一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺技术方案

一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺涉及给废硫酸浓缩的系统和工艺。主要是为解决目前锅式硫酸浓缩工艺用手动操作参数不稳定的问题而发明专利技术的。稀硫酸预热器连接有稀废硫酸进入管道，稀硫酸预热器有管道连分馏塔和浓缩锅；分馏塔有管道连接水喷射泵，稀硫酸预热器有管道与浓硫酸冷却器连接，浓硫酸冷却器和取样器连接，取样器和浓硫酸中间储罐连接，浓硫酸中间储罐有管道连接浓硫酸泵，浓硫酸泵连接浓硫酸高位槽，浓硫酸高位槽有管道与稀硫酸预热器相连；气体管道与安全保护槽连接；水喷射泵有管道和废水循环槽连接；废水循环槽与废水循环泵连接，废水循环泵与循环水冷却器连接，循环水冷却器与水喷射泵相连，优点是连续进料出料参数稳定。出料参数稳定。出料参数稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺
[0001]
：本专利技术涉及化工及环保领域中，对多行业生产产生含水和少量杂质的废硫酸进行浓缩的系统和工艺。
[0002]
技术介绍
：目前最主要的无机化工原料硫酸在使用后，会产生大量的稀废硫酸，数量巨大的废硫酸作为危险废物，必须“减量化、资源化、再利用”，锅式硫酸浓缩装置也称锅塔式硫酸浓缩装置，因其工艺流程短，工艺简单，建设成本低，建设周期短，大量应用在火炸药、推进剂、医药、农药、染料、颜料、稀土、石化等行业产生的废硫酸处理上。原有锅式硫酸浓缩工艺采用手动操作，参数控制波动大，劳动强度大，现场操作环境差，安全性差，设备使用寿命短，资源和能源利用率低。随着环保和安全的需要，所以开发了安全的自动控制的锅式硫酸浓缩装置和工艺方法。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能将稀的废硫酸蒸馏、脱水浓缩、除去少量杂质，得到的浓硫酸可以资源化循环利用的能自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺。
[0004]所述系统的设备包括：分馏塔、浓缩锅、加热炉、浓硫酸冷却器、取样器、浓硫酸中间储罐、浓硫酸泵、浓硫酸高位槽、文丘里式的水喷射泵、废水循环槽、废水循环泵、循环水冷却器、安全保护槽、燃烧器、稀硫酸预热器、油水分离罐（处理含有机杂质废酸用）、尾气处理吸收塔、漏酸应急处理吸收塔；稀硫酸预热器的管程入口连接有稀废硫酸进入管道，稀废硫酸进入管道上安装有第一流量计和第一调节阀，第一流量计和第一调节阀组成联锁A；稀硫酸预热器管程出口有管道连接分馏塔上部的稀废酸入口，稀硫酸预热器壳程通过管道与浓缩锅出口连接；分馏塔为复合材料填料塔，分馏塔下端与浓缩锅锅盖的塔口相连，浓缩锅和分馏塔上都有带传感器的温度计；浓缩锅顶部有带传感器的压力计；分馏塔顶部连接有去文丘里式水喷射泵的气体管道，气体管道上有压力调节支管和压力表，压力调节支管上有压力调节阀，压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于控制浓缩锅内和分馏塔内的压力、压力差；浓缩锅固定在加热炉中，加热炉有燃烧器，燃烧器上有阀门，加热炉上有温度计，燃烧器上的控制器控制燃烧器的阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成联锁C，浓缩锅和分馏塔上的带传感器的温度计用于控制热源强度，给定温度信号，通过带传感器的温度计（TIRA），联锁调节控制燃烧器的燃料加入量。
[0005]稀硫酸预热器壳程有管道与浓硫酸冷却器的壳程入口连接，浓硫酸冷却器的壳程出口和取样器连接，浓硫酸冷却器有环V型冷却水夹道，冷却水进水管插入环V型夹道中、两条冷却水出水管连接在环V型夹道外侧壁的两个螺纹口上；取样器有管道和浓硫酸中间储罐入口连接，该管道上有温度计；浓硫酸中间储罐有可实现联锁的第一远传型液位计，浓硫酸中间储罐出口有管道连接浓硫酸泵入口，浓硫酸泵出口有向外部储罐输送物料的管道，此管道上有第二调节阀，第二调节阀与浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计组成联锁D，
