多效濃縮利用低濃度廢硫酸的設備系統的製作方法

2023-09-21 19:56:45

專利名稱：多效濃縮利用低濃度廢硫酸的設備系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及環境保護領域中的廢水處理，尤其是涉及一種高汙染低濃度廢硫酸的綜合處理的設備系統。
背景技術：
低濃度的廢硫酸通常採用處理的方法為清汙分流；母液洗液混合的鐵碳降解和生化處理法；臭氧、電解及強氧化劑法等。但普遍存在著投入大，能耗大，成本大，工作量大，處理效果差等缺陷，並且最終的處理效果不甚理想。
本申請人的中國發明專利申請200610050367.X中公開了一種多效濃縮和再濃縮利用低濃度廢硫酸的方法，包括(1)將低濃度廢硫酸導入多效加熱蒸發系統，每一效加熱蒸發系統由一加熱室和一蒸發器組成；(2)用生蒸汽對一效加熱室的低濃度廢硫酸加熱，酸吸收熱量後經一效蒸發室蒸發，產生一效二次蒸汽；一效二次蒸汽對二效加熱室的酸加熱，二效的酸吸熱後經二效蒸發室蒸發，產生二效二次蒸汽；二效二次蒸汽對三效加熱室的酸加熱，三效的酸吸熱後經三效蒸發室蒸發，經氣液分離後，抽真空抽去產生的蒸汽；(3)每一效中，廢硫酸在加熱室和蒸發器間自循環流動；(4)低濃度廢硫酸依次經三效、二效、一效逆流蒸發後抽真空進行閃蒸後成為濃度至少為45％；(5)或者經一效、二效、三效順流蒸發後濃縮至濃度為30％以上，濃縮後的硫酸進入再濃縮系統(或稱濃效蒸發器)後成為濃度至少為45％的硫酸。該發明方法可以大大節約濃縮時所需的能耗，解決了工業生產中大量高汙染低濃廢硫酸和汙染因子的排放，減少處理後的含有大量懸浮物存在大量COD、BOD汙染廢水的排放；同時減少了因工業廢水處理所需要的大量的設備的投資和所需要的原材料的資金。
該方法中需要有多臺的設備和合理流程設計，但該發明專利申請中並沒有詳細描述所使用的設備、各設備的連接關係以及管路的布置。

發明內容
本發明針對多效濃縮利用低濃度廢硫酸的方法，提供適用於該方法的設備系統及管路布置。
一種多效濃縮利用低濃度廢硫酸的設備系統，包括濃縮系統和再濃縮系統，其特徵在於所述的濃縮系統包括若干個濃縮單元，每個濃縮單元包括換熱器和蒸發室；所述的再濃縮系統包括除沫器和蒸發室；所述的蒸發室頂部設有氣體出口，底部設有酸出口，側面設有若干個酸入口；所述的換熱器底部設有酸入口，頂部設有酸出口，換熱器夾套設有蒸汽入口和冷凝水出口；所述的除沫器設有真空管線接口、氣體入口和液體出口；所述的若干個濃縮單元中第一個濃縮單元的換熱器的夾套連接生蒸汽，其餘各濃縮單元的換熱器夾套與前一濃縮單元的蒸發室的氣體出口相連，每個濃縮單元的蒸發室的酸出口均與本濃縮單元的換熱器的酸入口相連，每個濃縮單元的換熱器的酸出口均回到本濃縮單元的蒸發室的酸入口。
所述的生蒸汽為來自本設備系統外的蒸汽，用於為本設備系統提供熱源。
所述的若干個濃縮單元一般以一效濃縮系統、二效濃縮系統、三效濃縮系統等來命名，第一個濃縮單元即一效濃縮系統。
待處理的稀酸經過濃縮系統處理後得到的濃度相對提高的硫酸，待處理的稀酸在每個濃縮單元中濃度逐漸提高，最後通過管路連輸送到再濃縮系統的蒸發室的酸入口。也就是說濃縮系統中處理硫酸濃度最高的濃縮單元的蒸發室的酸出口或換熱器的酸出口通過管路與再濃縮系統的蒸發室的酸入口相連。
當採用三效順流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統；其中一效濃縮系統的蒸發室酸入口連接待處理稀酸的容器，一效濃縮系統的蒸發室的酸出口與一效濃縮系統的換熱器的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，一效濃縮系統的蒸發室的氣體出口與二效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口連接；二效濃縮系統的蒸發室的酸出口與二效濃縮系統的換熱器的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，另一路與三效