CN217179377U - 一种利用余热生产亚硫酸钠的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及亚硫酸钠的制备技术领域，尤其涉及一种利用余热生产亚硫酸钠的装置。其包括外壳、中间壳以及内壳；所述内壳内形成燃烧腔，所述内壳和中间壳之间形成换热腔，所述外壳和中间壳之间形成吸收腔；所述内壳设有进料口、以及可供所述燃烧腔内生成的二氧化硫进入所述换热腔内的第一出口；所述换热腔内设有换热器，所述中间壳设有可供二氧化硫进入所述吸收腔的第二出口；所述吸收腔内填充有用于吸收二氧化硫的纯碱溶液，所述外壳设有出料口。本申请中，利用内壳、中间壳和外壳将燃烧腔包覆，燃烧腔所散出的余热温度是从内壳到外壳递减的，热量传递到吸收腔时，其温度基本能够满足纯碱吸收二氧化硫所需温度，使得余热得到有效利用。

Description

一种利用余热生产亚硫酸钠的装置

技术领域

本实用新型涉及亚硫酸钠的制备技术领域，尤其涉及一种利用余热生产亚硫酸钠的装置。

背景技术

亚硫酸钠是一种无机物，化学式Na₂SO₃，常见的亚硫酸盐，白色、单斜晶体或粉末。对眼睛、皮肤、粘膜有刺激作用，可污染水源。受高热分解产生有毒的硫化物烟气，工业上主要用于制亚硫酸纤维素酯、硫代硫酸钠、有机化学药品、漂白织物等，还用作还原剂、防腐剂、去氯剂等。亚硫酸钠的传统生产工艺是固体硫磺颗粒通过螺旋给料器送料，由压缩空气吹入炉内燃烧，空气经过压缩通入焚硫炉，与硫磺焚烧生成SO₂气体(炉气)；纯碱配成一定浓度的碱液，与二氧化硫气体反应得到亚硫酸氢钠溶液；亚硫酸钠氢钠溶液采用烧碱中和得到亚硫酸钠溶液；亚硫酸钠溶液进入浓缩器，采用双效连续浓缩工艺，蒸出水分，得到含亚硫酸钠结晶的悬浮液，将浓缩器合格物料放入离心机，实现固液分离，固体(湿品亚硫酸钠)进入气流干燥器，采用热风干燥得到成品；母液回用到配碱槽，循环使用。

其中，硫磺的燃烧会产生高热炉气，而二氧化硫的吸收步骤、亚硫酸钠的浓缩干燥步骤均有外加热量的要求，如果能够将燃烧余热利用到这些步骤中，就能达到节能减排目的。

现有技术中，大多利用独立的换热器实现余热的收集，比如公开号为CN112629271A的专利文件公开的一种亚硫酸钠制备用炉气余热回收装置。由于燃烧炉与换热器相互独立，在换热过程中，存在余热损耗较大的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决上述问题，提供一种利用余热生产亚硫酸钠的装置。

本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，包括外壳、中间壳以及内壳；所述内壳内形成燃烧腔，所述内壳和中间壳之间形成换热腔，所述外壳和中间壳之间形成吸收腔；所述内壳设有进料口、以及可供所述燃烧腔内生成的二氧化硫进入所述换热腔内的第一出口；所述换热腔内设有换热器，所述中间壳设有可供经所述换热器降温后的二氧化硫进入所述吸收腔的第二出口；所述吸收腔内填充有用于吸收二氧化硫的纯碱溶液，所述外壳设有出料口。

作为本实用新型的优选，还包括用于驱动所述内壳转动的电机；所述内壳相对的两端分别设有支撑管，一所述支撑管与所述电机连接；两所述支撑管均一端通过转动轴承设置于一固定架上，另一端依次穿过所述外壳、中间壳后与所述内壳连接，所述支撑管与所述内壳固定连接，所述支撑管与所述中间壳通过转动轴承连接，所述支撑管与所述外壳通过转动轴承连接。