通过浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计联锁控制液位；浓硫酸泵出口连接的向外部储罐输送物料的管道连有分支管道，分支管道另一端连接浓硫酸高位槽的上部入口，浓硫酸高位槽上有液位计、侧面有溢流口，溢流口有管道连接在浓硫酸中间储罐的上部管口，浓硫酸高位槽下部有出口管道与去稀硫酸预热器的稀废硫酸进入管道相连，出口管道上有第二流量计和自动调节的第三调节阀，第二流量计和第三调节阀组成联锁E；从分馏塔顶到文丘里式水喷射泵之间连接的气体管道上设有热膨胀补偿器，热膨胀补偿器后方的气体管道上有支管与安全保护槽的气体入口相连接；文丘里式水喷射泵出口有管道和废水循环槽连接；废水循环槽有可实现连锁的第二远传型液位计，废水循环槽出口有管道与废水循环泵入口连接，废水循环泵的出口有管道与循环水冷却器的废水入口连接，循环水冷却器的废水出口有管道与文丘里式水喷射泵的工作液入口相连，该管道上安装有温度计和压力表，循环水冷却器上有冷却水进、出口，供与外界冷却水源连接；废水循环泵的出口管道连接有支管，此支管上有第四调节阀，第四调节阀与废水循环槽上的第二远传型液位计组成联锁F，通过废水循环槽的远传型液位计控制废水循环槽的液位，当废水中有有机物时，此支管连接油水分离罐，油水分离罐有管道分别向外部输送废水和有机物；废水循环槽上部有管道连接尾气吸收塔，经尾气吸收塔吸收后的尾气经管道去排气筒，废液经管道去外部的废水处理系统。
[0006]加热炉和漏酸应急处理吸收塔通过管道连接，该管道上安装有温度计和硫氧化物探测器，漏酸应急处理吸收塔上设有通向排气筒的管道。
[0007]针对上述系统的硫酸浓缩工艺方法：初次启动时，将工艺水加入废水循环槽中，直至合理的液位停止。工艺水通过废水循环泵送至循环水冷却器，冷却后通过管道送至水喷射泵，用于制造约0～
‑
7KPa负压，工艺水从水喷射泵下部出来后回到废水循环槽。油水分离罐内提前注入工艺水，尾气吸收塔和漏酸应急处理吸收塔内提前注入碱液。
[0008]在浓硫酸中间储罐中加入浓硫酸，浓硫酸中间储罐内的浓硫酸由浓硫酸泵送至浓硫酸高位槽内，再由浓硫酸高位槽通过液位压力差压送进入稀硫酸预热器管程，此处通过第二流量计和第三调节阀组成的联锁E自动调节浓硫酸流量在0.2～1m
³
/h，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，流入浓缩锅中，溢流进入稀硫酸预热器壳程，再溢流至浓硫酸冷却器硫酸侧，出来后先后进入取样器和浓硫酸中间储罐，连续循环。启动燃烧器，通过联锁C控制加热炉和浓缩锅的温升速度，对整个系统进行预热。
[0009]将浓缩锅加热，整个循环系统需要预热的硫酸逐渐预热至设定温度，浓缩锅内温度升至270~320℃后，硫酸蒸发后进入分馏塔向上传质传热；将外界稀废硫酸通过第一调节阀和第一流量计组成联锁A控制设计流量0.2～0.8m
³
/h后，自动调节流量，从稀硫酸预热器管程出来后进入分馏塔上部，此时通过浓硫酸高位槽出口的调节阀和流量计自动调节浓硫酸流量归零。
[0010]燃烧器上的控制器控制阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成的联锁C，用于控制热源强度，通过温度和压力设定报警值，分馏塔顶温度范围约为105—180℃，浓缩锅内温度305~330℃，超过报警设定值后，自动关停燃烧器阀门停止进料；浓缩锅和分馏塔顶部附近都有压力计，分馏塔顶部连接的气体管道上的压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于自动调节浓缩锅内和分馏塔内压、压力差，系统压力范围为0～
‑
8KPa。当系统压力升高至安全限值，分馏塔和水喷射泵之间的气体管道有支管连接安全保
护槽，自动泄压，测压和泄压都带有冗余设计。
