液中的硫酸浓度和纯度提高,去除过氧化物和双氧水以重新使用,目标就是实现稀硫酸废液的变废为宝。
稀硫酸提浓技术工艺上主要是因为硫酸浓度提高过程中沸点升高很大,在常压下蒸发温度较高,腐蚀性很强,设备维修量大、寿命短,是硫酸废液处理运行费用和设备日常维护费用高的主要原因;加上该稀硫酸废液中含有过氧化物和双氧水,在常压下,55℃时就容易引发爆沸甚至于爆炸,所以普通的浓缩工艺根本无法满足这类稀硫酸废液浓缩回用的要求。
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克服现有含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液的浓缩工艺存在的上述困难,提供一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,采用本实用新型的技术方案,利用高真空低温蒸发浓缩的方法实现稀硫酸废液的浓缩处理,蒸发温度低,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性;同时,在较低的温度下,废液对设备的腐蚀性降低,使得设备在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性,有效降低项目投资;该装置还具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、处理费用低、环保效益明显等诸多优点。
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:
本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,包括蒸发浓缩单元、冷凝液回收单元、负压真空单元和冷却水循环单元,其中:
所述的蒸发浓缩单元包括预热器、蒸发器和分离器,所述的蒸发器的壳程与预热器的壳程相连,来自锅炉生蒸汽依次经过蒸发器的壳程和预热器的壳程后外排或回用;所述的预热器的进液口通过进料泵连接原液罐,预热器的出液口连接分离器的进液口,所述的分离器的循环液出口通过循环泵连接蒸发器的进液口,蒸发器的出液口与分离器的循环液进口相连,分离器的出液口通过出料泵与浓缩液冷却器的进液口相连,浓缩液冷却器的出料口连接成品酸罐;
所述的冷凝液回收单元包括冷凝器、不凝气体冷凝器和冷凝液罐,所述的分离器的蒸汽出口与冷凝器的进气口相连,分离器的蒸汽出口温度不高于55℃,冷凝器的不凝气出口与不凝气体冷凝器的进气口相连,冷凝器的冷凝液出口与冷凝液罐的进液口相连,冷凝液罐的气体出口与冷凝器的进气口相连,冷凝液罐的出液口通过冷凝液泵分别与不凝气体冷凝器的喷淋口以及冷凝废水处理中心相连,不凝气体冷凝器的出液口与冷凝液罐的进液口相连;
所述的负压真空单元包括气液分离罐和真空机组,所述的不凝气体冷凝器的气体出口通过气液分离罐与真空机组相连;
所述的冷却水循环单元包括冷却塔和冷却水泵,所述的冷却塔通过冷却水泵分别与冷凝器的壳程以及浓缩液冷却器的壳程形成冷却水循环。
更进一步地,所述的分离器的出液口与出料泵之间还设有在线测样装置或取样口。
更进一步地,所述的蒸发器和预热器均采用聚四氟乙烯高温浸渍石墨蒸发器。
更进一步地,所述的分离器采用钢衬四氟分离器,该分离器上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,所述的真空机组采用罗茨双级水环真空机组。
更进一步地,所述的冷凝液泵采用F46氟塑料化工离心泵。
更进一步地,所述的进料泵、循环泵和出料泵采用夹板式氟合金离心泵。
更进一步地,所述的冷凝液罐和气液分离罐的材质为纤维增强聚丙烯。
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)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其利用单效高真空低温蒸发浓缩的方法实现含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液的浓缩处理,蒸汽消耗低,节约能源,蒸发温度低,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性;同时,在较低的温度下,废液对设备的腐蚀性降低,使得设备在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性,有效降低项目投资;
(2)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其分离器的出液口与出料泵之间还设有在线测样装置或取样口,可方便有效地检测到浓缩的硫酸浓度,在达到指定硫酸浓度后重新利用;
