一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法与流程

本发明属于氢氟酸生产线，涉及了一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法。
背景技术：
：氟化氢为无色液体或气体，分子量为20.01，易溶于水。其沸点为19.5℃，不可燃。属高度危害介质，空气中最高容许浓度为1mg/m3。其毒性危害是对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激作用，吸入高浓度的氟化氢可引起支气管炎和肺炎，甚至产生放射性窒息。氟化氢对金属、玻璃及含硅的物体有强腐蚀性，若遇高热，容器内压迅速增大，有开裂和爆炸的危险。无水氟化氢生产工艺，是以萤石粉、质量分数为98％的浓硫酸及发烟硫酸为原料，在回转反应炉中加热生成粗氟化氢气体，经洗涤、冷凝、精馏、脱气等操作得到无水氟化氢产品，副产品为氟硅酸及石膏。在实际生产中发现，由于氟化氢气体的强腐蚀性与高毒性，以及转炉的高温，这些特性给输送管道的选材、敷设方式等提出了很高的设计要求。如果设计不当会导致泄漏、堵塞等情况发生，不但影响生产的稳定运行，而且极易发生人员伤亡等安全事故。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法，针对氢氟酸生产中存在的问题，将氟化氢气体的出气方式进行整改，一方面通过设置进气缓冲器来降低氟化氢气体的单位时间出气量，使得连接管中单位时间的输气量较低，从而降低氟化氢气体对于管壁的腐蚀作用；另一方面，采用多跟连接管分流输送氟化氢气体每根连接管的输送量降低，进一步缓冲腐蚀作用，从而延长管路的使用寿命，提高生产的安全性，有效降低安全事故发生的概率。为了解决上述技术方案，采用如下技术方案：一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法，其特征在于包括如下步骤：(1)进气缓冲器装配；(2)管路连接：首先在异径多通接管、连接管的表面涂刷防腐涂层，再通过法兰盖将异径多通接管连接在进气缓冲器上，该异径多通接管的外接口数量大于等于2个，异径多通接管的上端面设置3个仪表口；在外接口上连接连接管，连接管的另一端连接洗涤塔；连接管安装完毕后，在连接管上搭载小型冷却器；管路连接完毕后在仪表口上装入压力检测仪表、温度检测仪表及氟化氢气体检测仪表；(3)在连接管连接洗涤塔处均接上水管，水管上安装电磁阀，并设置相应的中控电箱，电磁阀、进气缓冲器及小型冷却器均通过导线连接到中控电箱的接口上，由中控电箱直接控制，压力检测仪表、温度检测仪表及氟化氢气体检测仪表传输到中控电箱内；(4)管路接口位置气密性检测；(5)出气：在制备反应开始5-10min后，打开进气缓冲器，氟化氢气体分散的流入连接管中，再由连接管送入洗涤塔；中控电箱中预设最高温度为75-80℃，最低温度为65-70℃，氟化氢气体的最高浓度为0.98-1.05g/ml，氟化氢气体的最低浓度为0.75-0.82g/ml；检测温度高于最高温度时，小型冷却器开始工作，工作至温度降至最低温度以下；检测浓度高于最高浓度，降低进气缓冲器运行速率，检测浓度低于最低浓度时，加快进气缓冲器运行速率；(6)管路洗涤：氟化氢气体的检测浓度低于0.081-0.121g/ml时，表明反应完成，此时中控电箱自动开启电磁阀，采用水流冲刷方法洗涤连接管及异径多通接管，洗涤2-5min。