CN209188139U - 一种氢氟酸蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氢氟酸蒸发器，属于氟化氢解吸设备技术领域。该氢氟酸蒸发器包括介质腔和分别安装在介质腔两端的防泄漏腔，所述防泄漏腔上可拆卸连接有蒸气腔，所述蒸气腔上安装有密封端盖，所述介质腔与防泄漏腔之间设有管板B，所述蒸气腔与防泄漏腔之间设有管板A，所述介质腔两侧的蒸气腔通过设在管板A上的加热管连通，且该加热管贯穿防泄漏腔和介质腔。本实用新型的介质腔和防泄漏腔具有良好的耐腐蚀性和强度；加热管与管板B的连接处通过耐腐蚀的氟橡胶密封圈进行密封，密封效果好；能及时有效处理泄漏问题，避免混酸溶液影响设备的稳定性，设备维护时间短、维护成本低。

Description

一种氢氟酸蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种氢氟酸蒸发器，属于氟化氢解吸设备技术领域。

背景技术

氢氟酸是重要的基础化工原料。生产氢氟酸的主要材料萤石逐渐枯竭，氢氟酸的需求却日益增长，因此近年来开发的磷肥副产氢氟酸的技术具有重要意义。磷矿石多与含氟矿石共生，在磷肥生产过程中，磷矿石中的含氟矿石与硫酸反应，生成含有氟硅酸的酸解液，酸解液中的氟硅酸加热到一定温度，就会分解释放出氟化氢。回收分解出来的氟化氢就可以用于生产氢氟酸。从酸解液中解吸出氟化氢气体对磷肥副产氢氟酸的工艺具有重要意义，而解吸器是该工艺的关键设备。纯的无水氢氟酸与浓硫酸一样，对碳钢设备几乎不腐蚀，但在混酸溶液中，氢氟酸表现出了强腐蚀性，工业上生产氢氟酸通常需要将氟化氢在高温条件下从混酸溶液中解吸出来，利用双组份氟树脂与石墨复合材料制作的换热器，能够解决氟化氢在高温下的解析。但是，在高温条件下，混酸溶液对设备具有强腐蚀性，石墨管的表面一旦存在孔隙，混酸将通过孔隙破坏石墨和双组份氟树脂的稳定性，造成设备泄露，并且修复时间长，修复费用高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种氢氟酸蒸发器。

本实用新型通过以下技术方案得以实现：

一种氢氟酸蒸发器，包括介质腔和分别安装在介质腔两端的防泄漏腔，所述防泄漏腔上可拆卸连接有蒸气腔，所述蒸气腔上安装有密封端盖，所述介质腔与防泄漏腔之间设有管板B，所述蒸气腔与防泄漏腔之间设有管板A，所述介质腔两侧的蒸气腔通过设在管板A上的加热管连通，且该加热管贯穿防泄漏腔和介质腔；所述介质腔一侧的蒸气腔上部设有蒸气进口，另一侧的蒸气腔下部设有冷凝水孔，所述防泄漏腔上设有检修孔和事故孔，所述介质腔上设有物料进口、气相出口和物料出口。

