一种废硫酸循环浓缩再生利用系统及其工作方法与流程

本发明涉及氯碱工艺技术领域，特别是一种废硫酸循环浓缩再生利用系统。

背景技术

氯气处理是氯碱生产中的关键工序，其任务是对电解来的湿氯气进行冷却、干燥和加压输送。工业上采用浓硫酸作为氯气的干燥剂，是由于浓硫酸具有较高的脱水效率、不与氯气发生化学反应，氯气在硫酸中的溶解度低等优点，因此硫酸干燥氯气的实质是水从氯气中扩散到浓硫酸中的传质过程，而该过程是否进行或进行的程度如何，取决于氯气分压与硫酸页面上的水蒸气分压的差值。在氯碱行业的生产过程中，干燥每吨烧碱所产生的氯气消耗15kg左右的浓硫酸。从电解槽出来的氯气温度高，含水量大，必须经过降温和干燥处理，才能通过压缩机送至后续的氯化氢合成及液氯工段，浓硫酸吸收了氯气中的水分后，浓度逐渐降低，当浓度稀释至80%左右后就不能满足氯气干燥的要求了，此时废酸排出，此废酸中溶解有0.2%~0.5%左右的氯气，所以比成品浓硫酸具有更强的腐蚀性，需要通过不断向干燥系统中补充浓硫酸来保证系统中硫酸的浓度。

若将此两类废酸中和处理后排放，对企业经济不利，另一方面，国家对环保要求的不断提高，稀硫酸提浓在利用是大势所趋。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、低耗能、高效率的废硫酸循环浓缩再生利用系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的废硫酸循环浓缩再生利用系统，包括：废酸缓冲罐、进料泵、一级循环蒸发器、一级冷凝器、二级循环蒸发器、二级冷凝器、一级冷却器、二级冷却器、成品酸罐、第一尾气净化塔、第二尾气净化塔；所述废酸缓冲罐经进料泵、管道与所述一级循环蒸发器相连，所述一级循环蒸发器的出气口经管道依次与一级冷凝器、第一尾气净化塔相连，所述一级循环蒸发器的出液口经管道与二级循环蒸发器相连，二级循环蒸发器的出液口经管道依次与一级冷却器、二级冷却器、成品酸罐相连，以使浓缩后的硫酸经冷却降温后进入成品酸罐，所述二级循环蒸发器的出气口经管道依次与二级冷凝器、第二尾气净化塔相连，第一尾气净化塔的出气口设置第一排放阀，所述第二尾气净化塔的出气口设置第二排放阀，实现废酸的浓缩冷却收集、废气的净化排放。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括预热器，所述预热器置于一级循环蒸发器和废酸缓冲罐之间，以使废酸缓冲罐内的液体进入一级循环蒸发器前由预热器进行预热，使得废酸缓冲罐内的液体进入至一级循环蒸发器前温度为50℃至60℃之间。

进一步，所述一级循环蒸发器内设置第一压力传感器和第一温度传感器，用于检测一级循环蒸发器内的温度和压力；所述二级循环蒸发器内设置第二压力传感器和第二温度传感器，用于检测二级循环蒸发器内的温度和压力。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括一级加热器，该一级加热器的两端分别与一级循环蒸发器的出液口、进液口相连，以使一级循环蒸发器在循环蒸发过程中由一级加热器进行预热，提高一级循环蒸发器的蒸发浓缩效率。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括热油循环系统，所述一级循环蒸发器、二级循环蒸发器、一级加热器为油式换热器，由热油循环系统对所述一级循环蒸发器、二级循环蒸发器、一级加热器进行供热。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括第一真空机组、第二真空机组，所述第一真空机组经管道与第一尾气净化塔相连，所述第二真空机组经管道与第二尾气净化塔相连，以使第一尾气净化塔、第二尾气净化塔处于负压状态下进行净化，避免废气外溢。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括冷凝器、凝水罐、循环泵，所述第一尾气净化塔、第二尾气净化塔分别经管道与所述冷凝器、凝水罐、循环泵形成冷却循环系统，以使废气经过第一尾气净化塔、第二尾气净化塔时可进行冷却降温。