优选后，组装进气缓冲器，进气缓冲器由进口、出口、气体流道及缓冲器组成，缓冲器则包括电机、传动机构、主动齿轴及钢杆，将电机的输出端连接在传动机构的输入端上，传动机构的输出端连接到主动齿轴上，再将主动齿轴以啮合方式搭载在钢杆的从动齿轮上，钢杆的上端焊接出口塞、钢杆的下端焊接进口塞；组装完成后进行试运行，试运行无误后，借助法兰盖将其装配到出气口内。进气缓冲器用于降低单位时间的出气量，从而降低连接管中单位时间的送气量，其工作原理为：电机工作后，带动主动齿轴旋转，通过啮合作用将旋转运动转化为钢杆的上下运动，在上移过程中，出口塞封堵出口，进口塞打开进口，氟化氢气体跑入进气缓冲器中；上移到顶后，钢杆下移，在下移过程中，进口塞封堵进口，出口塞打开出口，氟化氢气体由进气缓冲器送出；如此循环移动，减少连接管的单位时间输气量，降低氟化氢气体的腐蚀作用。优选后，在组装进气缓冲器前，取各个零部件，在各零部件表面涂刷防腐涂层。该防腐涂层致密稳定，耐强酸，特别是耐氟化氢腐蚀效果好。优选后，传动机构由区肩、连接板及往复齿轮组成，组装时，将区肩的一端与电机连接，另一端连接连接板，再将连接板连接到往复齿轮上由往复齿轮连接主动齿轴。在该传动机构的传动作用下，电机运行顺畅。优选后，防腐涂层均选用改性酚醛树脂、重晶石、纳米铬粉中的一种。这些防腐材料致密稳定，耐强酸，特别是耐氟化氢腐蚀效果好。优选后，连接管由短管、波纹管补偿器及带接管短管组成，波纹管补偿器连接在中间位置，波纹管补偿器的表面搭载小型冷却器。波纹管补偿器为连接管提供热补偿，补偿连接管被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力，保持连接管的结构形状稳定。优选后，中控电箱内包括有信号转换电路、信号识别电路及逻辑控制电路，信号转化电路的输入端与压力检测仪表、温度检测仪表及氟化氢气体检测仪表连接，信号转化电路的输出端连接信号识别电路，信号识别电路的输出端连接逻辑控制电路，逻辑控制电路控制电磁阀、进气缓冲器及小型冷却器。信号转换电路能够将压力检测仪表、温度检测仪表及氟化氢气体检测仪表检测到的信号转化为电信号，再将该电信号传递至信号识别电路，信号识别电路识别并判定该电信号，由逻辑控制电路对识别的信号发出相应的控制指令。从而实现中控电箱对于电磁阀、进气缓冲器及小型冷却器的自动控制功能。优选后，所述步骤(4)中气密性检测的具体步骤为：向转炉内充入氮气，氮气由转炉向各个管路流动，检测各处结构位置的气密性，待气密性检测无误后方可进行下一道工序。通过气密性检测能够保证氟化氢气体不泄漏，提高生产的安全性，降低安全事故发生的概率。优选后，所述步骤(6)洗涤完成后，取出转炉中的溶液，经提纯、过滤后获得氟化氢溶液。氟化氢溶液可回收利用，符合科学环保的生产理念，具有一定的经济效益。由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：本发明为一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法，针对氢氟酸生产中存在的问题，将氟化氢气体的出气方式进行整改，一方面通过设置进气缓冲器来降低氟化氢气体的单位时间出气量，使得连接管中单位时间的输气量较低，从而降低氟化氢气体对于管壁的腐蚀作用；另一方面，采用多跟连接管分流输送氟化氢气体每根连接管的输送量降低，进一步缓冲腐蚀作用，从而延长管路的使用寿命，提高生产的安全性，有效降低安全事故发生的概率。