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，二效濃縮系統的蒸發室的氣體出口與三效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口連接；三效濃縮系統的蒸發室的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的換熱器的酸入口相連，另一路通過泵與再濃縮系統中的蒸發室的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器的酸出口與三效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，三效濃縮系統的蒸發室的氣體出口與再濃縮系統中的除沫器的氣體入口相連；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室的酸出口通過位差或泵連接成品酸容器，再濃縮系統的蒸發室的氣體出口與本系統中的除沫器的氣體入口相連，除沫器的液體出口與本系統的蒸發室的酸入口相連。
再濃縮系統中還設有換熱器供熱，再濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，再濃縮系統的換熱器的酸出口與本系統的蒸發室的酸入口相連，再濃縮系統的換熱器的酸入口與本系統的蒸發室的酸出口相連。
所述的蒸發室除設有氣體出口、酸出口和酸入口外，還在側壁設有一個測溫口和二個視鏡口，所述的兩個視鏡口上下排列。
採用三效順流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，每個濃縮單元中的換熱器的出口不高於蒸發室的上視鏡口這樣可以使在每個濃縮單元中依靠加熱而使硫酸在換熱器與蒸發室間的自循環。
當採用三效逆流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統，均採用強制循環。
其中三效濃縮系統的蒸發室的酸出口和待處理稀酸的容器均與三效循環泵的入口相連，三效循環泵的出口與三效濃縮系統換熱器的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口與二效濃縮系統的蒸發室的氣體出口相連；二效濃縮系統的蒸發室的酸出口和待處理稀酸的容器均與二效循環泵的入口相連，二效循環泵的出口與二效濃縮系統換熱器的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，另一路與一效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口與一效濃縮系統的蒸發室的氣體出口相連；一效濃縮系統的蒸發室的酸出口和待處理稀酸的容器均與一效循環泵的入口相連，一效循環泵的出口與一效濃縮系統換熱器的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，另一路與再濃縮系統的蒸發室的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室的酸出口通過或泵連接成品酸容器，再濃縮系統的蒸發室的氣體出口與再濃縮系統中的除沫器的氣體入口相連，除沫器的液體酸出口與再濃縮系統的蒸發室的酸入口相連。
三效濃縮系統的蒸發室的氣體出口接真空系統，即與除沫器的氣體入口相連，除沫器的液體出口與三效濃縮系統的蒸發室的酸入口相連。
在本發明裝置系統可以根據設備的位差選用自然放料或在管路中加設泵等動力裝置，可以根據物料流向要求及設備密封、檢修的要求在管路中架設閥門、活結等常用的管路裝置。
在本發明裝置系統中所述的換熱器採用石墨材質，蒸發室和疏水器可採用石墨或搪玻璃材質。其他管路及設備接觸到硫酸的地方均採用化工領域通用耐酸材料。