作为本实用新型的优选，一所述支撑管与所述内壳连接的一端与所述进料口连通，另一端形成进料端；另一所述支撑管位于所述内壳和中间壳之间的部分设置所述第一出口。

作为本实用新型的优选，所述内壳内设有补风内壳，所述内壳和补风内壳之间形成补风分腔，所述补风内壳内形成燃烧分腔，所述进料口和第一出口均与所述燃烧分腔连通；所述补风内壳内壁包括硫磺承接面，所述硫磺承接面与水平面之间夹锐角；所述补风内壳内设有若干止挡板，所述止挡板的一端与补风内壳连接、另一端与补风内壳之间形成导流部；所述止挡板均内部空心、并与所述补风分腔连通，所述止挡板靠近所述进料口的一面设有若干风孔。

作为本实用新型的优选，所述补风内壳为圆台形，包括窄端和宽端；所述窄端靠近所述进料口、宽端远离所述进料口。

作为本实用新型的优选，所述换热器为圆筒型，所述换热器包括相对的连接端和自由端，所述连接端与所述中间壳连接，所述自由端与所述中间壳之间形成导流间隙；所述连接端靠近所述第一出口，所述自由端远离所述第一出口。

作为本实用新型的优选，所述换热腔内还设有刮板，所述刮板通过弹性件与所述中间壳连接，所述弹性件的伸缩方向与所述换热器连接端到自由端的方向平行，所述刮板包括与所述换热器内壁抵接的刮除部。

作为本实用新型的优选，所述吸收腔内设有搅拌杆。

作为本实用新型的优选，所述中间壳与外壳之间设有连接杆。

作为本实用新型的优选，所述第二出口处设有温度计。

本实用新型的有益效果：

1.本申请中，利用内壳、中间壳和外壳将燃烧腔包覆，一方面，多层壳体的设置提高了保温效果，降低了燃烧腔能耗；另一方面，燃烧腔所散出的余热温度是从内壳到外壳递减的，热量传递到吸收腔时，其温度基本能够满足纯碱吸收二氧化硫所需温度，使得余热得到有效利用。

2.本申请中，换热器直接套设于内壳外，通过减少余热和二氧化硫的移动路径以减少换热损耗。

附图说明

图1是一种利用余热生产亚硫酸钠的装置的结构示意图；

图中：外壳1，出料口11，搅拌杆12，中间壳2，换热器21，第二出口22，刮板23，内壳3，进料口31，第一出口32，支撑管33，电机4，固定架5，补风内壳6，止挡板61，导流部62。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施方式，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，如图1所示，包括外壳1、中间壳2以及内壳3；内壳3内形成燃烧腔，内壳3和中间壳2之间形成换热腔，外壳1和中间壳2之间形成吸收腔；内壳3设有进料口31、以及可供燃烧腔内生成的二氧化硫进入换热腔内的第一出口32；换热腔内设有换热器21，中间壳2设有可供经换热器21降温后的二氧化硫进入吸收腔的第二出口22；吸收腔内填充有用于吸收二氧化硫的纯碱溶液，外壳1设有出料口11。

使用时，硫磺从进料口31进入燃烧腔，燃烧得到二氧化硫，燃烧腔产生的余热透过内壳3传递到换热腔，再通过中间壳2传递到吸收腔内。内壳3选用保温壳，虽然燃烧腔内燃烧温度较高，但是能够透过内壳3的热量相对较少，且经过换热腔和中间壳2的传递后，到达吸收腔的热量少、其温度较低，一般在40-60℃左右，正好用于纯碱和二氧化硫的反应。而燃烧腔生成的高温的二氧化硫从第一出口32排出到换热腔，受到换热器21换热降温后，从第二出口22传递到吸收腔内被纯碱吸收得到亚硫酸氢钠溶液。同时，为了避免过高温度的二氧化硫进入吸收腔，第二出口22处设有阀门和温度计，温度计与阀门电连接，只有当二氧化硫的温度降低到40-60℃左右时，阀门才可以打开使得二氧化硫进入吸收腔。亚硫酸氢钠溶液从出料口11排出后经中和干燥即可得到亚硫酸钠。其中，为了提高吸收效率，吸收腔内设有搅拌杆12。

