CN207792696U - 硝化棉脱硝后废酸回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种硝化棉生产装置，具体公开了一种硝化棉脱硝后废酸回收装置，包括硫酸浓缩釜，冷凝器，加压蒸汽发生装置，第一真空泵和第二真空泵；冷凝器上设置有第二真空泵接入口；主真空管线上设置有备用泵连接管口；所述第二真空泵与第二真空管线的一端连接，第二真空管线的另一端可选择性接入第二真空泵接入口或备用泵连接管口。本发明的优点是：1)本装置可将硝化棉脱硝后废酸浓缩回收用于硝化棉生产，避免了废酸进入废水处理系统和排放，因此大大降低硝化棉废酸处理成本，具有很高的经济和环保价值；2)整套装置结构简单，操作简便，且能够根据蒸汽供应情况进行灵活调整，工况适应性强，利于在产业上推广实施。

Description

硝化棉脱硝后废酸回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种硝化棉生产装置，尤其是一种硝化棉副废处理装置。

背景技术

随着科技的发展，硝化棉的应用范围不再局限在军工产品上，而是体现在日常生活的方方面面，诸如汽车车漆、固体酒精、涂料、油墨以及电子产品粘结剂等。

硝化棉在生产过程中会产生大量废酸，废酸的主要成分为质量浓度45～60％的硫酸，17～22％的硝酸，除此之外，废酸中还含有氮氧化物、硝化棉等有害杂质，因此难以回收利用。产业上通常将废酸进行脱硝处理后排放至废水处理系统，然后用石灰、钙粉等碱性试剂进行中和后排放，该方案的处理成本较高，且造成大量的硝化棉废酸浪费，因此有必要提出更为经济有效的硝化棉废酸处理方案。

实用新型内容

为降低硝化棉废酸处理成本，实现硝化棉废酸的回收利用的同时减少环境污染，本实用新型提供了一种硝化棉脱硝后废酸回收装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：硝化棉脱硝后废酸回收装置，包括硫酸浓缩釜，冷凝器，加压蒸汽发生装置，第一真空泵和第二真空泵；所述硫酸浓缩釜上设置有脱硝废酸入口，冷凝器与硫酸浓缩釜相连，冷凝器上设置有第二真空泵接入口；加压蒸汽发生装置通过蒸汽管线与硫酸浓缩釜相连，第一真空泵通过主真空管线与冷凝器相连；所述主真空管线上设置有备用泵连接管口；所述第二真空泵与第二真空管线的一端连接，第二真空管线的另一端可选择性接入第二真空泵接入口或备用泵连接管口。

发明人提出可将脱硝后废酸回收用于硝化棉生产中的混酸配制工段作为原料酸进行回用，但该工段要求所使用的硫酸浓度范围在85～88％，因此发明人设计了本实用新型的硝化棉脱硝后废酸回收装置对废酸进行浓缩回收。

利用本实用新型的装置可利用带压蒸汽加热浓缩脱硝后废酸，由于硫酸溶液的沸点随着硫酸浓度的升高而升高，因此在浓缩后期需要使硫酸浓缩釜内部保持一定的真空度以降低硫酸溶液沸点，从而避免采用高压蒸汽，本实用新型通过配备真空泵和冷凝器来达到上述目的。

经发明人测定，在一定的真空度下，通过中压蒸汽(蒸汽压强1.7Mpa左右，温度200～210℃，所需真空度90mbar左右)或低压蒸汽(蒸汽压强0.7MPa左右，温度160℃～170℃，所需真空度70mbar～80mbar)即可将脱硝废酸的硫酸浓度浓缩至85～88％，从而满足回用浓度要求。

同时本实用新型采用冷凝器与硫酸浓缩釜连接，真空泵再与冷凝器连接的方式，可将过热蒸汽经使用后产生的热酸性蒸汽抽送至冷凝器中，经冷凝器冷凝为低浓度含酸液体作为硝化棉生产中的补加水回收。

在实际生产中，难以保证随时有中压蒸汽供应，考虑到这一问题本实用新型提出了相应的解决方案。如图1～图3所示，本实用新型中，在使用中压蒸汽时，由于蒸汽压强和温度较高，因此将脱硝废酸浓缩至指定浓度时对硫酸浓缩釜的真空度要求相对较低，此时可将与第二真空泵连接的第二真空管线的另一端接入位于主真空管线上的备用泵连接管口，这时的第二真空泵作为备用真空泵使用，在第一真空泵故障时可立即进行替换，保证连续生产。

当使用低压蒸汽时，由于蒸汽压强和温度较低，因此将脱硝废酸浓缩至指定浓度时对硫酸浓缩釜的真空度要求相对较高，此时可将与第二真空泵连接的第二真空管线的另一端接入冷凝器上的第二真空泵接入口，浓缩过程中通过两台真空泵同时运行来保证真空度。该方案可根据蒸汽的供应情况对装置进行灵活调整，整套装置具有很强的工况适应性。还可以在第二真空泵上设置变频器，当在连续浓缩过程中蒸汽压强和温度情况发生变化时可通过变频器降低第二真空泵的功率，进一步提高整套设备对工况变化或突发情况的适应能力。还可以在蒸汽管线上设置用于监控蒸汽压强和温度的传感器，传感器与变频器通过自动控制系统进行连锁控制，以实现工艺的自动化控制。