(3)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其蒸发器和预热器均采用聚四氟乙烯高温浸渍石墨蒸发器,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)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其真空机组采用罗茨双级水环真空机组,针对含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液而言,提高了生产安全性和可靠性,保证了系统低温蒸发,也保证了真空度的稳定及设备基本无检修;
(5)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其冷凝液泵采用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;进料泵、循环泵和出料泵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;
(6)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其冷凝液罐和气液分离罐的材质为纤维增强聚丙烯,既能满足耐腐蚀性的要求,又比较经济合理,降低设备成本;
(7)本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其还具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、处理费用低、环保效益明显等诸多优点。
附图说明
图1为本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置的结构示意图。
示意图中的标号说明:
E201、蒸发器;E202、冷凝器;E203、不凝气体冷凝器;E204、浓缩液冷却器;E205、预热器;V101、原液罐;V201、冷凝液罐;V202、气液分离罐;P201、进料泵;P202、循环泵;P203、出料泵;P204、冷凝液泵;P205、真空机组;P206、冷却水泵;S201、分离器;C201、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
本实施例的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,主要用于化工企业生产中产生的含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液的浓缩回收,其实质上是一种溶液中溶质和溶剂分离的物理过程,它的基本原理是将含有硫酸、过氧化物、双氧水等溶质的水溶液,在真空状态下加热,使溶液中可挥发性的溶质过氧化物、双氧水分解并和水一起蒸发,通过冷凝器利用冷却水冷凝,形成的蒸发冷凝液去废水处理中心;同时,随着溶液的体积减小,溶液中不可挥发的溶质硫酸的浓度增加,形成生产指定浓度的成品酸。具体地,结合图1所示,该含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其主要包括蒸发浓缩单元、冷凝液回收单元、负压真空单元和冷却水循环单元,其中:
蒸发浓缩单元包括预热器E205、蒸发器E201和分离器S201,蒸发器E201的壳程与预热器E205的壳程相连,来自锅炉生蒸汽依次经过蒸发器E201的壳程和预热器E205的壳程后外排或回用,具体可将预热器E205的壳程中的蒸汽冷凝水连接至地沟;预热器E205的进液口通过进料泵P201连接原液罐V101,预热器E205的出液口连接分离器S201的进液口,分离器S201的循环液出口通过循环泵P202连接蒸发器E201的进液口,蒸发器E201的出液口与分离器S201的循环液进口相连,分离器S201的出液口通过出料泵P203与浓缩液冷却器E204的进液口相连,浓缩液冷却器E204的出料口连接成品酸罐;为了方便有效地检测到浓缩的硫酸浓度,在分离器S201的出液口与出料泵P203之间还设有在线测样装置或取样口,在达到指定硫酸浓度后重新利用。硫酸废液在蒸发浓缩时,其沸点上升很高,很容易造成设备损坏,因此,上述的蒸发器E201采用外加热式蒸发器,在工艺布置上采取蒸发器E201与分离器S201上高下低的错落布置,硫酸废液在重力差和热力差的双重作用及系统真空条件下,蒸发器E201内的物料因加热而上窜、分离器S201内的相对冷物料下降的强烈循环,物料循环的速度可达1.5m/s以上,在这种高速激烈运动状态下,能使正常生产中设备运行更加稳定。
