专利名称：一种混酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种混酸的方法，适用于硫酸生产过程中使用混酸器干吸加水过程。
背景技术：
在国内制酸行业中，干吸系统加水，通常有两种方式直接加水和通过混酸器加水混合。
直接加水方式结构及工艺配置简单，普遍用于硫酸生产过程，但这种加水方式存在的问题较多，主要表现在以下几方面a、加水集中，酸、水混合不均匀，造成局部高热沸腾，产生大量酸雾及蒸汽造成循环槽盖及槽面接管等设备腐蚀；b、循环酸温过高时，对管道的腐蚀加剧，致使产品硫酸的质量不稳定，材料配件消耗增大；c、混合过程中产生的酸雾及蒸汽可能造成液位计失灵，产生系统误操作；d、酸雾及蒸汽造成循环槽脱气管大量带酸，大大提高对脱气管的材质要求；e、槽内液面局部高温及稀酸对循环泵及插入管造成局部腐蚀；f、加水管易受腐蚀，使用寿命较短。
目前国内已开发了一些混酸器，但混酸的方法及原理大体相同，都未从根本上解决使用过程中设备的腐蚀问题，使用效果并不理想。
据文献调查结果，本发明所述混酸的方法目前尚未见报道。
发明内容
针对现有干吸系统加水中存在的问题，本发明另辟蹊径，利用水喷射真空泵的原理，提供一种结构简单、使用效果好、利于维修的混酸技术方法，从根本上解决以往干吸系统加水工艺中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下措施来实现一种混酸的方法，包括以下的步骤(1)、将带压酸液送入混酸器的压力酸射嘴在一定工作压力条件下，将经冷却器2冷却后的带压酸液送入混酸器1的压力酸射嘴a，压力酸射嘴a为上大下小的漏斗形状，材质为耐高温、耐腐蚀性的材料。
该过程动力要求为0.2～1.0MPa，工作压强(工作绝压减当地大气压)应大于25mmhg(3.3kPa)。经冷却器2冷却后的带压酸液温度应控制在低于40-60℃。
(2)、在混酸器腔体内形成“真空”将水带入混合带压酸液经过压力酸射嘴a喷射而出，形成高速射流，流速由混酸器入口酸管路上设置流量调节阀3控制，在压力酸射嘴a出口处形成局部真空，致使该局部的压强低于被抽水管水的压强，在此压强差的作用下，水管中的水被引射进入混酸器腔体混酸射流通道c，进而与酸溶液混合。
(3)、酸、水混合液经混酸器的射流通道射出酸、水混合液进入混酸器1的射流通道c段时，受到缓冲扩散的作用，射流速度降低，压力随之升高，再经射流通道d段射出，制得混合均匀的所需浓度硫酸溶液。
由于该过程射流速度很快，且酸水比例大，混合过程中放出的热量不足以将水加热到沸点，因此不会生成酸雾，生成的极少量酸雾也被射流负压带入酸液中，加入吸收循环，不会对加水区造成腐蚀。
本发明要求运转时入口处硫酸溶液的流速应控制在0.001-1m3/s，待混合的硫酸溶液的浓度应大于98.5％，混合后的硫酸浓度要求不低于93％，混酸器其余尺寸根据工艺条件计算确定。此外，应避免在小流量下工作，以免液体温度升高加剧腐蚀。
使用本发明的有益效果在于(1)本发明采用真空技术，可以节能降耗、加快反应速度、提高产品质量、增加经济效益。
(2)由于混酸过程可在短时间内完成，混合后的酸迅速从混酸射流通道排出，可以避免上述干吸系统直接加水和以往的混酸器加水中产生的酸雾及蒸汽对混酸设备的腐蚀问题，大大降低处理成本。
(3)使用本发明提供的混酸的方法，只要确定了反应混合比例，就可通过调节酸的流量、流速、管道的内径方便的控制进入水的量。即在酸、水的比例不变的前提下，通过调节酸的量，调节腔体负压，通过负压的变化，间接的调节进入的水量，确保水不过量，保证温度及浓度没有剧烈变化。从而解决腐蚀的问题，保证了成品酸的质量。
(4)混酸器过流部分采用耐高温、耐腐蚀性材料，其余不耐腐蚀的零件，应防止受到腐蚀。其过流部件的材质有陶瓷、普通铸铁、高硅铸铁、不锈钢、高合金钢、钛及其合金等。可延长使用寿命。