所述石墨材質的疏水器包括上筒體、下筒體、上支撐板和下支撐板，上支撐板與下支撐板在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆，通過螺杆拉緊上支撐板與下支撐板，使上支撐板與下支撐板間夾緊上筒體與下筒體，上筒體與下筒體間設有墊片，上筒體頂端設有入口，下筒體底端設有冷凝水出口，上筒體與下筒體圍成的空間內設有浮球，浮球位於冷凝水出口的筒體內側，倒置的筒體將浮球包容於其中，筒體側面設有若干個開口，在下筒體的側壁設有視鏡。
所述石墨材質的疏水器結構及工作特點類似於浮球式疏水器。疏水器內如果沒有冷凝水時，浮球會封閉冷凝水出口，避免蒸汽排出造成浪費，當疏水器內存有一定量的冷凝水時，冷凝水通過筒體側面開孔進入筒體，浮球會因為冷凝水的浮力而漂起而開啟冷凝水出口排出冷凝水，冷凝水排淨後浮球下落封閉冷凝水出口。為了讓浮球漂起後仍能復位，採用倒置的側面開孔筒體將浮球包容於其中，網狀筒體與下筒體相對固定，保證了浮球能夠在冷凝水排淨後復位。
所述石墨材質的蒸發室包括包括上筒體、主筒體、上支撐板、下支撐板，上支撐板與下支撐板在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆，通過螺杆拉緊上支撐板與下支撐板，使上支撐板與下支撐板間夾緊上筒體與主筒體，上筒體與主筒體間設有墊片，上筒體頂端設有氣體出口，主筒體底端設有酸出口，主筒體側壁設有測溫口、酸入口、備用酸入口和若干個視鏡，如視鏡和視鏡，螺杆穿出上支撐板與下支撐板，長出部分帶有螺紋並通過螺母鎖緊，上筒體內部設有旋流板。
蒸發室工作時過熱的酸從酸入口或備用酸入口進入蒸發室，一部分水會形成水蒸氣從氣體出口排出，液體從酸出口排出，旋流板可以防止水蒸氣排出時夾帶泡沫。
蒸發室、疏水器及其其他設備採用石墨材質能解決傳統工藝技術中使用設備所難以解決的材質問題。石墨比金屬具有更好的導熱性和熱傳導效果，是理想的熱交換材料和省能耗的材料。石墨還具有很好的耐腐蝕性能，能耐70％以下硫酸，如選用好的粘接材料，可耐180℃的高溫，並且具有廣泛的耐腐蝕適用性(如HF酸)。石墨原材料易得，加工簡便並且價格便宜，其他適用材料如鈦、鋯、哈氏合金C等，價格較為昂貴，並且加工不易。對蒸發室和疏水器而言，搪玻璃的價格與石墨大致相當，但高溫的酸，特別有少量鹽酸的存在，壽命應不如石墨。
本發明設備系統應用於多效濃縮和閃蒸利用低濃度廢硫酸的方法，可以大大節約濃縮時所需的能耗，根本解決了工業生產中大量高汙染低濃廢硫酸和汙染因子的排放，同時減少了因工業廢水處理所需要的設備和資金


圖1為採用三效順流濃縮和閃蒸工藝流程時，本發明系統的設備流程圖；圖2為採用三效逆流濃縮和閃蒸工藝流程時，本發明系統的設備流程圖；
圖3為本發明裝置系統中石墨材質的疏水器的立體結構示意圖；圖4為本發明裝置系統中石墨材質的疏水器的剖面示意圖；圖5為本發明裝置系統中石墨材質的蒸發室的剖面示意圖；具體實施方式
參見圖1當採用三效順流濃縮和閃蒸工藝流程處理低濃度廢硫酸時，所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統；其中一效濃縮系統的蒸發室Q1酸入口連接待處理稀酸的容器(圖中未顯示)，一效濃縮系統的蒸發室Q1的酸出口與一效濃縮系統的換熱器E1的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器E1的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室Q1的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室Q2的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器E1的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，一效濃縮系統的蒸發室Q1的氣體出口與二效濃縮系統的換熱器E2的夾套的蒸汽入口連接；二效濃縮系統的蒸發室Q2的酸出口與二效濃縮系統的換熱器E2的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器E2的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