一种浓硫酸提纯设备及应用其的提纯工艺制造技术

一种浓硫酸提纯设备，用于浓硫酸的提纯，包括用于电加热对浓硫酸加热沸腾的石英玻璃组件、向石英玻璃组件提供原料酸的原料酸供应装置以及对石英玻璃组件提纯的酸液冷却的冷却槽；所述的石英玻璃组件采用石英玻璃制备，其SiO

【技术实现步骤摘要】
一种浓硫酸提纯设备及应用其的提纯工艺
本专利技术涉及浓硫酸提纯领域，具体涉及一种浓硫酸提纯设备，采用石英玻璃材质并采用全密闭现场焊接技术焊接制备，其SiO2含量达99.97％以上，还涉及了一种基于此提纯设备的浓硫酸提纯工艺。
技术介绍
浓硫酸，化学分子式为H2SO4，是一种具有高腐蚀性的强矿物酸，浓硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一，同时它还具有脱水性，强氧化性，强腐蚀性，难挥发性，酸性，吸水性等。现有硫酸提纯装置由加热蒸发器将硫酸加热后经热交换器换热冷却后得到纯化的硫酸。基于浓硫酸的化学性质，现有的浓硫酸提纯设备均采用镍铬合金或陶瓷等材料制备，或采用搪瓷缸、聚四氟乙烯加衬的钢制成，例如申请号为2007101426410的一种用于提纯废硫酸的设备；此种设备具有很高的强度稳定性，但不具有可视性，且整体笨重占占地面积大，不适应现阶段的需要。玻璃设备具有很高的耐腐蚀性和导热性，可以选用作为提纯设备，但用于提纯浓硫酸的玻璃设备的制备复杂，工艺难以保证，存在很多磨口。磨口处存在未消除的应力，在持续的生产过程中，管内气压、热压、管重的综合作用下，寿命短；为降低系统负荷，现有的玻璃制备的浓硫酸提纯的设备日产量都处于较低的水平。
技术实现思路
根据
技术介绍
提出的问题，本专利技术提供一种浓硫酸提纯设备及应用其的提纯工艺来解决，接下来对本专利技术做进一步地阐述。一种浓硫酸提纯设备，用于浓硫酸的提纯，包括用于电加热对浓硫酸加热沸腾的石英玻璃组件、向石英玻璃组件提供原料酸的原料酸供应装置以及对石英玻璃组件提纯的酸液冷却的冷却槽；所述的石英玻璃组件采用石英玻璃制备，其SiO2含量达99.97％以上，并采用全密闭现场焊接技术焊接而成，允许工作温度不低于1100℃，且此温度下石英玻璃组件的线膨胀系数不超过5.56×10-7。所述的石英玻璃组件包括内置有加热装置的加热管，加热管上端设置有膨大的缓冲腔，下端设置有容渣腔，其上设置有排渣阀；还包括有连通加热管的蒸汽管，蒸汽管靠下部位通过连通管连通在加热管顶部，其底部内置有原料管，原料管与蒸汽管底部留有间隙，原料管顶部贯穿蒸汽管连通到加热管，底部贯穿蒸汽管连通到换热管，蒸汽管的底部也连通换热管；蒸汽管顶部连通稀酸管，稀酸管一端连通尾气回收装置，另一端连接至冷却槽；在所述换热管内，设置有连通至蒸汽管底部的换热内管，换热管顶部通过桥管连通蒸汽管，底部连通至原料酸供应装置，换热内管贯穿换热管底部连接至冷却槽。可选地，所述的石英玻璃组件的任一连接处，石英玻璃均不存在磨口。可选地，所述换热内管为螺旋状，获取的浓硫酸于换热内管内向下流动，原料酸由换热管底部向顶部反向流动。可选地，所述的石英玻璃组件为单组或采用多组连接在一起构成并联且同时工作的提纯系统，对于多组石英玻璃组件并联使用的系统，所述任意一组石英玻璃组件的换热管的底部连接至原料酸供应装置，由原料酸供应装置供应原料酸并分流至所有的石英玻璃组件。可选地，所述原料酸供应装置包括大容量存储原料酸的原料酸储罐，原料酸储罐的底部通过酸泵连接至位于高处存储势能的高位罐；或，高位罐通过底部设有的带有进酸阀的管道连接至平位槽，每组石英玻璃组件配备一个平位槽，平位槽的安装高度与加热管的高度一致，用于平衡加热管的浓硫酸液面在一个水平线上，保证石英玻璃组件在工作时始终有酸，当平位槽的液体低于某个液位时，设置在平位槽上的感应器自动开启进酸阀，而当液面高于某个液位时，自动关闭进酸阀。可选地，所述的换热内管上间隔一定距离设有连接至换热管的玻璃梁，所述玻璃梁关于换热内管轴心线圆周阵列，设置的多个玻璃梁承担卡门涡街效应产生的作用力。一种浓硫酸提纯工艺，包括以下步骤：原料酸高位蓄能，通过酸泵将原料酸罐内的原料酸压入处于高位的高位罐；原料酸自流供应，原料酸在重力作用下自流进入平位槽，平位槽在低位时启动进酸阀，在高位时关闭进酸阀，维持加热管内始终有酸液；加热提纯，加热装置对原料酸液进行加热至沸腾，挥发的较重的气体在蒸汽管内冷却为纯浓硫酸液体，同时往下自流对原料管、换热管内的原料酸预先预热，而后流经冷却槽冷却，最后流入自流到浓硫酸储罐；挥发的较轻的气体在稀酸管顶端遇冷部分变成稀硫酸，经冷却槽冷却后自流到稀硫酸储罐，另一部分成为尾气(酸雾)，进入酸雾处理系统。有益效果：与现有技术相比，本专利技术所述的浓硫酸提纯设备可设置多达为60套石英玻璃组件组成的提纯系统，日产量可达到23040KG，产量大幅提升；并且，占地面积小，电耗降至333-375千瓦时/吨，可24小时连续生产且工艺收率可达到95％；并且实现的可视化生产，直观显示提纯装置内的工作状态；整体装置线膨胀系数小，抗气压、热压性能得到保证，并且消除了卡门涡街效应产生的呈现一定频率的力的冲击，维持了设备的使用寿命。附图说明图1：本专利技术的结构示意图；图2：图1的局部结构示意图；图3：图2中A处的结构放大示意图；图4：本专利技术提纯工艺流程图；图中：石英玻璃组件10、加热管110、加热装置111、缓冲腔112、容渣腔113、排渣阀114、蒸汽管120、连通管130、原料管140、换热管150、换热内管160、桥管170、稀酸管180、玻璃梁190、冷却槽20、原料酸供应装置30、浓硫酸储罐40、稀硫酸储罐50、原料酸储罐60、酸泵70、高位罐80、平位槽90。具体实施方式接下来结合附图对本专利技术的一个具体实施例来做详细地阐述。一种浓硫酸提纯设备，用于浓硫酸的提纯，其包括用于电加热对浓硫酸加热沸腾的石英玻璃组件10，采用石英玻璃制备，所述的石英玻璃SiO2含量达99.97％以上，采用全密闭现场焊接技术焊接而成，弥补了普通玻璃存在的磨口连接的技术问题。经证明，SiO2含量在99.97％以上的石英玻璃设备耐腐蚀性良好、化学稳定性优良、透明度高，允许工作高温达1100℃，线膨胀系数在1000℃时最大为5.56×10-7，是普通玻璃的1/10-1/20，固有很高的耐急冷、急热性能，在浓硫酸提纯的提纯过程中，加热时原料算沸腾的温度下，石英玻璃组件10近乎不膨胀，系统稳定。本专利技术在常温或高温下，除氢氟酸和磷酸外，可耐各种酸、王水、中性盐、硫和碳的侵蚀，在800℃以下，除PbO以外，不受金属氧化物的侵蚀，也不与硫酸钠起反映，其化学稳定性比镍铬合金和陶瓷大150倍，解决了普通玻璃设备在浓硫酸蒸发提纯的过程中出现的气液跑、冒、滴、漏、以及遇急冷、热发生炸裂等导致污染环境和不安全的问题。所述的石英玻璃组件10包括内置有加热装置111的加热管110，加热装置111通电发热对加热管110内的原料酸加热直至其沸腾，加热管110上端设置有膨大的缓冲腔112，下端设置有容渣腔113，收纳原料酸沸腾后不被分解的残渣，其上设置有排渣阀114，在一端时间后开启排渣用。还包括有连通加热管110的蒸汽管120，蒸汽管120靠下部位通过连通管130连通在加热管110顶部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浓硫酸提纯设备，用于浓硫酸的提纯，包括用于电加热对浓硫酸加热沸腾的石英玻璃组件10、向石英玻璃组件10提供原料酸的原料酸供应装置30以及对石英玻璃组件10提纯的酸液冷却的冷却槽20；其特征在于：/n所述的石英玻璃组件10采用石英玻璃制备，其SiO