(5)使用本发明混酸方法的混酸器结构简单，易于维修、更换。
图1是本发明混酸方法的混酸器结构中a.压力酸射嘴b.水射流通道c.混酸射流通道(上段)d.混酸射流通道(下段)e.混酸器外壁图2是本发明工艺流程中1.混酸器2.板式冷却器3.硫酸流量调节阀4.硫酸溶液管道5.水量控制阀6.入水管道具体实施方式
下面结合附图对发明再作进一步的说明如图1、图2所示，气体量12万NM3/h，其中二氧化硫含量8.5％，总转化率99.5％，吸收率99.99％，电除雾器出口烟气温度30℃。净化吸收后制得98.5％的浓硫酸溶液。
工作压强为101.3kPa时，将浓度为98.5％的带压浓硫酸溶液(经板式冷却器2冷却至60℃)通过硫酸溶液管道4在硫酸流量调节阀3的调节下以150T/h的速度送入混酸器1的压力酸射嘴a。
带压酸液经过压力酸射嘴a喷射而出，形成高速射流，流速由混酸器入口酸管路上设置流量调节阀3控制，在压力酸射嘴a出口处形成真空值为-4500Pa的局部真空，致使该局部的压强低于被抽水管水的压强，在此压强差的作用下，水管中的水受压被引射，流经入水管道6、水射流通道b，进入混酸器1的混酸射流通道c段，水流量为5T/h，进而与酸溶液混合。
流速为150T/h的98.5％浓硫酸溶液与流速为5T/h的水流混合液进入混酸器1的射流通道c段时，受到缓冲扩散的作用，射流速度降低，压力随之升高，再经射流通道d段射出，混合后的酸浓度为95.3％，出口温度为92.5℃，制得混合均匀的硫酸溶液。
由于该过程射流速度很快，且酸水比例很大，混合过程中放出的热量不足以将水加热到沸点，因此不会生成酸雾，生成的极少量酸雾也被射流负压带入酸液中，加入吸收循环，不会对加水区造成腐蚀。
操作时应避免在小流量下工作，以免液体温度升高加剧腐蚀。
过流部件选用耐浓酸温度为100-120℃的铸钢材料制作。
权利要求
1.一种混酸的方法，其特征在于按以下步骤进行浓硫酸溶液经冷却器冷却至40-60℃，在一定压力下送入混酸器的压力酸射嘴；带压酸液经过压力酸射嘴喷射而出，形成高速射流，流速由混酸器入口酸管路上设置流量调节阀控制，在压力酸射嘴出口处形成局部真空，致使该局部的压强低于被抽水管水的压强，在此压强差的作用下，水管中的水被引射进入混酸器腔体混酸射流通道上段，与酸溶液混合；酸、水混合液进入混酸器的射流通道上段时，受到缓冲扩散的作用，射流速度降低，压力随之升高，再经射流通道下段射出，使得硫酸与水充分混合，制得混合均匀的所需浓度硫酸溶液。
2.根据权利要求1所述的一种混酸的方法，其特征是运转时入口处硫酸溶液的流速应控制在0.001-1m3/s，待混合的硫酸溶液的浓度应大于98.5％，混合后的硫酸浓度要求不低于93％，动力要求为0.2～1.0MPa，工作压强(工作绝压减当地大气压)应大于25mmhg(3.3kPa)。
全文摘要
本发明提供了一种混酸的方法，适用于硫酸生产中干吸加水工艺过程中。该方法包括下列步骤1.将带压酸液送入混酸器的压力酸射嘴；2.酸、水在混酸器腔体内混合；3.酸水混合液经混酸器的射流通道射出。本发明的优点在于采用特殊方法加水混合，节能降耗、加快混合速度、提高产品质量、增加经济效益；混合迅速均匀，可以避免干吸系统直接加水和采用以往的混酸器加水中产生的酸雾及蒸汽对混酸设备的腐蚀问题，大大降低维修成本，延长设备的使用寿命；可在酸、水的比例不变的前提下，通过调节酸的量，间接的调节进入的水量，从而解决腐蚀的问题，保证了成品酸的质量；采用本方法的混酸器体积小，价格低廉，结构简单，易于维修、更换。
文档编号C01B17/69GK101058409SQ200610074588
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者张有贤, 安学勤 申请人:兰州大学