室Q2的酸入口相連，另一路與三效濃縮系統的蒸發室Q3的酸入口相連，二效濃縮系統的蒸發室Q2的氣體出口與三效濃縮系統的換熱器E3的夾套的蒸汽入口連接；三效濃縮系統的蒸發室Q3的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的換熱器E3的酸入口相連，另一路通過泵P2與再濃縮系統中的蒸發室Q4的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器E3的酸出口與三效濃縮系統的蒸發室Q3的酸入口相連，三效濃縮系統的蒸發室Q3的氣體出口與再濃縮系統中的除沫器V4的氣體入口相連；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室Q4的酸出口通過泵P3連接成品酸容器(圖中未顯示)，再濃縮系統的蒸發室Q4的氣體出口與本系統中的除沫器V4的氣體入口相連，除沫器V4的液體出口與再濃縮系統的蒸發室Q4的酸入口相連。
再濃縮系統中設換熱器E4補充供熱，再濃縮系統的換熱器E4的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，再濃縮系統的換熱器E4的酸出口與本系統的蒸發室Q4的酸入口相連，再濃縮系統的換熱器E4的酸入口與本系統的蒸發室Q4的酸出口相連。
採用三效順流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，每個濃縮單元中的換熱器的夾套蒸汽入口的水平位置低於蒸發室的酸出口的水平位置，這樣可以使在每個濃縮單元中依靠重力在蒸發室與換熱器間形成硫酸的環流。
採用三效順流濃縮工藝流理低濃度廢硫酸時，待處理的稀酸來自待處理稀酸的容器，如儲罐、儲槽等(圖中未顯示)，待處理的稀酸進入一效濃縮系統的蒸發室Q1後靠重力進入一效濃縮系統的換熱器E1，通過生蒸汽的加熱並因密度差上行回到蒸發室Q1(此時閥f15開啟，閥f21關閉)，稀酸以過熱的形式進入蒸發室Q1後一部分水蒸氣從蒸發室Q1的氣體出口排出，進入到二效濃縮系統的換熱器E2的夾套的蒸汽入口，蒸發室Q1內的稀酸達到預定濃度後，開啟閥f21將稀酸轉移到二效濃縮系統的蒸發室Q2進行二次濃縮。
稀酸進入二效濃縮系統的蒸發室Q2後靠重力進入換熱器E2，通過來自蒸發室Q1的氣體出口的蒸汽加熱，並因密度差上行回到蒸發室Q2(此時閥f24開啟，閥f31關閉)，稀酸以過熱的形式進入蒸發室Q2後一部分水蒸氣從蒸發室Q2的氣體出口排出，進入到三效濃縮系統的換熱器E3的夾套的蒸汽入口，蒸發室Q2內的稀酸達到預定濃度後，開啟閥f31將稀酸轉移到三效濃縮系統的蒸發室Q3進行三次濃縮。
稀酸進入三效濃縮系統的蒸發室Q3後靠重力進入換熱器E3，通過來自蒸發室Q2的氣體出口的蒸汽加熱，並因密度差上行回到蒸發室Q3，稀酸以過熱的形式進入蒸發室Q3後一部分水蒸氣在真空系統帶動下排出，蒸發室Q3內的稀酸達到預定濃度後，通過蒸發室Q3酸出口管路的支路進入泵P2，在泵P2作用下進入再濃縮系統的蒸發室Q4進行再濃縮。
稀酸進入再濃縮系統的蒸發室Q4後靠重力進入再濃縮系統的換熱器E4，通過生蒸汽的加熱並因密度差上行回到蒸發室Q4，稀酸以過熱的形式進入蒸發室Q4後一部分水蒸氣在真空系統帶動下排出，除沫器V4中的殘留液體通過除沫器V4的液體出口返回再濃縮系統的蒸發室Q4，蒸發室Q4內的稀酸達到預定濃度後，再濃縮系統中的蒸發室Q4中的濃縮硫酸通過泵P3，打入成品酸容器(圖中未顯示)。
另外本系統中各換熱器冷凝水出口均裝有疏水器，其中換熱器E3裝有疏水器S3，換熱器E4裝有疏水器S4，換熱器E1裝有疏水器S1，換熱器E2裝有疏水器S2。
本系統中換熱器採用石墨材質；蒸發室和疏水器採用石墨或搪玻璃材料。
