一种稀酸绝热浓缩塔装置的制作方法

本实用新型涉及一种专用化工设备，具体涉及一种适用于低浓度酸浓缩处理的稀酸绝热浓缩塔装置。

背景技术：

在冶炼、化工等行业的生产过程中，由于受工艺控制的影响，在净化、洗涤、酸化等工序会产生含氟、氯等杂质的低浓度稀硫酸，该低浓度稀硫酸没有工业用途，目前普遍采用石灰中和的方法来处理，但该处理方法存在以下不足：（1）在消耗大量石灰资源的同时，也浪费低浓度稀硫酸中的硫酸资源；（2）处理过程产生大量的石灰渣（灰膏）易造成环境二次污染；（3）处理装置庞大，自动化程度低，操作人员劳动强度大，环境差；（4）投资大，处理成本高；

目前国内采用空塔浓缩形式对稀硫酸进行浓缩处理后回用，但采用空塔浓缩存在能耗高、处理量低等缺陷，从而制约低浓度稀硫酸采用浓缩技术进行回收利用的推广应用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低浓度酸的高效浓缩处理专用设备，即稀酸绝热浓缩塔装置。

稀酸绝热浓缩塔装置的结构形式为塔槽一体式结构，包括逆喷槽和浓缩塔。所述的逆喷槽为整体式结构，包括：逆喷槽体、逆喷喷头、循环液进口、烟气进口和检修人孔；所述的浓缩塔由下到上依次为储液段、气液分离段、风帽区、喷淋段、除雾段；在浓缩塔底部开设有循环液出口，中部开设有喷淋液出口和两个喷淋液进口，上部开设有烟气出口。

所述的逆喷喷头为螺旋喷头，包括法兰盖、喷腔盖、喷腔、喷嘴盖和三个斜口喷嘴。各部件安装采用卡扣一体化结构，无紧固部件，装配精度高，运行可靠。逆喷喷头为特制无堵塞大口径螺旋喷头，材质为聚四氟乙烯，可设单层或双层布置，低浓度酸从喷头由下向上螺旋喷出，喷头无活动部件，并且有足够大的流道孔径，工作稳定、不堵塞。

进一步，喷淋段采用管式结构，管式结构即为喷淋管，喷淋管上配置至少两个雾化喷头，以提高气液换热效果。

进一步，风帽区由一块塔板组成，塔板上安装有多个风帽，此结构的主要作用是阻隔喷淋段的液体进入气液分离段，同时使经气液分离段分离后的不饱和热风经风帽进入喷淋段。

进一步，逆喷槽体、储液段和气液分离段的内壁均采用碳钢衬石墨材质，逆喷槽和浓缩塔的外壁均采用保温砖体，以实现整个结构的绝热。

进一步，风帽材质为聚四氟乙烯。

本实用新型所述的稀酸绝热浓缩塔装置采用绝热蒸发的技术原理，通过特制喷头使高温空气与低浓度酸在浓缩塔的逆喷段内逆向接触，在气、液相接触面由于湍冲流动强烈，建立动态平衡的“泡沫区”，充分利用气、液相能量，实现热量的充分传递，低浓度酸中的水分蒸发的同时，氟、氯等杂质以氟化氢、氯化氢形式进入气相中，完成对低浓度酸浓缩，经气液分离后，浓缩后的合格酸回收利用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下积极有益效果：

（1）本实用新型稀酸绝热浓缩塔装置采用绝热蒸发的技术对低浓度稀硫酸进行高效浓缩处理，在浓缩处理过程中去除氟、氯等杂质，使浓缩后的稀硫酸具有工业用途，提高硫酸资源的循环回收利用，降低低浓度酸的处理成本。

（2）本实用新型所述的逆喷喷头为特制无堵塞大口径螺旋喷头，材质为聚四氟乙烯，可设单层或双层布置，低浓度酸从喷头由下向上螺旋喷出，喷头无活动部件，并且有足够大的流道孔径，工作稳定、不堵塞。

（3）本实用新型所述的稀酸绝热浓缩塔装置的结构形式为塔槽一体式结构，具有占地面积小，流程短、处理量大、操作方便的优点。

附图说明

图1稀酸绝热浓缩塔装置结构图；

图2逆喷喷头结构剖面图；

图3 逆喷喷头A-A截面图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，结合以下实施例和附图对本实用新型进一步详细描述，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

稀酸绝热浓缩塔装置的结构形式为塔槽一体式结构，如图1所示，包括逆喷槽和浓缩塔。所述的逆喷槽为整体式结构，包括：逆喷槽体1、逆喷喷头2、循环液进口3、烟气进口4和检修人孔17；所述的浓缩塔由下到上依次为储液段14、气液分离段13、风帽区10、喷淋段8、除雾段7；在浓缩塔底部开设有循环液出口16，中部开设有喷淋液出口12和喷淋液进口9和喷淋液进口18，上部开设有烟气出口5；

如图2和图3所示，所述的逆喷喷头为螺旋喷头，包括法兰盖23、喷腔盖24、喷腔25、喷嘴盖26和三个斜口喷嘴27。液体进入喷嘴入口，经喷嘴的一个直通喷腔25和侧壁的三个斜口喷嘴27在喷腔内混合，由喷腔出口均匀螺旋喷出。喷头优点：喷头通径较大，流量较大，工作效率高，喷淋均匀，不易堵塞、免维护；雾化效果最佳，确保浓缩效果。

进一步，除雾段7采用旋流板除雾器6。

进一步，喷淋段8采用管式结构，喷淋管20处均布的配置多个雾化喷头15，以提高气液换热效果。

进一步，风帽区10由一块塔板19组成，塔板上安装有多个风帽11，此结构的主要作用是阻隔喷淋段8的液体进入气液分离段13，同时使经气液分离段13分离后的不饱和热风经风帽11进入喷淋段8。

逆喷槽体1、储液段14和气液分离段13的内壁21均采用碳钢衬石墨材质，逆喷槽和浓缩塔的外壁22均采用保温砖体，以实现整个结构的绝热。

进一步，风帽11材质为聚四氟乙烯。

稀酸绝热浓缩塔的实施过程如下：（1）待浓缩的新鲜的稀酸，从喷淋液进口9进入喷淋管20，经雾化喷头19雾化后进入喷淋段8，与经风帽区10进入喷淋段8的热风相遇，完成热量交换，稀酸中的部分水分进入热风中，热风携带汽化后的水分进入除雾段7，经除雾后，从烟气出口5排出，稀酸实现一次浓缩。（2）一次浓缩后的稀酸从喷淋液出口12输出，经管道输送至喷淋液进口18或循环液进口3；经一次浓缩后的稀酸从喷淋液进口18进入气液分离段13，在此工段，一次浓缩后的稀酸与气液分离段13内的酸液和热风进行热量交换，实现进一步浓缩，称为二次浓缩。（3）二次浓缩后气体经风帽区进入喷淋段8，浓缩后酸液进入塔底储液段14，进入塔底储液段14的液体经循环液出口16输出，检测其浓度，若达到工艺指标，经管道输送至灌装储存区；若未达到工艺指标，经管道输送至逆喷槽的循环液进口3，经逆喷喷头2雾化后与从烟气进口进入的热风进行热量交换，实现第三次浓缩。经三次浓缩后的酸液和热风进入浓缩塔的气液分离段13，与一次浓缩后稀酸接触，完成二次浓缩。如此，实现稀酸的整个循环浓缩过程。