所述介质腔、防泄漏腔和蒸气腔均采用碳钢制成，且介质腔、防泄漏腔内均设有聚四氟乙烯衬管，聚四氟乙烯衬管分别与介质腔、防泄漏腔的形状和尺寸一致。

所述加热管采用双层结构，内层为铜管，该铜管的两端分别与介质腔两侧的管板A连接，外层为聚四氟乙烯管，该聚四氟乙烯管的端部位于管板A和管板B之间。

所述加热管上未被聚四氟乙烯管包裹的外表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层。

所述加热管上聚四氟乙烯管与可溶性聚四氟乙烯层的连接处套设有密封橡胶套。

所述加热管与管板B的连接处安装有氟橡胶密封圈。

所述管板B由内部的碳钢板和碳钢板表面的聚四氟乙烯层组成。

所述管板A上靠近防泄漏腔一侧的表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层。

所述介质腔的下部设有支撑脚。

本实用新型的有益效果在于：介质腔、防泄漏腔的外层采用碳钢制作，有效保证了介质腔和防泄漏腔的结构强度，内层使用防腐材料密封防腐，将混酸溶液与碳钢隔绝，避免混酸溶液泄漏腐蚀碳钢，影响设备的稳定性；管板B的内部为碳钢板，表面为聚四氟乙烯层，具有良好的耐腐蚀性和强度；加热管与管板B的连接处通过耐腐蚀的氟橡胶密封圈进行密封，密封效果好；当混酸溶液从介质腔泄漏到防泄漏腔时，可以通过事故孔将其排到蒸发器外，能及时有效处理泄漏问题，避免混酸溶液影响设备的稳定性，设备维护时间短、维护成本低。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型在Ⅰ处的局部放大图。

图中：1-蒸气进口，2-检修孔，3-物料进口，4-气相出口，5-物料出口，6-事故孔，7-密封端盖，8-冷凝水孔，9-管板A，10-可溶性聚四氟乙烯层，11-管板B，12-密封橡胶套，13-氟橡胶密封圈，14-加热管，15-蒸气腔，16-防泄漏腔，17-介质腔，18-支撑脚。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1和图2所示，本实用新型所述的一种氢氟酸蒸发器，包括介质腔17和分别安装在介质腔17两端的防泄漏腔16，所述防泄漏腔16上可拆卸连接有蒸气腔15，所述蒸气腔15上安装有密封端盖7，所述介质腔17与防泄漏腔16之间安装有管板B11，所述蒸气腔15与防泄漏腔16之间安装有管板A9，所述介质腔17两侧的蒸气腔15通过焊接在管板A9上的加热管14连通，且该加热管14贯穿防泄漏腔16和介质腔17；所述介质腔17一侧的蒸气腔15上部焊接有蒸气进口1，另一侧的蒸气腔15下部焊接有冷凝水孔8，所述防泄漏腔16上焊接有检修孔2和事故孔6，所述介质腔17上焊接有物料进口3、气相出口4和物料出口5。介质腔17的两端均安装有防泄漏腔16，当混酸溶液从氟橡胶密封圈13处泄漏到防泄漏腔16后，可以通过事故孔6排放至事故槽中，从而及时有效处理混酸溶液泄漏问题；密封端盖7与蒸气腔15采用螺栓连接，并在两者之间放置密封圈进行密封，避免蒸气泄漏，造成能量损失；加热管14为直管，其将介质腔17两侧的蒸气腔15连通，蒸气从焊接有蒸气进口1的蒸气腔15流入加热管14，对介质腔17内的混酸溶液进行加热，并从焊接有冷凝水孔8的蒸气腔15流出。介质腔17、防泄漏腔16的外层采用碳钢制作，有效保证了介质腔17和防泄漏腔16的结构强度，内层使用防腐材料密封防腐，将混酸溶液与碳钢隔绝，避免混酸溶液泄漏腐蚀碳钢，影响设备的稳定性；管板B11的内部为碳钢板，表面为聚四氟乙烯层，具有良好的耐腐蚀能力和承受压力的能力；加热管14与管板B11的连接处通过耐腐蚀的氟橡胶密封圈13进行密封，密封效果好；当混酸溶液从介质腔17泄漏到防泄漏腔16时，可以通过事故孔6将其排到蒸发器外，能及时有效处理泄漏问题，避免混酸溶液影响设备的稳定性，设备维护时间短、维护成本低。