其具体有益效果表现为以下几点；1、进气缓冲器用于降低单位时间的出气量，从而降低连接管中单位时间的送气量，其工作原理为：电机工作后，带动主动齿轴旋转，通过啮合作用将旋转运动转化为钢杆的上下运动，在上移过程中，出口塞封堵出口，进口塞打开进口，氟化氢气体跑入进气缓冲器中；上移到顶后，钢杆下移，在下移过程中，进口塞封堵进口，出口塞打开出口，氟化氢气体由进气缓冲器送出；如此循环移动，减少连接管的单位时间输气量，降低氟化氢气体的腐蚀作用。2、本发明采用异径多通接管与连接管配合输送氟化氢气体，异径多通接管包括有2个及以上的外接口，每个外接口均连接一根连接管，每根连接管均连接至洗涤塔；多根连接管以分流形式将氟化氢气体输送至洗涤塔中，相比较现有的出气系统，每根连接管中流经的氟化氢气体明显减少，对于连接管的腐蚀作用明显降低。3、本发明中设置有水管，该水管由电磁阀控制启闭，以异径多通接管内氟化氢气体的浓度为反应是否结束的判定标准，在确认反应结束后开启电磁阀，冲洗连接管及异径多通接管内壁，将残留的氟化氢气体带出至转炉中。避免这些残液对管路的腐蚀。结构简单，设计巧妙，操作方便。附图说明下面结合附图对本发明作进一步说明：图1为转炉出气系统的整机示意图；图2为进气缓冲器的进口打开的示意图；图3为进气缓冲器的出口打开的示意图；图4为中控电箱的原理框图。具体实施方式如图1至图4所示，一种无水氢氟酸生产线转炉出气方法，包括如下步骤：(1)进气缓冲器3装配：a、在组装进气缓冲器3前，首先取进气缓冲器3的各个零部件，包括机壳28、电机27、主动齿轴23、钢杆21、区肩26、连接板25、往复齿轮24、进口塞20及出口塞17；机壳28的上端设有出口16，机壳28的下端设有进口19，机壳28内形成有气体流道18；在各零部件表面及机壳28的内表面涂刷防腐涂层，该防腐涂层均选用改性酚醛树脂、重晶石、纳米铬粉中的一种。这些防腐材料致密稳定，耐强酸，特别是耐氟化氢腐蚀效果好。b、组装进气缓冲器3，进气缓冲器3由进口19、出口16、气体流道18及缓冲器组成，缓冲器则包括电机27、区肩26、连接板25、往复齿轮24、主动齿轴23及钢杆21。组装时，将区肩26的一端与电机27连接，另一端连接连接板25，再将连接板25连接到往复齿轮24上，由往复齿轮24连接主动齿轴23，再将主动齿轴23以啮合方式搭载在钢杆21的从动齿轮22上，钢杆21的上端焊接出口塞17、钢杆21的下端焊接进口塞20，出口塞17与上端的出口16匹配，能够完全封堵出口16，进口塞20与下端的进口19匹配，能够完全封堵进口19。进气缓冲器3用于降低单位时间的出气量，从而降低连接管8中单位时间的送气量，其工作原理为：电机27工作后，带动主动齿轴23旋转，通过啮合作用将旋转运动转化为钢杆21的上下运动，在上移过程中，出口塞17封堵出口16，进口塞20打开进口19，氟化氢气体跑入进气缓冲器3中；上移到顶后，钢杆21下移，在下移过程中，进口塞20封堵进口19，出口塞17打开出口16，氟化氢气体由进气缓冲器3送出；如此循环移动，减少连接管8的单位时间输气量，降低氟化氢气体的腐蚀作用。c、组装完成后进行试运行，试运行无误后，借助法兰盖将其装配到出气口2内。(2)管路连接：首先在异径多通接管4、连接管8的表面涂刷防腐涂层，该防腐涂层均选用改性酚醛树脂、重晶石、纳米铬粉中的一种。这些防腐材料致密稳定，耐强酸，特别是耐氟化氢腐蚀效果好。再通过法兰盖将异径多通接管4连接在进气缓冲器3上，该异径多通接管4的外接口数量为2个，异径多通接管4的上端面设置3个仪表口；在每个外接口上连接连接管8，两根连接管8的另一端连接洗涤塔15。连接管8由短管11、波纹管补偿器10及带接管短管9组成，波纹管补偿器10连接在中间位置，波纹管补偿器10为连接管8提供热补偿，补偿连接管8被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力，保持连接管8的结构形状稳定。