參見圖2，當採用三效逆流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統；其中三效濃縮系統的蒸發室Q3′的酸出口和待處理稀酸的容器(圖中未顯示)均與三效循環泵P3′的入口相連，三效循環泵P3′的出口與三效濃縮系統換熱器E3′的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器E3′的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的蒸發室Q3′的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室Q2′的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器E3′的夾套的蒸汽入口與二效濃縮系統的蒸發室Q2′的氣體出口相連；二效濃縮系統的蒸發室Q2′的酸出口和待處理稀酸的容器均與二效循環泵P2′的入口相連，二效循環泵P2′的出口與二效濃縮系統換熱器E2′的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器E2′的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室Q2′的酸入口相連，另一路與一效濃縮系統的蒸發室Q1′的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器E2′的夾套的蒸汽入口與一效濃縮系統的蒸發室Q1′的氣體出口相連；一效濃縮系統的蒸發室Q1′的酸出口和待處理稀酸的容器均與一效循環泵P1′的入口相連，一效循環泵P1′的出口與一效濃縮系統換熱器E1′的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器E1′的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室Q1′的酸入口相連，另一路與再濃縮系統的蒸發室Q4′的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器E1′的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室Q4′的酸出口通過位差或泵P4′連接成品酸容器(圖中未顯示)，再濃縮系統的蒸發室Q4′的氣體出口與本系統中的除沫器V4′的氣體酸入口相連，除沫器V4′的液體酸出口與本系統的蒸發室Q4′的酸入口相連。
三效濃縮系統的蒸發室Q3′的氣體出口與除沫器V3′的氣體入口相連，除沫器V3′的液體出口與三效濃縮系統的蒸發室Q3′的酸入口相連。
採用三效逆流濃縮工藝處理低濃度廢硫酸時，待處理的稀酸來自待處理稀酸的容器，如儲罐、儲槽等，待處理的稀酸通過三效循環泵P3′進入三效濃縮系統的換熱器E3′，稀酸在換熱器E3′通過來自二效濃縮系統的蒸發室Q2′的氣體出口的蒸汽的加熱因密度差上行回到蒸發室Q3′，蒸發室Q3′的氣體出口與除沫器V3′的氣體入口相連，在真空作用下蒸發室Q3′排出部分水蒸氣進行濃縮，稀硫酸在三效循環泵P3′的驅動下在蒸發室與換熱器間循環加熱、蒸發。
蒸發室Q3′內的稀酸達到預定濃度後，通過三效循環泵P3′，經換熱器E3′的酸出口的支路轉移到二效濃縮系統的蒸發室Q2′進行二次濃縮。
稀酸進入二效濃縮系統的蒸發室Q2′後通過二效循環泵P2′進入二效濃縮系統的換熱器E2′，稀酸在換熱器E2′通過來自一效濃縮系統的蒸發室Q1′的氣體出口的蒸汽的加熱因密度差上行回到蒸發室Q2′，稀酸以過熱的形式回到蒸發室Q2′後部分水蒸氣排除達到了濃縮的目的，稀硫酸在二效循環泵P2′的驅動下在蒸發室與換熱器間循環加熱、蒸發。
蒸發室Q2′內的稀酸達到預定濃度後，通過二效循環泵P2′經換熱器E2′的酸出口的支路轉移到一效濃縮系統的蒸發室Q1′進行第三次濃縮。
稀酸進入一效濃縮系統的蒸發室Q1′後通過一效循環泵P1′進入一效濃縮系統的換熱器E1′，稀酸在換熱器E1′通過生蒸汽的加熱因密度差上行回到蒸發室Q1′，稀酸以過熱的形式回到蒸發室Q1′後部分水蒸氣排除達到了濃縮的目的，稀硫酸在一效循環泵P1′的驅動下在蒸發室與換熱器間循環加熱、蒸發。