[0011]稀废硫酸在塔内浓缩过程中，在分馏塔内填料中与上来的热硫酸蒸汽传质传热，逐渐增浓，水份则变为蒸汽由塔顶的气体出口蒸出；含有机物质的，一部分氧化分解，一部分分馏到水蒸气中，被抽到水喷射泵中冷凝冷却至40～60℃，夹杂着不凝气体进入废水循环槽中，随着蒸出水的增加，废水循环槽上的第二液位计与第四调节阀组成联锁F，控制废水循环槽的液位。废水中有有机物时，开启连接油水分离罐的管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺，其特征是：所述系统的设备包括：分馏塔（1）、浓缩锅（2）、加热炉（3）、浓硫酸冷却器（4）、取样器（5）、浓硫酸中间储罐（6）、浓硫酸泵（7）、浓硫酸高位槽（8）、文丘里式的水喷射泵（9）、废水循环槽（10）、废水循环泵（11）、循环水冷却器（12）、安全保护槽（13）、燃烧器（14）、稀硫酸预热器（15）、油水分离罐（16）、尾气处理吸收塔（17）、漏酸应急处理吸收塔（18）；稀硫酸预热器的管程入口连接有稀废硫酸进入管道（19），稀废硫酸进入管道上安装有第一流量计（20）和第一调节阀（21），第一流量计和第一调节阀组成联锁A；稀硫酸预热器管程出口有管道连接分馏塔上部的稀废酸入口，稀硫酸预热器壳程通过管道与浓缩锅出口连接；分馏塔下端与浓缩锅锅盖的塔口相连，浓缩锅和分馏塔上都有带传感器的温度计（22）；浓缩锅顶部有带传感器的压力计；分馏塔顶部连接有去文丘里式水喷射泵的气体管道（23），气体管道上有压力调节支管（24）和压力表（26），压力调节支管上有压力调节阀（25），压力表与压力调节支管上的压力调节阀组成联锁B，用于控制浓缩锅内和分馏塔内的压力、压力差；浓缩锅固定在加热炉中，加热炉有燃烧器，燃烧器上有阀门，加热炉上有温度计，燃烧器上的控制器控制燃烧器的阀门和浓缩锅、分馏塔上的带传感器的温度计组成联锁C，浓缩锅和分馏塔上的带传感器的温度计用于控制热源强度，给定温度信号，通过带传感器的温度计，联锁调节控制燃烧器的燃料加入量；稀硫酸预热器壳程有管道与浓硫酸冷却器的壳程入口连接，浓硫酸冷却器的壳程出口和取样器连接，浓硫酸冷却器有环V型冷却水夹道，冷却水进水管插入环V型夹道中、两条冷却水出水管连接在环V型夹道外侧壁的两个螺纹口上；取样器有管道和浓硫酸中间储罐入口连接，该管道上有温度计；浓硫酸中间储罐有可实现联锁的第一远传型液位计（27），浓硫酸中间储罐出口有管道连接浓硫酸泵入口，浓硫酸泵出口有向外部储罐输送物料的管道，此管道上有第二调节阀（28），第二调节阀与浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计组成联锁D，通过浓硫酸中间储罐上的第一远传型液位计联锁控制液位；浓硫酸泵出口连接的向外部储罐输送物料的管道连有分支管道，分支管道另一端连接浓硫酸高位槽的上部入口，浓硫酸高位槽上有液位计、侧面有溢流口，溢流口有管道连接在浓硫酸中间储罐的上部管口，浓硫酸高位槽下部有出口管道与去稀硫酸预热器的稀废硫酸进入管道相连，出口管道上有第二流量计（29）和自动调节的第三调节阀（30），第二流量计和第三调节阀组成联锁E；从分馏塔顶到文丘里式水喷射泵之间连接的气体管道上设有热膨胀补偿器（31），热膨胀补偿器后方的气体管道上有支管与安全保护槽的气体入口相连接；文丘里式水喷射泵出口有管道和废水循环槽连接；废水循环槽有可实现连锁的第二远传型液位计（32），废水循环槽出口有管道与废水循环泵入口连接，废水循环泵的出口有管道与循环水冷却器的废水入口连接，循环水冷却器的废水出口有管道与文丘里式水喷射泵的工作液入口相连，该管道上安装有温度计和压力表，循环水冷却器上有冷却水进、出口，供与外界冷却水源连接；废水循环泵的出口管道连接有支管，此支管上有第四调节阀（33），第四调节阀与废水循环槽上的第二远传型液位计组成联锁F，通过废水循环槽的远传型液位计控制废水循环槽的液位。2.按照权利要求1所述的自动控制的锅式硫酸浓缩系统及工艺，其特征是：废水循环泵的出口管道连接的支管另一端连接油水分离罐，油水分离罐有管道分别向外部输送废水和
有机物；废水循环槽上部有管道连接尾气吸收塔，经尾气吸收塔吸收后的尾气经管道去排气筒，废液经管道去外部的废水处理系统；加热炉和漏酸应急处理吸收塔通过管道连接，该管道上安装有温度计和硫氧化物探测器（34），漏酸应急处理吸收塔上设有通向排气筒的管道；联锁A中的控制器与阀门通过控制线连接，控制器与第一流量计通过控制线连接；联锁B中的控制器与压力调节阀通过控制线连接，控制器与压力表通过控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵少华，张立超，王宏进，刘东，陈可，程舒扬，
申请(专利权)人：辽阳环亚废酸再生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：