冷凝液回收单元包括冷凝器E202、不凝气体冷凝器E203和冷凝液罐V201,分离器S201的蒸汽出口与冷凝器E202的进气口相连,分离器S201的蒸汽出口温度不高于55℃,冷凝器E202的不凝气出口与不凝气体冷凝器E203的进气口相连,冷凝器E202的冷凝液出口与冷凝液罐V201的进液口相连,冷凝液罐V201的气体出口与冷凝器E202的进气口相连,冷凝液罐V201的出液口通过冷凝液泵P204分别与不凝气体冷凝器E203的喷淋口以及冷凝废水处理中心相连,不凝气体冷凝器E203的出液口与冷凝液罐V201的进液口相连。分离器S201的蒸汽出口温度控制在55℃以下,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性。
负压真空单元包括气液分离罐V202和真空机组P205,不凝气体冷凝器E203的气体出口通过气液分离罐V202与真空机组P205相连;
冷却水循环单元包括冷却塔C201和冷却水泵P206,冷却塔C201通过冷却水泵P206分别与冷凝器E202的壳程以及浓缩液冷却器E204的壳程形成冷却水循环;具体地,冷凝器E202和浓缩液冷却器E204的钢壳下方为连接冷却塔C201的循环冷却水入口,上方为连接冷却塔C201的循环冷却水出口。
本实施例的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,利用单效高真空低温蒸发浓缩的方法实现含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液的浓缩处理,蒸汽消耗低,节约能源,蒸发温度低,在较低温度下先让双氧水分解,分解出来的气体进入冷凝器,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性;同时,在较低的温度下,废液对设备的腐蚀性降低,使得设备在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性,有效降低项目投资。
本实施例的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,蒸发器E201和预热器E205均采用聚四氟乙烯高温浸渍石墨蒸发器;分离器S201采用钢衬四氟分离器,该分离器S201上具有独立的进液口和观察孔,用于观察和控制进料流量。蒸发器E201和分离器S201是本实施例的稀硫酸废液浓缩装置中最关键的设备,是根据外循环蒸发浓缩操作的特点专门精心设计的产品,具有耐高温、耐腐蚀的特点。蒸发器E201和分离器S201组成的蒸发单元合理排列布置,缩短了装置的总长度,既便于操作,又减少了占地面积。本实施例中的蒸发器E201和分离器S201对于盐酸、磷酸、氢氟酸、醋酸、硝酸等强酸性介质具有极强的耐腐蚀性能和良好的导热性能,工作性能可靠、使用寿命长、操作维护简便。针对稀硫酸废液中含有过氧化物和双氧水,考虑到实际生产中的安全性和可靠性,真空机组P205采用罗茨双级水环真空机组,提高了生产安全性和可靠性,保证了系统低温蒸发,也保证了真空度的稳定及设备基本无检修。另外,冷凝液泵P204采用密封性能良好、耐腐蚀性能极强的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。进料泵P201、循环泵P202和出料泵P203采用美国杜邦PFA材质的耐高温、耐腐蚀、无泄漏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;并且采用德国博格曼技术特制的SiC双端面集装式机械密封,保证了泵的安全运行和较长的检修周期。冷凝液罐V201和气液分离罐V202的材质为纤维增强聚丙烯(FRPP),既能满足耐腐蚀性的要求,又比较经济合理,降低设备成本。
本实施例的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,是根据硫酸、过氧化物、双氧水的物理特性及硫酸在水中溶解度的规律,采用蒸汽间接加热、负压蒸发浓缩工艺,蒸发产生的气体经冷凝器冷凝成为冷凝液进入废水处理中心;废液经蒸发浓缩使硫酸含量达到生产指定浓度(硫酸浓度一般不超过75%,最高不超过85%);其工艺流程如下:
1)、物料流程:
常温的硫酸废液由进料泵P201将原液罐V101中的原液经过预热器E205,预热器E205内的废液利用蒸发器E201的蒸汽冷凝水预热计量后进入分离器S201,循环蒸发浓缩后达到出料标准的浓缩液,然后通过出料泵P203打入成品酸罐;途中经过浓缩液冷却器E204对浓缩液进行冷却。
2)、加热蒸汽与冷凝水流程:
来自锅炉的生蒸汽进入蒸发器E201壳程,换热冷凝后经过疏水阀、预热器E205壳程热能利用后外排或者回于锅炉;