蒸發室Q1′內的稀酸達到預定濃度後，通過一效循環泵P1′，經換熱器E1′的酸出口的支路轉移到再濃縮系統的蒸發室Q4′進行閃蒸再濃縮。
稀酸進入再濃縮系統的蒸發室Q4′後一部分水蒸氣在真空系統帶動下排出，除沫器V4′中的殘留液體通過除沫器V4′的液體出口返回再濃縮系統的蒸發室Q4′，蒸發室Q4′內的稀酸達到預定濃度後，通過酸出口放入泵P4′，再打入成品酸容器。
在整個濃縮過程中，三效循環泵兼作三效進料泵，和二效進料泵、二效循環泵兼作一效進料泵、一效循環泵兼作一效出料(即閃蒸蒸發室的進料)泵。
另外本系統中各換熱器冷凝水出口均裝有疏水器，其中換熱器E1′裝有疏水器S1′，換熱器E2′裝有疏水器S2′、換熱器E3′裝有疏水器S3′。
本系統中換熱器採用石墨材質；蒸發器和疏水器採用石墨可搪玻璃。
三效逆流濃縮和閃蒸工藝流程在運行初期可以通過泵P1′、P2′和P3′分別向換熱器E2′、E3′和E1′泵入待處理的稀硫酸，這樣在開始運行階段蒸發室Q2′和蒸發室Q1′就可以產生蒸汽，使整個系統運轉起來。
參見圖3、4，在本發明裝置系統中，採用石墨材質的疏水器，疏水器包括上筒體10、下筒體2、上支撐板4和下支撐板1，上支撐板4與下支撐板1在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆6，通過螺杆6拉緊上支撐板4與下支撐板1，使上支撐板4與下支撐板1間夾緊上筒體10與下筒體2，上筒體10與下筒體2間設有墊片9，上筒體10頂端設有入口5，下筒體2底端設有冷凝水出口12，上筒體10與下筒體2圍成的空間內設有浮球3，浮球3位於冷凝水出口12的筒體內側，倒置的筒體7將浮球3包容於其中，筒體7側面設有若干個開口13在下筒體2的側壁設有視鏡8。
疏水器內如果沒有冷凝水時，浮球3會封閉冷凝水出口12，避免蒸汽排出造成浪費，當疏水器內存有一定量的冷凝水時，冷凝水通過筒體側面的開口13進入筒體，浮球3會因為冷凝水的浮力而漂起而開啟冷凝水出口12排出冷凝水，冷凝水排淨後浮球3下落封閉冷凝水出口12。為了讓浮球3漂起後仍能復位，採用倒置的網狀筒體7將浮球3包容於其中，網狀筒體7與下筒體2相對固定，保證了浮球3能夠在冷凝水排淨後復位。
參見圖5，在本發明裝置系統中採用石墨材質的蒸發室，蒸發室包括包括上筒體32、主筒體24、上支撐板28、下支撐板21，上支撐板28與下支撐板21在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆27，通過螺杆27拉緊上支撐板28與下支撐板21，使上支撐板28與下支撐板21間夾緊上筒體32與主筒體24，上筒體32與主筒體24間設有墊片30，上筒體32頂端設有氣體出口33，主筒體24底端設有酸出口22，主筒體24側壁設有測溫口23、酸入口25、備用酸入口34和若干個視鏡，如視鏡26和視鏡26′，螺杆27穿出上支撐板28與下支撐板20，長出部分帶有螺紋並通過螺母29鎖緊，上筒體32內部設有旋流板31。
蒸發室工作時過熱的酸從酸入口25或備用酸入口34進入蒸發室，一部分水會形成水蒸氣從氣體出口33排出，液體從酸出口22排出，旋流板31可以防止水蒸氣排出時夾帶泡沫。視鏡26和視鏡26′便於觀察蒸發室內部物料的狀態。
權利要求
1.一種多效濃縮利用低濃度廢硫酸的設備系統，包括濃縮系統和再濃縮系統，其特徵在於所述的濃縮系統包括若干個濃縮單元，每個濃縮單元包括換熱器和蒸發室；所述的再濃縮系統包括除沫器和蒸發室；所述的蒸發室頂部設有氣體出口，底部設有酸出口，側面設有若干個酸入口；所述的換熱器底部設有酸入口，頂部設有酸出口，換熱器夾套設有蒸汽入口和冷凝水出口；所述的除沫器設有真空管線接口、氣體入口和液體出口；所述的若干個濃縮單元中第一個濃縮單元的換熱器的夾套連接生蒸汽，其餘各濃縮單元的換熱器夾套與前一濃縮單元的蒸發室的氣體出口相連，每個濃縮單元的蒸發室的酸出口均與本濃縮單元的換熱器的酸入口相連，每個濃縮單元的換熱器的酸出口均回到本濃縮單元的蒸發室的酸入口；濃縮系統中處理硫酸濃度最高的濃縮單元的蒸發室的酸出口或換熱器的酸出口通過管路與再濃縮系統的蒸發室的酸入口相連。
