【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三氧化硫蒸发，具体涉及一种强化三氧化硫蒸发的方法。
技术介绍
1、液体三氧化硫的生产工艺主要是利用蒸汽或烟气，将浓度25-31％左右的发烟硫酸加热到沸点温度，使三氧化硫以气态形式蒸发出来，随后冷凝得到液体三氧化硫，发烟硫酸蒸发后浓度控制在20±1%，现有技术中由于工艺控制不稳定，在蒸发侧尤其是热源进口处，很容易出现局部过度蒸发问题，导致局部浓度低于18%，甚至降到15%以下，严重的不足三个月就会使蒸发器发生腐蚀泄露，极大降低了使用寿命。三氧化硫蒸发过程用的蒸发器一般为：立式烟气加热和卧式蒸汽加热两种形式，其中立式蒸发器由于采用烟气加热，烟气温度进口一般在230-280℃之间，出口温度控制175℃附近。由于工艺控制不稳定，烟气出口温度会出现低于工艺要求的情况,烟气出口在145-175℃的范围内，使硫酸和水分达到露点冷凝，在换热管壁及壳体内壁上形成的稀酸，并与烟气中粉尘粘附，不易被气流带走，极易加速换热管壁的稀酸腐蚀；而裹挟着稀硫酸的粉尘颗粒会在换热管表面形成较厚的尘埃层，在低风速段随风速增加，单位时间内与换热器表面碰撞沉积的尘埃颗粒数量增加；使颗粒沉积在换热管表面达到一定厚度，降低了设备的换热效率，现有技术无法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术三氧化硫蒸发中存在的技术问题，提供了一种强化三氧化硫蒸发的方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种强化三氧化硫蒸发的方法，包含以下步骤：p>
4、步骤1）、在蒸发器的上管箱靠近壳程壳体处的上管箱法兰上沿圆周方向设置多个一级振能器，在壳程壳体的基座上沿圆周方向设置多个二级振能器，在下管箱靠近壳程壳体处的下管箱法兰上沿圆周方向设置多个三级振能器；
5、步骤2）、将浓度为22%-35%、温度为95℃-125℃之间的发烟硫酸由蒸发器下管箱上的浓硫酸进口进入蒸发器管程，随后通过下管板进入换热管，使发烟硫酸充满整个管道、换热器管程，且浓硫酸出口处的发烟酸浓度为15%-22%、温度为135-155℃；
6、步骤3）、当达到上管箱上的浓硫酸出口处与出口端连接的预热器形成自流循环时，开启超声波振能器，一级振能器、二级振能器、三级振能器频率为15khz-50khz；
7、步骤4）、从烟气进口处通入温度为230℃-280℃的烟气，与管程的发烟酸进行间壁换热，控制烟气出口处的温度为170℃-180℃；
8、步骤5）、蒸发过程中产生的三氧化硫气体，经除雾器除雾后，从三氧化硫气体出口进入冷凝器形成冷凝液。
9、进一步地，步骤1）中一级振能器、二级振能器、三级振能器沿环向的间隔距离相同，为壳程壳体周长的1/6-1/3之间，且一级振能器、二级振能器、三级振能器在纵向方向交错设置，在同一轴线上仅有一个振能器。
10、进一步地，步骤3）中一级振能器、二级振能器、三级振能器的纵向间隔距离为200mm-700mm，且沿着上管箱法兰到壳体基座再到下管箱法兰的顺序，每级振能器的数量不变，一级振能器频率控制在15-40khz以内，二级振能器、三级振能器的频率控制在20-50khz。
11、进一步地，步骤3）中沿着下管箱法兰到壳体基座再到上管箱法兰的顺序，每级振能器以换热管长度的1/4-1/3段按数量的15-20%递减。
12、本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
13、本专利技术方法中超声波振能器设置在法兰及壳体基座上，以此将能量传递给换热管内的发烟硫酸：利用三级振能器对液相传质速度加快，浓度均匀，加速分子键的断裂，并且管壁面由生成汽泡段快速形成过渡乳化段、转变段，最终形成膜状流动段，有效提高管程的对流传热系数。
14、本专利技术中中间级振能器可以有效利用超声波的高冲击剪切效应，使发烟酸溶液蒸发出的三氧化硫气泡快速脱离换热管壁，并加速传质，加快从高浓度22-35%烟酸，向浓度低于15-22%烟酸过渡蒸发区的扩散速度和混合速率，降低浓度比快速平衡浓度梯度，达到了通过提高过渡蒸发区烟酸浓度而降低腐蚀率。加之超声波的高速微涡效应,降低了管程三氧化硫的瞬间蒸发温度，增大推动力，提高了三氧化硫的蒸发速率。
15、本专利技术中利用振能器超声凝聚效应，提高了粉尘振动频率，使壳程冷凝稀硫酸与烟气中粉尘加速裹挟、粘合，颗粒相互碰撞，凝结变大沉降，同时加速裹挟稀酸粉尘的沉降速度，有效提高壳程的传热系数，不会形成裹挟稀酸粉尘在壳程内壁面和换热管外表面的大量粘附，大幅降低稀酸对设备腐蚀性。
16、综上对三氧化硫蒸发器的传热系数可提高5-10%。本专利技术不会对环境造成污染，具有显著的环境效益；本专利技术提高烟酸的扩散速度和混合速率，快速平衡浓度梯度，进而降低局部烟酸过蒸发后的腐蚀率；提高沉降速度，避免气相裹挟稀酸粉尘的壁面附着，减少稀酸对设备的腐蚀，降低粉尘附着对传热系数的影响；该方法且可提高蒸发效率，减小设备运行过程中的污垢系数，缩短蒸发时间，降低了蒸馏后的发烟酸浓度，提高了装置的生产能力，降低了加热发烟酸的能耗，降低了成本，具有显著的经济效益。
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1.一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是：所述步骤1）中一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）沿环向的间隔距离相同，为壳程壳体（5）周长的1/6-1/3之间，且一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）在纵向方向交错设置，在同一轴线上仅有一个振能器。
3.根据权利要求2所述的一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是：所述步骤3）中一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）的纵向间隔距离为200mm-700mm，且沿着上管箱法兰（19）到壳体基座再到下管箱法兰（12）的顺序，每级振能器的数量不变，一级振能器（16）频率控制在15-40kHz以内，二级振能器（17）、三级振能器（18）的频率控制在20-50kHz。
4.根据权利要求1所述的一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是：所述步骤3）中沿着下管箱法兰（12）到壳体基座再到上管箱法兰（19）的顺序，每级振能器的数量逐步减少，且一级振能器（16）的环向间隔与上部二级振能器（
...【技术特征摘要】
1.一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是：所述步骤1）中一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）沿环向的间隔距离相同，为壳程壳体（5）周长的1/6-1/3之间，且一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）在纵向方向交错设置，在同一轴线上仅有一个振能器。
3.根据权利要求2所述的一种强化三氧化硫蒸发的方法，其特征是：所述步骤3）中一级振能器（16）、二级振能器（17）、三级振能器（18）的纵向间隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文浩，田静，莫春萍，左锐，金晔，李治民，白亚州，李文奇，陈鸿乔，
申请(专利权)人：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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