CN218653012U - 一种稀酸浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种稀酸浓缩装置。包括下管箱(1)、壳体(2)、管板式换热器(3)与上管箱(4)；下管箱(1)、壳体(2)与上管箱(4)自下而上依次相连，管板换热器(3)立式固定在壳体(2)内；管板换热器(3)管程采用酸分布器，酸均匀沿换热管内壁成膜流下；壳体(2)内设有多个支持板(33)，壳程通过支持板(33)分割为多层换热腔。本实用新型具有换热效果好、加热均匀、浓缩效率高、满足硫酸使用要求的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种稀酸浓缩装置。
背景技术
以“浆液进料、富氧燃烧、两转两吸”为特点的湿法进料制酸工艺是目前处理焦炉煤气氨法湿式催化氧化脱硫工艺副产低纯度硫磺及脱硫废液的主流工艺，也是国内中大型钢铁联合企业或焦化厂的首选工艺。该工艺的显著的技术优势为工艺流程短、操作简单、自动化水平高、连续稳定性好；但是，副产的稀硫酸量相对较大。
绝大多数情况下，副产的稀硫酸能全部送至硫铵单元回收利用；但是当硫铵单元对应的炼焦规模远小于制酸单元对应的炼焦规模时，或者当炼焦采用高硫煤，导致煤气中硫化氢含量过高时，稀硫酸不能全部送至硫铵单元回收利用，则相对过剩。
目前开发稀酸浓缩装置，以处理相对过剩稀硫酸成为急需解决的技术问题。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种稀酸浓缩装置，具有换热效果好、加热均匀、浓缩效率高、满足硫酸使用要求的优点。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种稀酸浓缩装置，包括下管箱(1)、壳体(2)、管板式换热器(3)与上管箱(4)；下管箱(1)、壳体(2)与上管箱(4)自下而上依次相连，管板换热器(3)立式固定在壳体(2)内；管板换热器(3)管程采用酸分布器，酸均匀沿换热管内壁成膜流下；壳体(2)内设有多个支持板(33)，壳程通过支持板(33)分割为多层换热腔。
作为本实用新型的进一步改进，下管箱(1)包括下管箱人孔(11)、下管箱酸出口(12)、下管箱封头(13)、下管箱筒体(14)与下管箱法兰(15)。
下管箱筒体(14)轴线竖直，下管箱法兰(15)固接在下管箱筒体(14)顶端，下管箱封头(13)固接在下管箱筒体(14)底部，下管箱人孔(11)固接在下管箱筒体(14)侧壁上；下管箱酸出口(12)固接在下管箱封头(13)底部；下管箱(1)内喷涂聚四氟乙烯。
作为本实用新型的进一步改进，壳体(2)包括壳体法兰(21)、烟气出口(22)、壳体筒体(23)、连通管(24)、支座(25)与烟气入口(26)。
壳体筒体(23)轴线竖直，壳体法兰(21)固接在壳体筒体(23)两端，烟气出口(22)、连通管(24)、支座(25)、烟气入口(26)固接在壳体筒体(23)侧壁上，烟气出口(22)位于烟气入口(26)下方。
作为本实用新型的进一步改进，管板式换热器(3)包括上管板(31)、换热管(32)、支持板(33)、下管板(34)、拉杆(35)、定距管(36)、上管板固定件(37)，下管板固定件(38)与支持板固定件(39)。
多个支持板(33)水平固接在壳体(2)内，换热管(32)顶端通过上管板固定件(37)固接在上管板(31)上，换热管(32)底端通过下管板固定件(38)固接在下管板(34)，中部通过支持板固定件(39)固接在支持板(33)上；拉杆(35)与定距管(36)螺纹连接，拉杆(35)固接在支持板(33)上。
作为本实用新型的进一步改进，换热管(32)采用石英玻璃材料制作，上部设有凸起部分；上管板(31)、下管板(34)开孔为阶梯状，喷涂聚四氟乙烯。
作为本实用新型的进一步改进，所述上管板固定件(37)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)、酸分布器(44)、盖板(45)。
换热管固定件(41)设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)；盖板(45)固接在酸分布器(44)上，紧固件(43)与酸分布器(44)螺纹连接。
作为本实用新型的进一步改进，下管板固定件(38)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)。
换热管固定件(41)设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)。
作为本实用新型的进一步改进，支持板固定件(39)为环形卡箍结构；下部开豁口，用于安装到支持板(33)上，内径大于换热管(32)外径，卡箍外径小于支持板(33)开孔。
作为本实用新型的进一步改进，换热管(32)采用石英玻璃材料制作，所述上管板固定件(37)采用聚四氟乙烯材料制作，所述下管板固定件(38)采用聚四氟乙烯材料制作，所述支持板固定件(39)采用聚四氟乙烯材料制作。
作为本实用新型的进一步改进，上管箱(4)包括上管箱法兰(51)、分布瓷环填料及支撑(52)、上管箱人孔(53)、气体出口(54)、上管箱封头55、捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)与上管箱筒体(58)；
上管箱筒体(58)轴线竖直，上管箱法兰(51)固接在上管箱筒体(58)底端，上管箱封头(55)固接在上管箱筒体(58)顶部；上管箱人孔(53)固接在上管箱筒体(58)侧壁，气体出口(54)固接在上管箱封头(55)顶部；捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)、分布瓷环填料及支撑(52)自上而下依次固接在上管箱筒体(58)内；上管箱(4)内部喷涂聚四氟乙烯。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型管板式换热器的管程采用酸分布器，上管箱硫酸经过喷头分布到填料上，均匀分布到上管板上，经过酸分布器分布到换热管内壁，以薄膜状态沿换热管向下流动，换热效果好。
