一种阳极保护浓硫酸管式分布器的制作方法

1.本实用新型涉及浓硫酸设备技术领域，具体涉及一种用于干吸工段制酸生产的阳极保护浓硫酸管式分布器。


背景技术：

2.浓硫酸分布器是干吸工段硫酸生产中的重要设备，考虑到性价比，目前大多采用阳极保护槽管式分布器，部分厂家使用高硅合金槽管式酸分布器，以及铁素体耐蚀合金管式分布器。而对于废酸裂解规模较小的干吸塔，塔外组装后槽子尺寸大，无法利用人孔对槽管式分布器进行安装。
3.现有的管式分布器，具有节省空间，结构简单，加工方便等优点，不足之处是喷淋密度不大，操作弹性小，孔口流速不均匀，当介质具有腐蚀性时极易产生冲刷腐蚀导致孔径变大。
①
操作弹性小，大酸量会带来冲力和局部速度增量，导致分布器内因流量变化造成液面剧烈波动，使分酸主管分布到分酸支管过程中流不均速，匀不稳定，液面进而造成金属面不能持续接触酸液，使这些位置的钝化膜总是在生成
‑
腐蚀
‑
再生成的过程中，不能持续的存在于阳极保护范围内。
②
当硫酸通过分酸主管进入分酸支管时，流动方向发生改变，会引发离心涡流现象，造成流体内产生湍流。此时粘性流体流动过程中存在逆压梯度，造成较大的能量损失，流体动能不足以长久维持流动一直向下游进行，以致在物体表面某处其速度会与势流的速度方向相反，产生逆流，脱离支管壁面，产生涡流，出现边界层分离现象，此位置主要形成于主管与分酸支管交叉位置后属于升压降速区。当此涡流区硫酸不能完全充满，使得此局部位置失去了阳极保护的作用，同时局部流速过高会产生大量气泡，气泡从液相表面不断冲击金属壁面，在此部位无法形成阳极保护回路、产生流速过高，最终将会造成设备局部严重腐蚀、分酸不均。另外液面波动及涡流区这两种现象还会造成附近喷嘴处流量增加，孔流速超过1.5m/s。
③
分布器内流速不均匀，局部位置流速会超过阳极保护要求的流速范围，引起冲刷腐蚀，超过阳极保护要求的极限流速。
④
现有技术中通过在喷嘴处安装四氟衬套，来防止喷嘴的冲刷腐蚀，但由于衬套与金属内壁贴合不够紧密，容易造成缝隙积液加速腐蚀，最终导致内衬大量脱落、设备腐蚀，影响分酸效果。而且现有管式分布器主要为铸铁合金类管式分布器，设备自重大完全依靠材质厚度耐腐蚀，价格是普通不锈钢价格的2
‑
3倍，提高了设备前期的成本投入。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种阳极保护浓硫酸管式分布器，达到流体分布均匀且使用寿命长的目的。
5.本实用新型所采用的技术方案为：
6.一种阳极保护浓硫酸管式分布器，主要包括进酸直管、分酸主管、分酸支管、喷嘴，所述浓硫酸管式分布器施加有阳极保护系统；而浓硫酸管式分布器的构成为：进酸直管通过进酸三通和缓冲分流连接器连通，分酸主管以缓冲分流连接器为轴线对称布置，远离缓
冲分流连接器端的分酸主管间通过连通器连通；分酸支管均布在分酸主管两侧，分酸主管和分酸支管上均安装有若干喷嘴；所述进酸直管、分酸主管、分酸支管、喷嘴、缓冲分流连接器、连通器构成阳极保护系统的阳极，而阳极保护系统的阴极布置于分酸主管及分酸支管中心线的垂直位置处，并按照每米增量增设；阳极保护系统的监测参比电极绝缘密封设置在湍流程度相对明显以及存在流动死区的中间、末端的分酸支管上；阳极保护系统的控制参比电极绝缘密封设置在分酸主管上；恒电位仪与阳极、阴极、监测参比电极、控制参比电极分别接通。
7.进一步的：
8.所述分酸支管上设置有排气管。
9.所述排气管开口朝下。
10.所述分酸主管和分酸支管上的喷嘴呈正三角布置。
11.所述喷嘴为内伸式喷嘴；其在分酸主管和分酸支管内部的端口分别高于各自位置处的内壁。
12.所述喷嘴的设置密度大于48个/m2。
13.所述进酸直管、分酸主管、分酸支管、喷嘴、缓冲分流连接器、连通器均由304l或316l材料制成。
14.本实用新型对比现有浓硫酸分布器具有更广应用范围，更优的环保性能，主要体现在：
①
可使用的硫酸浓度范围：92.5%～100%，可使用的温度范围：35℃～100℃，设备腐蚀率≤0.02毫米/年，管式分布器设计使用寿命≥10年，相当或优于现有浓硫酸设备，使用寿命长，运行安全可靠；
②
阳极保护浓硫酸管式分布器各路分酸主管之间设置连通器，分酸支管设置排气管，保证主管、支管内液体完全充满；
③
小塔径硫酸塔中管式浓硫酸分布器可以从人孔吊装零部件在塔内进行施工安装，安装、拆卸、维护、清洗简便，占用空间小；
④
阳极保护浓硫酸管式分布器具有缓冲分流、提前分布能力，系统各分酸点流速分布均匀；
⑤
当上塔酸量过大时，阳极保护浓硫酸管式分布器可以通过的缓冲分流器有效调节大酸量带来的冲力和局部速度增量，使到达每个分酸支管的流量分布均匀，主酸管和分酸支管内部充满流体，流出喷嘴的速度趋于平稳，达到阳极保护的速度范围；
⑥
喷嘴避免了非金属材料内衬与金属内壁贴合不够紧密的问题，通过阳极保护技术极大程度减少了硫酸流速冲刷对金属造成的腐蚀，喷嘴不易脱落、不易结垢、不易堵塞；
