CN2420078Y

CN2420078Y - 自控式热交换酸液加热装置

Info

Publication number: CN2420078Y
Application number: CN 00216205
Authority: CN
Inventors: 刘远祯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2001-02-21
Anticipated expiration: 2010-01-17

Abstract

本实用新型是一种用于冷轧钢带或镀件酸洗工艺的自控式热交换加热酸液的装置。它由电阻加热器、石墨换热器、热水管道泵、耐酸泵等经管道连接构成热水循环回路和酸液循环回路,在换热器中实施对酸液加热。另有配电控温器对加热器的温度进行监测,并对是否通电加热进行控制。本装置与传统锅炉蒸汽加热工艺相比,可大大减少酸雾蒸发,改善工作环境,降低酸耗,降低产品成本,提高酸洗质量。

Description

自控式热交换酸液加热装置

本实用新型属酸液加热技术领域，具体涉及一种酸洗用酸液的加热装置。

目前，在钢带冷轧过程中需对钢带进行酸洗，在电镀工艺中，也需对镀件进行酸洗处理。在这些酸洗工艺中，需要对酸液进行加热，达到合适的温度，以确保酸洗的效果。通常对酸液加热采用直接通入蒸汽的方法。即用锅炉产生过热蒸汽，通过管道分多次直接通入酸液中，实施对酸液加热。蒸汽加热方法会产生大量酸雾，使操作人员难以忍受，对环境和场地会产生严重的腐蚀作用。由于蒸汽直接通入酸液，使酸液增加不少水份，致使酸液过早失效，增加废酸的处理量，酸耗较大，提高了生产成本。此外，蒸汽加热，酸液温度较难控制，温差较大；酸洗时，带面附着物较多，不够均匀，影响产品质量。

本实用新型的目的在于提出一种能够减少酸雾蒸发、防止酸液浪费、确保酸洗质量的自控式热交换酸液加热装置。

本实用新型设计的酸液加热装置，由电阻加热器、石墨换热器、热水管道泵、耐酸泵和配电控温器经连接管道连接构成。其中电阻加热器、换热器的石墨换热管外侧空间、热水管道泵和相应连接管道组成热水封闭循环回路，换热器的石墨换热管、耐酸泵、酸液槽和相应连接管道组成酸液循环回路。在换热器中，石墨管道外侧空间的热水通过热交换对管道内的酸液实施加热。配电控温器由三相电流表、控制开关、继电器、数显控温计经电路连接组成，三相电流表的三相线通过导线与加热器中的三组电热管连接。该配电控温器通过安装在加热器中的电热偶对热水循环回路的温度进行监测，通过控制开关对加热器是否通电加热进行控制，以确保热水温度在合适的范围内。装置的结构如图1所示。

本实用新型中，电阻加热器由电热管与封装外壳构成。电热管数量为6-15根。每根管径为12～20mm，长度为60～120cm。其中电热管均分为3组A、B、C，分别与电流表的A′、B′、C′三相连接，并配以“0”线构成回路。电热管的功率大小根据酸液的用量而确定。电热管与电热器外壳采用法兰连接，固拆装。加热器的二端分别设有出水口和进水口。通常，出水口布于加热器上侧，进水口布于加热器下侧。加热器出水口通过管道与换热器的进水口连通，中间设置热水管道泵，加热器的进水口通过管道与换热器的出口水连通，构成热水封闭循环回路。加热器、换热器上的进、出水口与管道之间均用法兰连接，以便于拆装。

为了便于监测加热器内部水位，在电阻加热器一端的合适位置设置一个液位计。为了确保准确反应水位高度，在液位计的上部连接1根空心紫铜管，直径约3mm，以起到溢气作用。

为了便于对加热器进行清垢处理，在其下部设置有一个排污阀。该阀通常处于关闭状态。当需要清垢时，可打开此阀，排出电热器中的污水。

在电阻加热器的一侧上方还可设置添水口，该添水口通过管道和阀门与备用水箱连接。该阀门处于常开状态。备用水箱采用类似于厕所水箱的结构，即设有浮球开关，以控制向加热器不定时补充水份，确保加热器不致因缺水而烧坏。

