专利名称：硫酸提纯装置及其系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工设备，特别涉及一种用于硫酸等酸类的提纯装置及系统。
背景技术：
目前，硫酸提纯装置通过加热蒸发器将硫酸加热蒸发，然后再通过换热器，用原料酸将硫酸蒸气和热硫酸冷却，从而得到纯化的经过冷却的硫酸和预热过的原料酸。然后，将预热过的原料酸加入加热蒸发器，可以提高生产效率，降低生产能耗。中国实用新型说明书CN201553609U中公开的硫酸提纯装置，采用三级换热，并且在第二、第三换热器中采用螺旋形冷凝装置，从而达到增大热交换效率的目的。这虽然在一定程度上提高了热量交换的效率，但是在生产过程中，换热器易结垢、不容易清洗，而且生产效率也不高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种硫酸提纯装置及其系统，以解决现有的硫酸提纯装置存在的能耗较高，生产效率较低，占地空间大，不易管理和维修的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种硫酸提纯装置，包括用于加热原料的加热蒸发器、利用原料酸来冷却硫酸即同时达到预热和冷却目的的换热器、液位平衡槽、空气冷凝分离器，所述加热蒸发器由下部的泄底管、中部的电热丝和上部的沸腾箱组成；所述换热器包括第一换热器和第二换热器，第一换热器的上部连通空气冷凝器的下端，下部连通成品出口，成品出口连通成品管；第二换热器的上部连通沸腾箱的上端，下部连通空气冷凝器的下端，第二换热器的上部还分别通过第一管道与空气冷凝分离器的上端连通，通过第二管道与加热蒸发器连通；空气冷凝分离器的上端设有尾气管和尾液管；所述液位平衡槽下方连通有原料管，原料管连通原料出口，原料出口连通第一换热器的下部。所述换热器为管式换热器，其中第一换热器由内层的浓酸管道和外层的原料酸管道组成；第二换热器由内层的酸蒸气管道和外层的原料酸管道组成。所述换热器的外层和内层管道的外径比例为1. 2-1. 4。所述液位平衡槽的侧面或底面设有出口，所述出口低于加热器中电热丝顶端的高度，液位平衡槽的底部不高于电热丝顶端的高度，液位平衡槽的顶部不低于电热丝顶端的高度。所述加热蒸发器的外径尺寸为180_-220_，沸腾箱的外径大于加热器的外径，力口热器内置盘管的直径为25_-35_，盘管形成螺旋圈的直径小于加热蒸发器的直径，其直径为160mm-200mm，单个盘管内电热丝的功率为2500W-3500W。所述加热蒸发器的外径200mm，内置盘管的直径为30mm，盘管形成的螺旋圈的直径为180mm。一种硫酸提纯系统，由上述的硫酸提纯装置采用模块式组装方式并联组成。[0013]优选的，由3或4个上述的硫酸提纯装置采用模块式组装方式并联组成。作为进一步改进，由至少2组上述的硫酸提纯系统并联组成。本实用新型的有益效果采用管式换热器，通过控制管式换热器中内外管道的外径比例，既可保持换热效率，又具有不宜结垢，易于清洗的优点。液位平衡槽供给原料酸，可以使原料酸更为及时地得到补充；采用大尺寸的加热蒸发器和大功率的电热丝可快速地加热原料酸并使其保持在热平衡状态，从而降低能耗，提闻生广效率。本实用新型可日产成品酸1. 8-2. 5吨，每吨成品酸的耗电量可降低至260-300千 瓦时。本实用新型可以大大降低能耗，提高生产效率，降低生产成本。由于本实用新型为集约型装置，所以大大降低了占地空间，便于管理和维修。
图1为本实用新型的硫酸提纯装置的结构示意图；图2为本实用新型的硫酸提纯系统的第一个实施方式的结构示意图；图3为本实用新型的硫酸提纯系统的第二个实施方式的结构示意图。图中，1-液位平衡槽，2-原料管，3-成品管，4-空气冷凝分离器，5-尾气管，6_尾液管，7-第二换热器，8-第一换热器，9-原料出口，10-成品出口，11-沸腾箱，12-电热丝，13-加热蒸发器，14-泄底管，15-第一管道，16-第二管道，17-出口，18-硫酸提纯装置。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。硫酸提纯装置如图1所示，一种硫酸提纯装置，包括用于加热原料的加热蒸发器13、利用原料酸来冷却硫酸即同时达到预热和冷却目的的换热器、液位平衡槽1、空气冷凝分离器4，加热蒸发器13由下部的泄底管14、中部的电热丝12和上部的沸腾箱11组成；换热器包括第一换热器8和第二换热器7，第一换热器8的上部连通空气冷凝器4的下端，下部连通成品出口 10，成品出口 10连通成品管3;第二换热器7的上部连通沸腾箱11的上端，下部连通空气冷凝器4的下端，第二换热器7的上部还分别通过第一管道15与空气冷凝分离器4的上端连通，通过第二管道16与加热蒸发器13连通；空气冷凝分离器4的上端设有尾气管5和尾液管6 ;液位平衡槽I下方连通有原料管2，原料管2连通原料出口 9，原料出口 9连通第一换热器8的下部。换热器为管式换热器，其中第一换热器8由内层的浓酸管道和外层的原料酸管道组成；第二换热器7由内层的酸蒸气管道和外层的原料酸管道组成。换热器的外层和内层管道的外径比例为1. 2-1. 4。