所述介质腔17、防泄漏腔16和蒸气腔15均采用碳钢制成，且介质腔17、防泄漏腔16内均设有聚四氟乙烯衬管，聚四氟乙烯衬管分别与介质腔17、防泄漏腔16的形状和尺寸一致。介质腔17、防泄漏腔16内均安装有聚四氟乙烯衬管，聚四氟乙烯衬管将混酸溶液与碳钢分隔开，延长了介质腔17和防泄漏腔16的使用寿命；介质腔17、防泄漏腔16和蒸气腔15均采用碳钢制成，有效保证了各腔体的强度，提高了介质腔17和防泄漏腔16内聚四氟乙烯衬管承受压力的能力。

所述加热管14采用双层结构，内层为铜管，该铜管的两端分别与介质腔17两侧的管板A9连接，外层为聚四氟乙烯管，该聚四氟乙烯管的端部位于管板A9和管板B11之间。聚四氟乙烯管将铜管和介质腔17内的混酸溶液分隔开，大大延长了加热管14的使用寿命。

所述加热管14上未被聚四氟乙烯管包裹的外表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层10。可溶性聚四氟乙烯层10将泄漏到防泄漏腔16内的混酸溶液与铜管分隔开，避免混酸溶液腐蚀铜管。

所述加热管14上聚四氟乙烯管与可溶性聚四氟乙烯层10的连接处套设有密封橡胶套12。避免聚四氟乙烯管与可溶性聚四氟乙烯层10的连接处产生裂缝时，混酸溶液腐蚀铜管。

所述加热管14与管板B11的连接处安装有氟橡胶密封圈13。避免混酸溶液从介质腔17泄漏到防泄漏腔16。

所述管板B11由内部的碳钢板和碳钢板表面的聚四氟乙烯层组成。碳钢板有效增强了管板B11的强度，提高了管板B11的强度，聚四氟乙烯层将其内部的碳钢板与混酸溶液分隔开，避免碳钢板被腐蚀，延长了管板B11的使用寿命。

所述管板A9上靠近防泄漏腔16一侧的表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层10。避免泄漏到防泄漏腔16内的混酸溶液与管板A9直接接触。

所述介质腔17的下部设有支撑脚18。使氢氟酸蒸发器能平稳地横放在地面或工作台上。

所述一种氢氟酸蒸发器的制造方法，其步骤如下：

(1)采用碳钢制作介质腔17、防泄漏腔16和蒸气腔15，并焊接连接法兰。可以通过螺栓和螺母连接介质腔17、防泄漏腔16和蒸气腔15。

(2)在步骤(1)中的介质腔17和防泄漏腔16内安装聚四氟乙烯衬管。在介质腔17左侧的蒸气腔15上部焊接蒸气进口1，在介质腔17右侧的蒸气腔15下部焊接冷凝水孔8，在防泄漏腔16的上、下部分别焊接检修孔2和事故孔6，在介质腔17的上部焊接物料进口3和气相出口4、中部焊接物料出口5，下部焊接支撑脚18。

(3)制作加热管14，准备铜管和聚四氟乙烯管，常温下铜管的外径比聚四氟乙烯管的内径大0.5mm～1mm，将聚四氟乙烯管拉直并置于真空容器中，其两端的管口与外界连通，真空加热至210℃～230℃，将铜管穿过聚四氟乙烯管，然后冷却使聚四氟乙烯管紧密贴合在铜管上。聚四氟乙烯管内穿入铜管后，将聚四氟乙烯管从中间向两端或从一端向另一端冷却，从而使聚四氟乙烯管紧密地贴合在铜管上。

(4)加工管板B11，先加工内部碳钢板并开设管孔，该管孔的直径比加热管14的外径大8mm～12mm，然后在碳钢板的表面模压聚四氟乙烯层，在碳钢板上的管孔内加工通孔，该通孔的直径与加热管14的外径一致。

(5)安装加热管14，将加热管14、管板B11和氟橡胶密封圈13均冷却至-5℃～2℃，先将氟橡胶密封圈13套在步骤4中管板B11的通孔上，然后将加热管14穿过氟橡胶密封圈13，并升温至常温。升温至常温后，加热管14、管板B11和氟橡胶密封圈13膨胀，使连接处密封。