为了能测定和控制加热器的热水温度，电热偶设置于加热器一侧内部。该电热偶插于一个盲头钢管中，而由钢管伸入加热器壳体内150mm左右。电热偶将壳体内热水温度信息反馈到控温器中，与设定温度比较，通过电源开关，决定是否断电或送电。

本实用新型中，换热器由外壳及其内部的石墨换热管构成。外壳的筒体与两端封头之间由法兰连接，以便于制作和内部清洗、检修。石墨管内部用于流通酸液，石墨管外侧空间流通热水。换热器设有进、出酸口，其内部与石墨换热管连通，外部通过管道与酸液槽连通，并在进酸口的管道上安装有一个耐酸泵。这样，石墨管、酸液槽、连接管通、耐酸泵组成酸液循环回路。石墨管耐酸性能好，并具有良好的耐热性，比较适合于通酸换热。石墨管的数量与需要的换热面积对应，而换热面积的大小根据加热酸液的量决定。一般情况，换热面积为5-12m²。换热器的进出酸口采用法兰连接，以便于安装、拆卸。通常，进酸口设于换热器下侧，出酸口设于换热器上侧。

换热器上设有进、出水口。如前所述，它们通过连接管道与电热器的出、进水口连接。

为了便于清洗，换热器下侧也可设置一个排污阀。

热水管道泵是本装置中热水循环的动力设备，要求有较好的耐热性能。本装置的热水温度控制在90℃之内，则管道泵的技术要求是能耐热120℃以上。泵的流量一般在16-24m³/小时。

耐酸泵是本装置中酸液循环的动力设备，要求能耐硫酸、盐酸等较长时间的腐蚀，并且能耐热120℃以上。泵的流量一般为16-24m³/小时，可满足钢带等的酸洗要求。

本实用新型中的连接管道都采用耐热性能良好的PP塑料管。在其外表设有保温和防水隔离层。保温层一般采用硅酸铝纤维棉毯，厚度约15-25mm。电热器、换热器外壳也可采用PP塑料，外表也设有保温隔热层。例如外表先包扎一层15-25mm厚度的硅酸铝纤维棉毯，再用φ0.5钢丝网纱加固，最外涂一水泥+石灰层。经过这样的保温处理，使外表升温一般低于25℃。

本装置在工作时，即对钢带或镀件进行酸洗时，先开启电源开关，使电热器加热。开启热水管道泵和耐酸泵，使热水在热水循环回路中流动，酸液在酸液循环回路中流动。由于两个循环回路在换热器中交叉，使酸液通过热交换升温加热。配电控温器通过电热偶采集到加热器中的水温，经过与设定温度的比较，决定对电热器是断电还是通电，以控制加热器温度，并相应控制酸液温度。钢带在酸液槽中移动，其移动方面与酸液流动方向相反。两者的相对速度形成了酸液对钢带的冲刷力，从而不使钢带表面沾垢，去除表面花点。

使用本装置，取消了传统的锅炉蒸汽加热酸液的方式，大大减少了酸雾的发生，改善了工人的工作条件，降低了劳动强度，避免了对场地和环境的腐蚀。酸液在闭路循环中行进，无水份进入，降低了酸耗(较蒸汽加热工艺节约30％以上)，因而可降低生产成本。加热温度较蒸汽加热方式容易控制，槽液温差可小于±2℃，确保了工艺温度，使酸洗均匀，提高了酸洗质量。

图1为本装置结构图示。

图2为本装置中的配电控温器结构图示。

图中标号：1电阻加热器，2石墨换热器，3耐酸泵，4热水管道泵，5配电控温器，6液位计，7热电偶，8电热管，9石墨换热管，10热水连接管道，11酸液连接管道，12酸液槽，13加热器排污阀，14换热器排污阀，15电流表，16数显控温器，17、18加热器进、出水口，19、20换热器进、出水口，21、22换热器进、出酸口，23加热器添水口。ZK自动空气开关，RD₁～RD₄熔断器，XLC₁～XLC₄为空气接触器，J、J_1-1、J_1-2、J_1-3为中间继电器，RJ热继电器，QA、TA分别为起动、停止按钮，K主令开关，LD、HD为指示灯。