为了提高燃烧效率和换热效率，还包括用于驱动内壳3转动的电机4；内壳3相对的两端分别设有支撑管33，一支撑管33与电机4连接；两支撑管33均一端通过转动轴承设置于一固定架5上，另一端依次穿过外壳1、中间壳2后与内壳3连接，支撑管33与内壳3固定连接，支撑管33与中间壳2通过转动轴承连接，支撑管33与外壳1通过转动轴承连接。外壳1可以固定在地面或平台上，中间壳2与外壳1之间设有连接杆以固定中间壳2。内壳3转动时，其内的硫磺可以得到分散，提高与氧气的接触频率；同时内壳3也可以看做换热腔内的一搅拌件，可以搅动换热腔内的二氧化硫，提高二氧化硫与换热器21的换热效率。

为了便于向内壳3内进料，可将一支撑管33与内壳3连接的一端与进料口31连通，另一端形成进料端；另一支撑管33位于内壳3和中间壳2之间的部分设置第一出口32。

进一步地，内壳3内设有补风内壳6，内壳3和补风内壳6之间形成补风分腔，补风内壳6内形成燃烧分腔，进料口31和第一出口32均与燃烧分腔连通；硫磺在燃烧分腔内燃烧，补风内壳6设有可向燃烧分腔内补风的风孔。为了避免硫磺进入燃烧分腔中后，聚集在进口处影响燃烧效率，补风内壳6内壁包括硫磺承接面，硫磺承接面也就是补风内壳6的实时状态下的内底面，随着内壳3的转动，补风内壳6内壁的任一部分转动至最低端时都可以成为补风内壳6的内底面，此时这一部分即为硫磺承接面。硫磺聚集在硫磺承接面上，通过使得硫磺承接面与水平面之间夹锐角，即可使得硫磺沿硫磺承接面滑动。这种硫磺承接面可以通过多种方式形成，比如其内的补风内壳6为圆台形，包括窄端和宽端；窄端靠近进料口31、宽端远离进料口31。为了提高对硫磺的补风效率，补风内壳6内设有若干止挡板61；止挡板61的一端与补风内壳6连接、另一端与补风内壳6之间形成导流部62。止挡板61均内部空心、并与补风腔连通，止挡板61靠近进口的一面设有若干风孔。

若干止挡板61的设置方式有多种，比如将补风内壳6看做包括第一半壳和第二半壳，止挡板61可以均一端与第一半壳内壁连接、另一端均与第二半壳内壁之间形成导流部62。使用时，当第一半壳位于第二半壳下方时，硫磺从进料口31进入燃烧分腔后，被止挡在内壳3侧壁和第一块止挡板61之间，受到第一块止挡板61补风燃烧；随着内壳3的转动，当第一半壳转动至第二半壳上方时，硫磺可以通过第一块止挡板61的导流部62后移动到第一块止挡板61和第二块止挡板61之间；同时随着内壳3的转动，第一半壳又转动至第二半壳下方，硫磺被止挡在第一块止挡板61和第二块止挡板61之间，受第二块止挡板61补风燃烧。如此即可使得硫磺得到不断地补风燃烧。若干止挡板61的设置方式也可以如本实施例中，一止挡板61一端与第一半壳内壁连接、另一端与第二半壳内壁之间形成导流部62，与之相邻的止挡板61一端与第二半壳内壁连接、另一端与第一半壳内壁之间形成导流部62。其止挡方式与上述一致。

为了提高换热效率，换热器21为圆筒型，换热器21包括相对的连接端和自由端，连接端与中间壳2连接，自由端与中间壳2之间形成导流间隙；连接端靠近第一出口32，自由端远离第一出口32。二氧化硫从第一出口32出来后，需要先沿换热器21内壁流向导流间隙，然后沿换热器21外壁流向第二出口22。