连接管8安装完毕后，在波纹管补偿器10的表面搭载小型冷却器12。管路连接完毕后在仪表口上装入压力检测仪表5、温度检测仪表6及氟化氢气体检测仪表7；(3)在连接管8连接洗涤塔15处均接上水管13，水管13上安装电磁阀14，并设置相应的中控电箱，电磁阀14、进气缓冲器3及小型冷却器12均通过导线连接到中控电箱的接口上，由中控电箱直接控制，压力检测仪表5、温度检测仪表6及氟化氢气体检测仪表7传输到中控电箱内。中控电箱内包括有信号转换电路、信号识别电路及逻辑控制电路，信号转化电路的输入端与压力检测仪表5、温度检测仪表6及氟化氢气体检测仪表7连接，信号转化电路的输出端连接信号识别电路，信号识别电路的输出端连接逻辑控制电路，逻辑控制电路控制电磁阀14、进气缓冲器3及小型冷却器12。信号转换电路能够将压力检测仪表5、温度检测仪表6及氟化氢气体检测仪表7检测到的信号转化为电信号，再将该电信号传递至信号识别电路，信号识别电路识别并判定该电信号，由逻辑控制电路对识别的信号发出相应的控制指令。从而实现中控电箱对于电磁阀14、进气缓冲器3及小型冷却器12的自动控制功能。(4)管路接口位置气密性检测：向转炉1内充入氮气，氮气由转炉1向各个管路流动，检测各处结构位置的气密性，待气密性检测无误后方可进行下一道工序。通过气密性检测能够保证氟化氢气体不泄漏，提高生产的安全性，降低安全事故发生的概率。(5)出气：在制备反应开始8min后，打开进气缓冲器3，氟化氢气体分散的流入连接管8中，再由连接管8送入洗涤塔15；中控电箱中预设最高温度为75℃，最低温度为70℃，氟化氢气体的最高浓度为1.03g/ml，氟化氢气体的最低浓度为0.82g/ml；检测温度高于75℃时，温度检测仪表6将温度信号传递至中控电箱，中控电箱根据该温度信号控制小型冷却器12开始工作，随着小型冷却器12的工作，连接管8内部的气体温度降低，在降至70℃后，小型冷却器12停止工作，从而维持连接管8内的气体温度，降低氟化氢气体的腐蚀效果。检测浓度高于1.03g/ml时，氟化氢气体检测仪表7将该信号传递至中控电箱，中控电箱根据该信号控制进气缓冲器3的电机27减速，进气逐渐变得缓慢，异径多通接管4内的氟化氢气体浓度下降，并维持在某一低于1.03g/ml的浓度值上；检测浓度低于0.82g/ml时，氟化氢气体检测仪表7将该信号传递至中控电箱，中控电箱根据该信号控制进气缓冲器3的电机27加速，进气逐渐加快，异径多通接管4内的氟化氢气体浓度上升，并维持在某一高于0.82g/ml的浓度值上。(6)管路洗涤：氟化氢气体的检测浓度低于0.089g/ml时，表明反应完成，此时中控电箱自动开启电磁阀14，采用水流冲刷方法洗涤连接管8及异径多通接管4，洗涤5min。洗涤后，取出转炉1中的溶液，经提纯、过滤后获得氟化氢溶液。氟化氢溶液可回收利用，符合科学环保的生产理念，具有一定的经济效益。腐蚀性检测：该设备投入使用后一年，将连接管8拆卸，检测连接管8内壁的腐蚀速率；同时取现有设备使用一年后的连接管8，检测该连接管8内壁的腐蚀速率。检测结果如表1所示：表1本发明连接管8腐蚀速率(mm/a)原设备连接管8腐蚀速率(mm/a)短管1110.11短管1110.19短管1120.07短管1120.20带接管短管910.09带接管短管910.16带接管短管920.013带接管短管920.22以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。当前第1页12