⑦
不限制塔径尺寸，即可用于小塔径硫酸塔，也可用于大型硫酸塔；设备造价较低，经济效益显著，设备费用仅为合金类酸分布器价格的1/2。
附图说明
15.图1为本实用新型的平面结构示意图；
16.图2为图1中的a处放大示意图，即排气管结构示意图；
17.图3为图1中的b处放大示意图，即喷嘴布置结构示意图；
18.图4为本实用新型喷嘴的内插结构示意图；
19.图中：1，阴极；2，监测参比电极；3恒电位仪；4，缓冲分流器；5，进酸直管；6，连通器；7，分酸支管；8，排气管；9喷嘴；10分酸主管；11，控制参比电极。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
21.参照图1，一种阳极保护浓硫酸管式分布器，主要包括进酸直管、分酸主管、分酸支管、喷嘴，所述浓硫酸管式分布器施加有阳极保护系统，保证分布器不发生腐蚀，满足分酸效果，具有良好的性价比。而浓硫酸管式分布器的构成为：进酸直管5通过进酸三通和缓冲分流连接器4连通，分酸主管10以缓冲分流连接器4为轴线对称布置，远离缓冲分流连接器4端的分酸主管10间通过连通器6连通，保证从进酸直管经过缓冲分流连接器4后进入分酸主管内的液体完全充满，分布均匀，有效调节大酸量带来的冲力和局部速度增量，使由分酸主管到达每个分酸支管的流量分布均匀，流出喷嘴的速度趋于平稳，达到阳极保护的速度范围。分酸支管7均布在分酸主管10两侧，分酸主管10和分酸支管7上均安装有若干喷嘴9；为避免分酸主管中死液区的存在，喷嘴9按一定间距等分排列开在分酸主管10和分酸支管7底部；达到改善液体初始分布质量，提高传质效率，保证分酸速度均匀的目的。
22.所述进酸直管5、分酸主管10、分酸支管7、喷嘴9、缓冲分流连接器4、连通器6构成阳极保护系统的阳极，而阳极保护系统的阴极1布置于分酸主管及分酸支管中心线的垂直位置处，并按照每米增量增设；阳极保护系统的监测参比电极2绝缘密封设置在湍流程度相对明显以及存在流动死区的中间、末端的分酸支管上；阳极保护系统的控制参比电极11绝缘密封设置在分酸主管10上；恒电位仪3与阳极、阴极1、监测参比电极2、控制参比电极11分别接通。
23.参照图2，所述分酸支管7上设置有排气管8，用来平衡分酸支管中压力过大产生的液面波动，同时在液面波动附近的喷嘴流速也会明显放缓在阳极保护的流速范围内。优选的，排气管8设置在在分酸支管产生“涡流区”的位置处，用来解决分酸支管局部酸液不能充满现象，同时“涡流区”附近的喷嘴孔流速也会明显放缓在阳极保护的流速范围内。
24.所述排气管8开口朝下，为了避免排气管内有酸液溢出，落在没有实施阳极保护的管式分布器外壁，造成外壁腐蚀。
25.参照图3，所述分酸主管10和分酸支管7上的喷嘴9呈正三角布置，为保证大塔径和大流量情况下硫酸的均匀分布。
26.所述喷嘴9的布置密度大于48个/m2，为保证大塔径和大流量情况下硫酸的均匀分布且使喷嘴流速小于1.5m/s。
27.而且喷嘴施加阳极保护技术有效防止冲刷腐蚀，替代现有技术中的四氟衬套，避免因衬套损坏造成的分酸不均。
28.参照图4，所述喷嘴9为内伸式喷嘴；其在分酸主管10和分酸支管7内部的端口分别高于各自位置处的内壁。喷嘴9设置3
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10mm的伸入高度，在分酸主管10和分酸支管7内形成一定的溢流效应，用于平稳管内的液面，保证每个喷嘴流速均匀。
29.上述结构改进既满足了分酸效果，又保证硫酸运行在温度范围35
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100℃，分酸速度1
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1.5m/s内，进一步为了提高分酸器耐硫酸的冲刷腐蚀，所述进酸直管5、分酸主管10、分酸支管7、喷嘴9、缓冲分流连接器4、连通器6均由304l或316l材料制成。该材料方便易得，替代了高级别材料或依靠材质厚度耐腐蚀的管式酸分布器，施加阳极保护技术的304l或316l年腐蚀率分别低于0.02mm/a，使用寿命长。
30.本实用新型的工艺流程：从干吸塔体与酸液输送管道相连接的法兰到塔内进酸直
管之间，由进酸总管和进酸直管相连接，这是浓硫酸进入干吸塔的主通道。浓硫酸通过进酸直管，经过多级分布，进入分酸主管。分酸主管侧面有若干分酸支管，通过法兰垫相联接，分酸支管管径大小是根据进酸量、分酸总管内的压力、流速及喷嘴的单位分量确定，根据各组不同的分酸量，配置了不同数量的分酸支管。浓硫酸首先通过缓冲分流连接器后再进入分酸主管，随后在分酸主管内分成若干份，分别流入各个分酸支管，并通过多组喷嘴进行再次分配，从分酸支管底部的喷嘴流出，注入干吸塔填料中。