由于二氧化硫中可能具有含有升华硫，在换热过程中，升华硫冷凝形成硫磺附着在换热器21上，因此换热腔内还设有刮板23，刮板23通过弹性件与中间壳2连接，弹性件的伸缩方向与换热器21连接端到自由端的方向平行，刮板23包括与换热器21内壁抵接的刮除部。

刮板23优选为磁吸块，在外壳1外加设一可与刮板23磁吸连接的磁块，即可使得弹性件收缩；当拿开磁块时，弹性件弹性扩张，推动刮板23移动，刮板23移动过程中可以对换热器21上附着的硫磺进行刮除。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：包括外壳（1）、中间壳（2）以及内壳（3）；所述内壳（3）内形成燃烧腔，所述内壳（3）和中间壳（2）之间形成换热腔，所述外壳（1）和中间壳（2）之间形成吸收腔；所述内壳（3）设有进料口（31）、以及可供所述燃烧腔内生成的二氧化硫进入所述换热腔内的第一出口（32）；所述换热腔内设有换热器（21），所述中间壳（2）设有可供经所述换热器（21）降温后的二氧化硫进入所述吸收腔的第二出口（22）；所述吸收腔内填充有用于吸收二氧化硫的纯碱溶液，所述外壳（1）设有出料口（11）。

2.根据权利要求1所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：还包括用于驱动所述内壳（3）转动的电机（4）；所述内壳（3）相对的两端分别设有支撑管（33），一所述支撑管（33）与所述电机（4）连接；两所述支撑管（33）均一端通过转动轴承设置于一固定架（5）上，另一端依次穿过所述外壳（1）、中间壳（2）后与所述内壳（3）连接，所述支撑管（33）与所述内壳（3）固定连接，所述支撑管（33）与所述中间壳（2）通过转动轴承连接，所述支撑管（33）与所述外壳（1）通过转动轴承连接。

3.根据权利要求2所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：一所述支撑管（33）与所述内壳（3）连接的一端与所述进料口（31）连通，另一端形成进料端；另一所述支撑管（33）位于所述内壳（3）和中间壳（2）之间的部分设置所述第一出口（32）。

4.根据权利要求3所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述内壳（3）内设有补风内壳（6），所述内壳（3）和补风内壳（6）之间形成补风分腔，所述补风内壳（6）内形成燃烧分腔，所述进料口（31）和第一出口（32）均与所述燃烧分腔连通；所述补风内壳（6）内壁包括硫磺承接面，所述硫磺承接面与水平面之间夹锐角；所述补风内壳（6）内设有若干止挡板（61），所述止挡板（61）的一端与补风内壳（6）连接、另一端与补风内壳（6）之间形成导流部（62）；所述止挡板（61）均内部空心、并与所述补风分腔连通，所述止挡板（61）靠近所述进料口（31）的一面设有若干风孔。

5.根据权利要求4所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述补风内壳（6）为圆台形，包括窄端和宽端；所述窄端靠近所述进料口（31）、宽端远离所述进料口（31）。

6.根据权利要求3所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述换热器（21）为圆筒型，所述换热器（21）包括相对的连接端和自由端，所述连接端与所述中间壳（2）连接，所述自由端与所述中间壳（2）之间形成导流间隙；所述连接端靠近所述第一出口（32），所述自由端远离所述第一出口（32）。

7.根据权利要求6所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述换热腔内还设有刮板（23），所述刮板（23）通过弹性件与所述中间壳（2）连接，所述弹性件的伸缩方向与所述换热器（21）连接端到自由端的方向平行，所述刮板（23）包括与所述换热器（21）内壁抵接的刮除部。

8.根据权利要求1所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述吸收腔内设有搅拌杆（12）。

9.根据权利要求1所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述中间壳（2）与外壳（1）之间设有连接杆。

10.根据权利要求1所述的一种利用余热生产亚硫酸钠的装置，其特征在于：所述第二出口（22）处设有温度计。

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