进一步，废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括应急池，所述一级循环蒸发器、二级循环蒸发器的出液口经管道、阀门与所述应急池相连，出现紧急情况时，一级循环蒸发器、二级循环蒸发器内的液体可排入应急池。

上述废硫酸循环浓缩再生利用系统的工作方法，进料泵将废酸缓冲罐中的废酸计量泵入一级循环蒸发器进行循环蒸发浓缩，获得的含有低沸点杂质的气体进入一级冷凝器进行冷凝，冷凝后的气体进入负压状态的第一尾气净化塔进行净化和排放，液体进入二级循环蒸发器再次进行循环蒸发浓缩，获得的气体进入二级冷凝器进行冷凝，冷凝后的气体进入负压状态的第二尾气净化塔进行净化和排放，二级循环蒸发器蒸发浓缩后获得的液体经一级冷却器、二级冷却器进行冷却后进入成品酸罐存储，第一尾气净化塔、第二尾气净化塔内的气体净化时，由循环泵将冷凝器、凝水罐中的冷凝水进行泵送，对经过第一尾气净化塔、第二尾气净化塔的气体进行冷却。

发明的技术效果：（1）本发明的废硫酸循环浓缩再生利用系统，相对于现有技术，对废酸进行两级蒸发浓缩提浓，可以获得浓度在90%以上的酸液；废酸进入一级循环蒸发器前，由预热器进行预热，使得废酸以较高的温度进入一级循环蒸发器，可以提高一级循环蒸发器的提浓效率；在一级循环蒸发器的循环蒸发提浓过程中，由一级加热器进行加热，确保进入一级循环蒸发器时保持较高温度，提高提浓效率；气体进入尾气净化塔进行净化时，由冷凝器、冷凝器循环水泵提供冷凝水进行降温冷却，使得气体净化的同时可进行降温。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的废硫酸循环浓缩再生利用系统的结构示意图。

图中：废酸缓冲罐1，进料泵11，预热器12，一级循环蒸发器2，第一压力传感器21，第一温度传感器22，一级加热器23，一级冷凝器24，热油供油口25，热油回油口26，二级循环蒸发器3，第二压力传感器31，第二温度传感器32，二级冷凝器34，冷却水供水口35，冷却水回水口36，成品酸罐4，一级冷却器41，二级冷却器42，出料泵43，成品酸出口44，冷却介质出口45，第一尾气净化塔5，第一真空机组51，第一排放阀52，第一自冷却水供水53，冷却水回水口54，第二尾气净化塔6，第二真空机组61，第二排放阀62，第二自冷却水供水63，冷凝器7，凝水罐71，循环泵72，冷凝器冷却水供水口73，冷凝器冷却水出水口74，冷凝水出水口75，应急池8。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的废硫酸循环浓缩再生利用系统包括废酸缓冲罐1、进料泵11、一级循环蒸发器2、一级冷凝器24、二级循环蒸发器3、二级冷凝器34、一级冷却器41、二级冷却器42、成品酸罐4、第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6；废酸缓冲罐1为碳钢材质，用于对浓度无法满足氯气干燥要求的废酸进行中间存储，废酸缓冲罐1经进料泵11、管道、控制阀门与一级循环蒸发器2相连，其中进料泵11的材质为钢衬四氟，且一级循环蒸发器2和废酸缓冲罐1之间设置电加热的预热器12，以使废酸缓冲罐1内的废酸液体进入一级循环蒸发器2前由预热器12进行预热，使得废酸缓冲罐1内的液体进入一级循环蒸发器2前温度可加热至50℃到60℃之间。

一级循环蒸发器2的出气口经管道、控制阀门依次与一级冷凝器24的进气口相连，一级冷凝器24的出气口经管道、控制阀门与第一尾气净化塔5相连，第一尾气净化塔5的出气口设置第一排放阀52。

一级循环蒸发器2的出液口经管道、控制阀门与二级循环蒸发器3相连，二级循环蒸发器3的出液口经管道、控制阀门依次与一级冷却器41、二级冷却器42、成品酸罐4相连，以使浓缩后的硫酸经冷却降温后进入成品酸罐4，成品酸罐4经出料泵43与成品酸出口44相通，使得成品酸罐4内的酸液可进行泵出、收集、再利用。