实施例：根据如图1所示，酸液槽(12)溶积为2800×50×50(cm)、酸液量为5吨左右。电阻加热器(1)的直径为85cm，长度200cm，其中电热管(8)采用9根，每3根连接成一组，3组A、B、C通过导线分别与三相电源的三相A′、B′、C′连接，电热管每根长度80cm，直径16mm，电热管与加热器外壳之间法兰连接固定。进水口(17)开设于左端下侧，出水口(18)开设于右端上侧。如图示安装电热偶(7)和液位计(6)。右端上侧另开设添水口(23)，通过管道与备用水箱连接(水箱图中未画出)。下侧开设排污口，并设排污阀(13)。换热器(2)直径36cm，长度240cm，换热管采用石墨改性聚丙烯材料，直径30mm，换热面积10m²。外壳的简体与两端封头用法兰连接。换热器下侧右部分别开设进水口(19)和进酸口(21)，上侧右端开设出水口(20)、出酸口(22)。加热器的进水口(17)、出水口(18)分别和换热器的出水口(20)、进水口(19)之间用连接管道(10)连接。热水管道泵(4)安装于出水口(18)和进水口(19)之间，该泵流量为20m³/小时，耐热大于120℃。换热器的进酸口(21)、出酸口(22)分别通过连接管道(11)与酸液槽(12)的两端的出、进酸口连接。耐酸泵(3)安装于酸液槽出酸口与换热器进酸口(21)之间。该泵流量为20m³/小时，材料采用1Cr8Ni9Ti，耐热大于120℃。

配电控温器(5)的电路如图2所示。电流表(15)三相接电阻加热器，数显温控器(16)与热电偶(7)连接，电路还可与热水管道泵电机连接，在控温器上控制泵的启、停。熔断器RD₁～RD₄在电路中保护作用。同时，在电路中设置起动、停止按钮QA、TA，并设置指示灯LD、HD。在加热器与电表之间、泵电机与相应的熔断器之间分别接交流接触器XLC₁～XLC₄。

Claims

1．一种自控式热交换酸液加热装置，由电阻加热器、石墨换热器、热水管道泵、耐酸泵、配电控温器经连接管道连接构成，其特征在于电阻加热器、换热器的石墨换热管外侧空间、热水管道泵和相应的连接管道组成热水封闭循环回路；换热器的石墨换热管、耐酸泵、酸液槽和相应的连接管道组成酸液循环回路；配电控温器由三相电流表控制开关、继电器、数显控温计经电路连接组成，三相电流表的三相线通过导线与加热器中的三组电热管连接，也与热水管道泵电机连接；加热器中安装有能将壳体内热水温度信息反馈到控温器的热电偶，该热电偶与数显温控器连接。

2．根据权利要求1所述的酸液加热装置，其特征在于电阻加热器由电热管和封装外壳构成，电热管数量为6-15根，每根管径12-20mm，长度60-120cm，电热管均分为3组，分别与电流表的三相线连接；加热器的二端分别设有出水口和进水口，其出水口通过管道与换热器的进水口连通，热水管道泵设置于该管道中间，进水口通过管道与换热器的出水口连通，构成热水循环回路。

3．根据权利要求1所述的酸液加热装置，其特征在于加热器的一端还设置有一个液位计。

4．根据权利要求2或3所述的酸液加热装置，其特征在于电阻加热器的一侧上方还设置有一个通过管道与备用水箱连接的添水口。

5．根据权利要求4所述的酸液加热装置，其特征在于换热器由外壳及其内部的石墨换热管构成，外壳的筒体与两端封头之间由法兰连接；换热器设有进、出酸口，其内与石墨换热管连通，外部通过管道与酸液槽连通，耐酸泵安装于酸液槽出酸口与换热器进酸口之间的管道上，构成酸液循环回路，换热管的换热面积为5-12m²。

6．根据权利要求5所述的酸液加热装置，其特征在于电阻加热器和石墨换热器的下侧分别设置有一个排污阀。

7．根据权利要求6所述的酸液加热装置，其特征在于连接管道外表设有保温和防水隔离层，该保温层采用硅酸铝纤维棉毯，厚度为15-25mm，加热器和换热器外表也设有保温隔热层。