分离器S201的二次蒸汽进入冷凝器E202,冷凝后进入冷凝液罐V201;通过冷凝液泵P204打出至废水处理中心;部分冷凝液进入不凝气体冷凝器E203对不凝气体进行冷却,冷却后的冷凝液回到冷凝液罐V201。
3)、真空系统流程:
真空系统由冷凝器E202、不凝气体冷凝器E203、真空机组P205、汽液分离罐V202组成,将系统中的不凝气抽出,维持蒸发系统真空,实现负压低温蒸发。
本实用新型的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,利用高真空低温蒸发浓缩的方法实现稀硫酸废液的浓缩处理,蒸发温度低,降低了引发爆沸甚至于爆炸的风险,提高了稀硫酸浓缩过程的安全可靠性;同时,在较低的温度下,废液对设备的腐蚀性降低,使得设备在选取材质方面有很多有利条件和广泛可能性,有效降低项目投资;该装置还具有蒸发效率高、能连续稳定生产、操作简单、处理费用低、环保效益明显等诸多优点。
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 (7)

1.一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,包括蒸发浓缩单元、冷凝液回收单元、负压真空单元和冷却水循环单元,其特征在于:
所述的蒸发浓缩单元包括预热器(E205)、蒸发器(E201)和分离器(S201),所述的蒸发器(E201)的壳程与预热器(E205)的壳程相连,来自锅炉生蒸汽依次经过蒸发器(E201)的壳程和预热器(E205)的壳程后外排或回用;所述的预热器(E205)的进液口通过进料泵(P201)连接原液罐(V101),预热器(E205)的出液口连接分离器(S201)的进液口,所述的分离器(S201)的循环液出口通过循环泵(P202)连接蒸发器(E201)的进液口,蒸发器(E201)的出液口与分离器(S201)的循环液进口相连,分离器(S201)的出液口通过出料泵(P203)与浓缩液冷却器(E204)的进液口相连,浓缩液冷却器(E204)的出料口连接成品酸罐;
所述的冷凝液回收单元包括冷凝器(E202)、不凝气体冷凝器(E203)和冷凝液罐(V201),所述的分离器(S201)的蒸汽出口与冷凝器(E202)的进气口相连,分离器(S201)的蒸汽出口温度不高于55℃,冷凝器(E202)的不凝气出口与不凝气体冷凝器(E203)的进气口相连,冷凝器(E202)的冷凝液出口与冷凝液罐(V201)的进液口相连,冷凝液罐(V201)的气体出口与冷凝器(E202)的进气口相连,冷凝液罐(V201)的出液口通过冷凝液泵(P204)分别与不凝气体冷凝器(E203)的喷淋口以及冷凝废水处理中心相连,不凝气体冷凝器(E203)的出液口与冷凝液罐(V201)的进液口相连;
所述的负压真空单元包括气液分离罐(V202)和真空机组(P205),所述的不凝气体冷凝器(E203)的气体出口通过气液分离罐(V202)与真空机组(P205)相连;
所述的冷却水循环单元包括冷却塔(C201)和冷却水泵(P206),所述的冷却塔(C201)通过冷却水泵(P206)分别与冷凝器(E202)的壳程以及浓缩液冷却器(E204)的壳程形成冷却水循环;
所述的分离器(S201)的出液口与出料泵(P203)之间还设有在线测样装置或取样口。
2.根据权利要求1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的蒸发器(E201)和预热器(E205)均采用聚四氟乙烯高温浸渍石墨蒸发器。
3.根据权利要求1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的分离器(S201)采用钢衬四氟分离器,该分离器(S201)上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1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的真空机组(P205)采用罗茨双级水环真空机组。
5.根据权利要求1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的冷凝液泵(P204)采用F46氟塑料化工离心泵。
6.根据权利要求1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的进料泵(P201)、循环泵(P202)和出料泵(P203)采用夹板式氟合金离心泵。
7.根据权利要求1所述的一种含过氧化物和双氧水的稀硫酸废液浓缩装置,其特征在于:所述的冷凝液罐(V201)和气液分离罐(V202)的材质为纤维增强聚丙烯。
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