液位平衡槽I的侧面或底面设有出口 17，出口 17的高度a低于加热器中电热丝12顶端b的高度，液位平衡槽I的底部c不高于电热丝12顶端b的高度，液位平衡槽I的顶部d不低于电热丝12顶端b的高度。[0030]加热蒸发器13的外径200mm，内置盘管的直径为30mm，盘管形成的螺旋圈的直径为 180mm。原料酸经过高位槽加入到液位平衡槽1，流经由原料管道和液态硫酸纯品管道组成的第一换热器8，再经过由原料管道和硫酸蒸气管道组成的第二换热器7，经过管道16，进入加热蒸发13。此时，原料酸得到了充分的预热，其温度已经十分接近甚至达到原料的沸点。已经得到充分预热的原料酸在加热蒸发器13中受热蒸发，变成蒸气。蒸气经过第二换热器7与原料酸进行热交换，再进入空气冷凝分离器4。在空气冷凝分离器4中，水分及低沸点物质为气态，绝大部分硫酸蒸气冷凝为液态。在空气冷凝分离器的顶端，大部分气体冷凝为液态。尾气通过尾气管5，尾液通过尾液管6排出装置。硫酸蒸气在空气冷凝分离器中冷凝为液态，经第一换热器8与原料酸充分进行热交换，冷却到室温或接近室温，经成品管3排出装置。单个盘管内电热丝的功率为3000W时，本实用新型可日产成品酸1. 8-2. 5吨，每吨成品酸的耗电量可降低至260-300千瓦时。硫酸提纯系统硫酸提纯系统，由2-5个上述的硫酸提纯装置采用模块式组装方式并联组成。实施例1如图2所示，本实施例中，硫酸提纯系统，由3个上述的硫酸提纯装置18采用模块式组装方式并联组成。实施例2如图3所示，由至少2组如实施例1中所述的硫酸提纯系统并联组成。
权利要求1.一种硫酸提纯装置，包括用于加热原料的加热蒸发器、利用原料酸来冷却硫酸即同时达到预热和冷却目的的换热器、液位平衡槽、空气冷凝分离器，其特征在于所述加热蒸发器(13)由下部的泄底管(14)、中部的电热丝(12)和上部的沸腾箱(11)组成；所述换热器包括第一换热器(8)和第二换热器(7)，第一换热器(8)的上部连通空气冷凝器(4)的下端，下部连通成品出口( 10 )，成品出口( 10 )连通成品管(3 );第二换热器(7 )的上部连通沸腾箱(11)的上端，下部连通空气冷凝器(4)的下端，第二换热器(7)的上部还分别通过第一管道(15)与空气冷凝分离器(4)的上端连通，通过第二管道(16)与加热蒸发器(13)连通； 空气冷凝分离器(4 )的上端设有尾气管(5 )和尾液管(6 );所述液位平衡槽(I)下方连通有原料管(2 )，原料管(2 )连通原料出口( 9 )，原料出口( 9 )连通第一换热器(8 )的下部。
2.如权利要求1所述的硫酸提纯装置，其特征在于所述换热器为管式换热器，其中第一换热器(8)由内层的浓酸管道和外层的原料酸管道组成；第二换热器(7)由内层的酸蒸气管道和外层的原料酸管道组成。
3.如权利要求2所述的硫酸提纯装置，其特征在于所述换热器的外层和内层管道的外径比例为1. 2-1. 4。
4.如权利要求3所述的硫酸提纯装置，其特征在于所述液位平衡槽(I)的侧面或底面设有出口( 17)，所述出口( 17)低于加热器中电热丝(12)顶端的高度，液位平衡槽(I)的底部不高于电热丝(12)顶端的高度，液位平衡槽(I)的顶部不低于电热丝(12)顶端的高度。
5.如权利要求4所述的硫酸提纯装置，其特征在于所述加热蒸发器(13)的外径尺寸为180mm-220mm，沸腾箱(11)的外径大于加热器(12)的外径，加热器(12)内置盘管的直径为25mm-35mm,盘管形成螺旋圈的直径小于加热蒸发器的直径,其直径为160mm-200mm,单个盘管内电热丝的功率为2500W-3500W。
6.如权利要求5所述的硫酸提纯装置，其特征在于所述加热蒸发器(13)的外径 200mm,内置盘管的直径为30mm,盘管形成的螺旋圈的直径为180mm。
7.一种硫酸提纯系统，其特征在于由2-5个如权利要求1-6任一所述的硫酸提纯装置采用模块式组装方式并联组成。
8.如权利要求7所述的硫酸提纯系统，其特征在于由3或4个如权利要求1-6任一所述的硫酸提纯装置采用模块式组装方式并联组成。
9.如权利要求8所述的硫酸提纯系统，其特征在于由至少2组如权利要求7或8所述的硫酸提纯系统并联组成。
专利摘要一种硫酸提纯装置及其系统，包括加热蒸发器、的换热器、液位平衡槽、空气冷凝分离器，所述加热蒸发器由下部的泄底管、中部的电热丝和上部的沸腾箱组成；所述换热器包括第一换热器和第二换热器，第一换热器的上部连通空气冷凝器的下端，下部连通成品出口，成品出口连通成品管；第二换热器的上部连通沸腾箱的上端，下部连通空气冷凝器的下端，第二换热器的上部还分别通过第一管道与空气冷凝分离器的上端连通，通过第二管道与加热蒸发器连通；空气冷凝分离器的上端设有尾气管和尾液管；所述液位平衡槽下方连通有原料管，原料管连通原料出口，原料出口连通第一换热器的下部。本实用新型可以大大降低能耗，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号C01B17/90GK202849064SQ201220508170
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者贾泽坤, 马建泰 申请人:甘肃华宜昌盛工业科技有限公司