【技术特征摘要】
1.一种浓硫酸提纯设备，用于浓硫酸的提纯，包括用于电加热对浓硫酸加热沸腾的石英玻璃组件10、向石英玻璃组件10提供原料酸的原料酸供应装置30以及对石英玻璃组件10提纯的酸液冷却的冷却槽20；其特征在于：
所述的石英玻璃组件10采用石英玻璃制备，其SiO2含量达99.97％以上，并采用全密闭现场焊接技术焊接而成，允许工作温度不低于1100℃，且此温度下石英玻璃组件10的线膨胀系数不超过5.56×10-7。


2.根据权利要求1所述的一种浓硫酸提纯设备，其特征在于：所述的石英玻璃组件(10)包括内置有加热装置(111)的加热管(110)，加热管(110)上端设置有膨大的缓冲腔(112)，下端设置有容渣腔(113)，其上设置有排渣阀(114)；还包括有连通加热管(110)的蒸汽管(120)，蒸汽管(120)靠下部位通过连通管(130)连通在加热管(110)顶部，其底部内置有原料管(140)，原料管(140)与蒸汽管(120)底部留有间隙，原料管(140)顶部贯穿蒸汽管(120)连通到加热管(110)，底部贯穿蒸汽管(120)连通到换热管(150)，蒸汽管(120)的底部也连通换热管(150)；蒸汽管(120)顶部连通稀酸管(180)，稀酸管(180)一端连通尾气回收装置，另一端连接至冷却槽(20)；在所述换热管(150)内，设置有连通至蒸汽管(120)底部的换热内管(160)，换热管(150)顶部通过桥管(170)连通蒸汽管(120)，底部连通至原料酸供应装置(30)，换热内管(160)贯穿换热管(150)底部连接至冷却槽(20)。


3.根据权利要求2所述的一种浓硫酸提纯设备，其特征在于：所述的石英玻璃组件(10)的任一连接处，石英玻璃均不存在磨口。


4.根据权利要求3所述的一种浓硫酸提纯设备，其特征在于：所述换热内管(160)为螺旋状，获取的浓硫酸于换热内管(160)内向下流动，原料酸由换热管(150)底部向顶部反向流动。


5.根据权利要求2所述的一种浓硫酸提纯设备，其特征在于：所述的石英玻璃组件(10)为单组或采用多组连...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志正，
申请(专利权)人：贵溪市恒盛实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36