2.如權利要求1所述的設備系統，其特徵在於所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統；其中一效濃縮系統的蒸發室(Q1)酸入口經泵(P1)連接待處理稀酸的容器，一效濃縮系統的蒸發室(Q1)的酸出口與一效濃縮系統的換熱器(E1)的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器(E1)的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室(Q1)的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室(Q2)的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器(E1)的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，一效濃縮系統的蒸發室(Q1)的氣體出口與二效濃縮系統的換熱器(E2)的夾套的蒸汽入口連接；二效濃縮系統的蒸發室(Q2)的酸出口與二效濃縮系統的換熱器(E2)的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器(E2)的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室(Q2)的酸入口相連，另一路與三效濃縮系統的蒸發室(Q3)的酸入口相連，二效濃縮系統的蒸發室(Q2)的氣體出口與三效濃縮系統的換熱器(E3)的夾套的蒸汽入口連接；三效濃縮系統的蒸發室(Q3)的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的換熱器(E3)的酸入口相連，另一路通過泵(P2)與再濃縮系統中的蒸發室(Q4)的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器(E3)的酸出口與三效濃縮系統的蒸發室(Q3)的酸入口相連，三效濃縮系統的蒸發室(Q3)的氣體出口與再濃縮系統中的除沫器(V4)的氣體入口相連；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室(Q4)的酸出口通過位差或泵(P3)連接成品酸容器，再濃縮系統的蒸發室(Q4)的氣體出口與再濃縮系統的的除沫器(V4)的氣體入口相連，除沫器(V4)的液體出口與蒸發室(Q4)的酸入口相連。
3.如權利要求2所述的設備系統，其特徵在於所述的再濃縮系統中設有換熱器(E4)，再濃縮系統的換熱器(E4)的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽，再濃縮系統的換熱器(E4)的酸出口與本系統的蒸發室(Q4)的酸入口相連，再濃縮系統的換熱器(E4)的酸入口與再濃縮系統的蒸發室(Q4)的酸出口相連。
4.如權利要求1所述的設備系統，其特徵在於所述的濃縮系統包括三個濃縮單元，分別是一效濃縮系統、二效濃縮系統和三效濃縮系統；其中三效濃縮系統的蒸發室(Q3′)的酸出口和待處理稀酸的容器均與三效循環泵(P3′)的入口相連，三效循環泵(P3′)的出口與三效濃縮系統換熱器(E3′)的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器(E3′)的酸出口分為兩路，一路與三效濃縮系統的蒸發室(Q3′)的酸入口相連，另一路與二效濃縮系統的蒸發室(Q2′)的酸入口相連，三效濃縮系統的換熱器(E3′)的夾套的蒸汽入口與二效濃縮系統的蒸發室(Q2′)的氣體出口相連；二效濃縮系統的蒸發室(Q2′)的酸出口和待處理稀酸的容器均與二效循環泵(P2′)的入口相連，二效循環泵(P2′)的出口與二效濃縮系統換熱器(E2′)的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器(E2′)的酸出口分為兩路，一路與二效濃縮系統的蒸發室(Q2′)的酸入口相連，另一路與一效濃