本实用新型硫酸浓缩段最好是使用搪玻璃材质的设备(热硫酸腐蚀效果强，使用普通材质设备寿命短)，该材质是将含硅量高的瓷釉涂于金属表面制成，具有类似玻璃的化学稳定性和金属强度的双重优点，过多的震动易降低设备寿命。因真空泵运行过程中震动较大，在主真空管线和第二真空管线上设置橡胶伸缩节可避免震动破坏设备；同时膨胀节类似带压设备的爆破片，防止真空过低导致设备损坏。

本实用新型的有益效果是：1)使用本实用新型的硝化棉脱硝后废酸回收装置可将硝化棉脱硝后废酸浓缩回收用于硝化棉生产，避免了废酸进入废水处理系统和排放，因此大大降低硝化棉废酸处理成本，实现硝化棉废酸的回收利用的同时减少环境污染，具有很高的经济和环保价值；2)整套装置结构简单，操作简便，且能够根据蒸汽供应情况进行灵活调整，工况适应性强，利于在产业上推广实施。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是实施例一的硝化棉脱硝后废酸回收装置的结构示意图。

图3是实施例二的硝化棉脱硝后废酸回收装置的结构示意图。

图中标记为：1-冷凝器，2-加压蒸汽发生装置，21-蒸汽管线，3-第一真空泵，31-主真空管线，4-第二真空泵，41-第二真空管线，5-脱硝废酸入口，6-第二真空泵接入口，7-备用泵连接管口，8-传感器，9-变频器，10-橡胶伸缩节，11-膨胀节，12-硫酸浓缩釜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的硝化棉脱硝后废酸回收装置，包括硫酸浓缩釜12，冷凝器1，加压蒸汽发生装置2，第一真空泵3和第二真空泵4；所述硫酸浓缩釜12上设置有脱硝废酸入口5，冷凝器1与硫酸浓缩釜12相连，冷凝器1上设置有第二真空泵接入口6；加压蒸汽发生装置2通过蒸汽管线21与硫酸浓缩釜12相连，第一真空泵3通过主真空管线31与冷凝器1相连；所述主真空管线31上设置有排空管线和备用泵连接管口7；所述第二真空泵4与第二真空管线41的一端连接，第二真空管线41的另一端可选择性接入第二真空泵接入口6或备用泵连接管口7；所述第二真空泵4上设置有变频器9，蒸汽管线21上设置传感器8，所述传感器8能够实时监控蒸汽压强和温度，传感器8与变频器9通过自动控制系统进行连锁控制；所述主真空管线31和第二真空管线上41还设置有橡胶伸缩节10和膨胀节11。

实施例一：

图2展示出了本实用新型的一种实施方式。

工作时，开启冷凝器1及第一真空泵3，以保证硫酸浓缩系统处于真空状态，利于硫酸浓缩，然后经过脱硝处理后的硝化棉废酸由脱硝废酸入口5进入硫酸浓缩釜12中，同时打开蒸汽管线21上的阀门，使加压蒸汽发生装置2中的过热蒸汽进入硫酸浓缩釜12中，测得蒸汽压强为1.7Mpa，温度为208摄氏度，计算冷凝至目标浓度的废酸需要真空度90mbar，此时将与第二真空泵4连接的第二真空管线41的另一端接入位于主真空管线31上的备用泵连接管口7，这时的第二真空泵4作为备用真空泵使用，在第一真空泵3故障时可立即进行替换，保证连续生产。

实施例二：

图3展示出了本实用新型的另一种实施方式。

浓缩一段时间后，中压蒸汽耗尽，更换低压蒸汽继续进行浓缩，测得此时的蒸汽压强为0.7Mpa，温度为165摄氏度，计算冷凝至目标浓度的废酸需要真空度75mbar，此时将与第二真空泵4连接的第二真空管线41的另一端接入冷凝器1上的第二真空泵接入口6，浓缩过程中通过两台真空泵同时运行来保证真空度。浓缩过程中传感器8检测到蒸汽管线21内部的蒸汽压强升高，数据通过自动控制系统传输到变频器9，变频器9自动降低第二真空泵4功率来适应新的工况。浓缩后产生的热酸性蒸汽经过冷凝器1冷凝回收用于生产补水，得到的热浓硫酸经过换热器换热至常温，随后送硝化棉配酸工段作为原料酸回收利用。

Claims (4)

1.硝化棉脱硝后废酸回收装置，包括硫酸浓缩釜(12)，冷凝器(1)，加压蒸汽发生装置(2)，第一真空泵(3)和第二真空泵(4)；所述硫酸浓缩釜(12)上设置有脱硝废酸入口(5)，冷凝器(1)与硫酸浓缩釜(12)相连，冷凝器(1)上设置有第二真空泵接入口(6)；加压蒸汽发生装置(2)通过蒸汽管线(21)与硫酸浓缩釜(12)相连，第一真空泵(3)通过主真空管线(31)与冷凝器(1)相连；所述主真空管线(31)上设置有备用泵连接管口(7)；所述第二真空泵(4)与第二真空管线(41)的一端连接，第二真空管线(41)的另一端可选择性接入第二真空泵接入口(6)或备用泵连接管口(7)。

2.根据权利要求1所述的硝化棉脱硝后废酸回收装置，其特征在于：所述第二真空泵(4)上设置有变频器(9)。

3.根据权利要求2所述的硝化棉脱硝后废酸回收装置，其特征在于：还包括设置于蒸汽管线(21)上的用于实时监控蒸汽压强和温度的传感器(8)，传感器(8)与变频器(9)通过自动控制系统进行连锁控制。

4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的硝化棉脱硝后废酸回收装置，其特征在于：所述主真空管线(31)和第二真空管线(41)上设置有橡胶伸缩节(10)和膨胀节(11)。