二级循环蒸发器3的出气口经管道依次与二级冷凝器34、第二尾气净化塔6相连，第二尾气净化塔6的出气口设置第二排放阀62，实现废气的净化排放。

一级循环蒸发器2内设置第一压力传感器21和第一温度传感器22，用于检测一级循环蒸发器2内的温度和压力；二级循环蒸发器3内设置第二压力传感器31和第二温度传感器32，用于检测二级循环蒸发器3内的温度和压力，测得的参数反馈至控制系统，通过调整控制阀门对一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3进行流量调节。

废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括一级加热器23、热油循环系统，该一级加热器23的两端分别与一级循环蒸发器2的出液口、进液口相连，以使一级循环蒸发器2在循环蒸发过程中由一级加热器23进行预热，提高一级循环蒸发器2的蒸发浓缩效率。一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3、一级加热器23为油式换热器，一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3、一级加热器23的换热介质进口经管道、控制阀门与热油循环系统的热油供油口25相通，一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3、一级加热器23的换热介质出口经管道、控制阀门与热油循环系统的热油回油口26相通，使得热油循环系统可对一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3、一级加热器23进行循环供热。

废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括第一真空机组51、第二真空机组61，第一真空机组51经管道、控制阀门与第一尾气净化塔5相连，第二真空机组61经管道、控制阀门与第二尾气净化塔6相连，以使第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6处于负压状态下进行净化，避免废气外溢；第一真空机组51由第一自冷却水供水53进行水冷，第二真空机组61由第二自冷却水供水63进行水冷，且第一真空机组51、第二真空机组61冷却水可经冷却水回水口54排出。

废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括冷凝器7、凝水罐71、循环泵72，第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6分别经管道、控制阀门与冷凝器7、凝水罐71、循环泵72形成冷却循环系统，以使废气经过第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6时可进行冷却降温，冷凝水可由冷凝水出水口75排出；冷凝器7为水冷式冷凝器，用于冷凝的水经冷凝器冷却水供水口73流入、冷凝器冷却水出水口74流出。

废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括应急池8，一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3的出液口经管道、阀门与应急池8相连，出现紧急情况时，一级循环蒸发器2、二级循环蒸发器3内的液体可排入应急池。

废硫酸循环浓缩再生利用系统还包括冷却水循环系统，一级冷凝器24、二级冷凝器34、二级冷却器42为水冷式冷却器，一级冷凝器24、二级冷凝器34、二级冷却器42的冷却介质进口经管道、控制阀门与冷却水循环系统的冷却水供水口35相连，一级冷凝器24、二级冷凝器34的冷却介质出口经管道、控制阀门与冷却水循环系统的冷却水回水口36相连，二级冷却器42的的冷却介质出口45经管道、控制阀门与冷却水循环系统的冷却水回水口36相连，由冷却水循环系统进行集中供水冷却。

废硫酸循环浓缩再生利用系统中的管道可采用搪瓷、或钢衬四氟、或碳钢材质，耐腐蚀。

实施例2

如实施例1所述的废硫酸循环浓缩再生利用系统的工作方法，进料泵11将废酸缓冲罐1中的废酸计量泵入一级循环蒸发器2进行循环蒸发浓缩，获得的含有低沸点杂质的气体进入一级冷凝器24进行冷凝，冷凝后的气体进入负压状态的第一尾气净化塔5进行净化和排放；一级循环蒸发器2蒸发浓缩获得的液体进入二级循环蒸发器3再次进行循环蒸发浓缩，获得的气体进入二级冷凝器34进行冷凝，冷凝后的气体进入负压状态的第二尾气净化塔6进行净化和排放，二级循环蒸发器蒸3发浓缩后获得的液体经一级冷却器41、二级冷却器42进行冷却后进入成品酸罐存储4，第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6内的气体净化时，由循环泵72将冷凝器7、凝水罐71中的冷凝水进行泵送，对经过第一尾气净化塔5、第二尾气净化塔6的气体进行冷却。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。