縮系統的蒸發室(Q1′)的酸入口相連，二效濃縮系統的換熱器(E2′)的夾套的蒸汽入口與一效濃縮系統的蒸發室(Q1′)的氣體出口相連；一效濃縮系統的蒸發室(Q1′)的酸出口和待處理稀酸的容器均與一效循環泵(P1′)的入口相連，一效循環泵(P1′)的出口與一效濃縮系統換熱器(E1′)的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器(E1′)的酸出口分為兩路，一路與一效濃縮系統的蒸發室(Q1′)的酸入口相連，另一路與再濃縮系統的蒸發室(Q4′)的酸入口相連，一效濃縮系統的換熱器(E1′)的夾套的蒸汽入口連接生蒸汽；再濃縮系統中，再濃縮系統的蒸發室(Q4′)的酸出口通過位差或泵(P4′)連接成品酸容器，再濃縮蒸系統的蒸發室(Q4′)的氣體出口與再濃縮蒸系統中的除沫器(V4′)的氣體入口相連，除沫器(V4′)的液體出口與再濃縮系統的蒸發室(Q4′)的酸入口相連。
5.如權利要求4所述的設備系統，其特徵在於所述的三效濃縮系統設有除沫器(V3′)，三效濃縮系統的蒸發室(Q3′)的氣體出口與除沫器(V3′)的氣體入口相連，除沫器(V3′)的液體出口與三效濃縮系統的蒸發室(Q3′)的酸入口相連。
6.如權利要求1所述的設備系統，其特徵在於所述的換熱器的冷凝水出口設有疏水器。
7.如權利要求1所述的設備系統，其特徵在於所述的換熱器採用石墨材質，蒸發室採用石墨或搪玻璃材質。
8.如權利要求6所述的設備系統，其特徵在於所述的疏水器採用石墨或搪玻璃材質。
9.如權利要求8所述的設備系統，其特徵在於所述的疏水器如採用石墨材質，包括上筒體(10)、下筒體(2)、上支撐板(4)和下支撐板(1)，上支撐板(4)與下支撐板(1)在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆(6)，通過螺杆(6)拉緊上支撐板(4)與下支撐板(1)，使上支撐板(4)與下支撐板(1)間夾緊上筒體(10)與下筒體(2)，上筒體(10)與下筒體(2)間設有墊片(9)，上筒體(10)頂端設有入口(5)，下筒體(2)底端設有冷凝水出口(12)，上筒體(10)與下筒體(2)圍成的空間內設有浮球(3)，浮球(3)位於冷凝水出口(12)的筒體內側，倒置的筒體(7)將浮球(3)包容於其中，筒體(7)側面設有若干個開口(13)，在下筒體(2)的側壁設有視鏡(8)。
10.如權利要求7所述的設備系統，其特徵在於所述蒸發室採用石墨材質，包括包括上筒體(32)、主筒體(24)、上支撐板(28)、下支撐板(21)，上支撐板(28)與下支撐板(21)在圓周邊緣的對應位置設有若干開孔並穿套螺杆(27)，通過螺杆(27)拉緊上支撐板(28)與下支撐板(21)，使上支撐板(28)與下支撐板(21)間夾緊上筒體(32)與主筒體(24)，上筒體(32)與主筒體(24)間設有墊片(30)，上筒體(32)頂端設有氣體出口(33)，主筒體(24)底端設有酸出口(22)，主筒體(24)側壁設有測溫口(23)、酸入口(25)、備用酸入口(34)和若干個視鏡，上筒體(32)內部設有旋流板(31)。
全文摘要
本發明公開了一種多效濃縮利用低濃度廢硫酸的設備系統，包括濃縮系統和再濃縮系統，所述的濃縮系統包括若干個濃縮單元，每個濃縮單元包括換熱器和蒸發室；所述的再濃縮系統包括除沫器和蒸發室；第一個濃縮單元的換熱器的夾套連接生蒸汽，其餘各濃縮單元的換熱器夾套與前一濃縮單元的蒸發室的氣體出口相連，每個濃縮單元的蒸發室的酸出口均與本濃縮單元的換熱器的酸入口相連，每個濃縮單元的換熱器的酸出口均與相鄰濃縮單元的蒸發室的酸入口相連。本發明設備系統應用於多效濃縮和閃蒸利用低濃度廢硫酸的方法，可以大大節約濃縮時所需的能耗，減少設備投資。
文檔編號C02F1/58GK101070143SQ20071006905
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月11日 優先權日2007年6月11日
發明者趙國生, 高國泉, 方標, 阮海興, 唐勇 申請人:浙江閏土股份有限公司