(6)将防泄漏腔16安装在介质腔17上，在步骤(5)中的加热管14上预装密封橡胶套12，并将密封橡胶套12移至加热管14外侧的聚四氟乙烯管上，将管板A9安装在加热管14的端部，并密封处理。将加热管14穿过管板A9，并密封焊接两者的连接处，然后切掉伸入到蒸气腔15内的加热管14。

(7)将蒸气腔15安装在防泄漏腔16上，并在蒸气腔15上安装密封端盖7；避免蒸气泄漏，造成能量损失。

(8)通过检修孔2给防泄漏腔16内的管板A9表面、加热管14上未被聚四氟乙烯管包裹的表面喷涂可溶性聚四氟乙烯，待可溶性聚四氟乙烯干燥后，将密封橡胶套12移至聚四氟乙烯管与可溶性聚四氟乙烯层10的连接处。

本实用新型所述的一种氢氟酸蒸发器，其工作原理如下：

热蒸气从蒸气进口1进入到介质腔17左侧的蒸气腔15，并流过加热管14，将热量通过加热管14传递给介质腔17内的混酸溶液，然后进入介质腔17右侧的蒸气腔15，并经冷凝水孔8流出；混酸溶液从物料进口3进入介质腔17，从物料出口5溢出到混酸溶液后续处理工段，解吸出来的氟化氢气体从气相出口4流到氟化氢后续处理工段。

在密封端盖7上焊接有吊耳，方便通过吊耳将氢氟酸蒸发器横向吊装在吊钩上，密封端盖7上还焊接有把手，方便搬移氢氟酸蒸发器。

Claims (9)

1.一种氢氟酸蒸发器，其特征在于：包括介质腔(17)和分别安装在介质腔(17)两端的防泄漏腔(16)，所述防泄漏腔(16)上可拆卸连接有蒸气腔(15)，所述蒸气腔(15)上安装有密封端盖(7)，所述介质腔(17)与防泄漏腔(16)之间设有管板B(11)，所述蒸气腔(15)与防泄漏腔(16)之间设有管板A(9)，所述介质腔(17)两侧的蒸气腔(15)通过设在管板A(9)上的加热管(14)连通，且该加热管(14)贯穿防泄漏腔(16)和介质腔(17)；所述介质腔(17)一侧的蒸气腔(15)上部设有蒸气进口(1)，另一侧的蒸气腔(15)下部设有冷凝水孔(8)，所述防泄漏腔(16)上设有检修孔(2)和事故孔(6)，所述介质腔(17)上设有物料进口(3)、气相出口(4)和物料出口(5)。

2.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述介质腔(17)、防泄漏腔(16)和蒸气腔(15)均采用碳钢制成，且介质腔(17)、防泄漏腔(16)内均设有聚四氟乙烯衬管，聚四氟乙烯衬管分别与介质腔(17)、防泄漏腔(16)的形状和尺寸一致。

3.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述加热管(14)采用双层结构，内层为铜管，该铜管的两端分别与介质腔(17)两侧的管板A(9)连接，外层为聚四氟乙烯管，该聚四氟乙烯管的端部位于管板A(9)和管板B(11)之间。

4.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述加热管(14)上未被聚四氟乙烯管包裹的外表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层(10)。

5.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述加热管(14)上聚四氟乙烯管与可溶性聚四氟乙烯层(10)的连接处套设有密封橡胶套(12)。

6.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述加热管(14)与管板B(11)的连接处安装有氟橡胶密封圈(13)。

7.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述管板B(11)由内部的碳钢板和碳钢板表面的聚四氟乙烯层组成。

8.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述管板A(9)上靠近防泄漏腔(16)一侧的表面喷涂有可溶性聚四氟乙烯层(10)。

9.如权利要求1所述的氢氟酸蒸发器，其特征在于：所述介质腔(17)的下部设有支撑脚(18)。