2)壳体内设有多个支持板，壳程通过支持板分割为多层换热腔，在第一个换热腔，来自转化器的热烟气横向经过换热管，换热后在出口通过连通管进入第二个换热腔，壳程烟气均匀加热换热管内硫酸，壳程烟气均匀浓缩硫酸。
3)本实用新型换热管采用石英玻璃材料制作，接触部分采用聚四氟乙烯材料制作，保证玻璃管安装膨胀安全。管箱及管板喷涂聚四氟乙烯，满足硫酸使用要求。
4)本实用新型浓缩效率高，结构紧凑。
附图说明
图1为本实用新型结构示意主视图；
图2为本实用新型上管板固定件结构示意图；
图3为本实用新型下管板固定件结构示意图；
图4为本实用新型支持板固定件结构示意图；
图5为本实用新型上管板结构示意俯视图；
图6为本实用新型上管板结构示意局部主视图；
图7为本实用新型下管板结构示意俯视图；
图8为本实用新型下管板结构示意局部主视图；
图9为本实用新型支持板结构示意俯视图；
图10为本实用新型酸分布器结构示意主视图；
图11是图10的A-A剖视图；
图12是图10的B-B剖视图；
图13是图10的C-C剖视图；
图14是图10的D-D剖视图；
图15是本实用新型换热管固定件结构示意主视图；
图16是本实用新型换热管固定件结构示意俯视图；
图17是本实用新型支持板固定件结构示意主视图；
图18是本实用新型支持板固定件结构示意俯视图；
图19是本实用新型换热管结构示意主视图；
图20是本实用新型换热管结构示意俯视图。
图中：1-下管箱 2-壳体 3-管板换热器 4-上管箱 11-下管箱人孔 12-下管箱酸出口 13-下管箱封头 14-下管箱筒体 15-下管箱法兰 21-壳体法兰 22-烟气出口 23-壳体筒体 24-连通管 25-支座 26-烟气入口 31-上管板 32-换热管 33-支持板 34-下管板35-拉杆 36-定距管 37-上管板固定件 38-下管板固定件 39-支持板固定件 41-换热管固定件 42-管板填料 43-紧固件 44-酸分布器 45-盖板 51-上管箱法兰 52-分布瓷环填料及支撑 53-上管箱人孔 54-气体出口 55-上管箱封头 56-捕雾瓷环填料及支撑 57-酸入口及喷头 58-上管箱筒体
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
【实施例】
如图1-20所示，一种稀酸浓缩装置，包括下管箱(1)、壳体(2)、管板式换热器(3)与上管箱(4)。下管箱(1)、壳体(2)与上管箱(4)自下而上依次相连，管板换热器(3)立式固定在壳体(2)内。
下管箱(1)包括下管箱人孔(11)、下管箱酸出口(12)、下管箱封头(13)、下管箱筒体(14)与下管箱法兰(15)。下管箱筒体(14)为圆形筒体，其轴线竖直。下管箱法兰(15)固接在下管箱筒体(14)顶端，下管箱封头(13)固接在下管箱筒体(14)底部。下管箱人孔(11)固接在下管箱筒体(14)侧壁上，下管箱酸出口(12)固接在下管箱封头(13)底部。下管箱(1)内喷涂聚四氟乙烯。
壳体(2)包括壳体法兰(21)、烟气出口(22)、壳体筒体(23)、连通管(24)、支座(25)与烟气入口(26)。壳体筒体(23)为圆形筒体，其轴线竖直。两个支持板(33)相互平行，水平固接在壳体筒体(23)内，将壳体(2)内部分为三层，壳程通过支持板(33)分割为多层换热腔。两个壳体法兰(21)分别固接在壳体筒体(23)顶端与底端，烟气出口(22)、连通管(24)、支座(25)、烟气入口(26)固接在壳体筒体(23)侧壁上，烟气出口(22)位于烟气入口(26)下方。烟气从上部烟气入口(26)进入，横向流动，通过连通管(24)进入下层，横向流动，最后从烟气出口(22)流出。烟气出口(22)与烟气入口(26)同时也作为安装口和检修口用。
管板式换热器(3)包括上管板(31)、换热管(32)、支持板(33)、下管板(34)、拉杆(35)、定距管(36)、上管板固定件(37)，下管板固定件(38)与支持板固定件(39)。换热管(32)顶端通过上管板固定件(37)固接在上管板(31)上，换热管(32)底端通过下管板固定件(38)固接在下管板(34)上，中部通过支持板固定件(39)固接在支持板(33)上。拉杆(35)与定距管(36)螺纹连接，拉杆(35)固接在支持板(33)上，定距管(36)顶端固接在上管板(31)底面。换热管(32)采用石英玻璃材料制作，上部设有凸起部分。上管板(31)、下管板(34)开孔为阶梯状，喷涂聚四氟乙烯。
上管板固定件(37)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)、酸分布器(44)、盖板(45)。换热管固定件(41)内径略大于换热管(32)外径，设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)。盖板(45)焊接在酸分布器(44)顶部，紧固件(43)与酸分布器44螺纹连接。通过酸分布器(44)，硫酸为降膜状态分布到换热管(32)内壁。上管板固定件(37)材质为聚四氟乙烯。上管板(31)设有凹槽，管板填料(42)放置在凹槽内，通过紧固件(43)与换热管固定件(41)固定。
下管板固定件(38)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)。换热管固定件(41)内径略大于换热管32外径，设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)。下管板固定件(38)材质为聚四氟乙烯。
支持板固定件(39)为环形卡箍结构，下部开豁口，用于安装到支持板(33)上，内径略大于换热管(32)外径，卡箍外径略小于支持板(33)开孔。支持板固定件(39)材质聚四氟乙烯。
下管板(34)、底部的壳体法兰(21)通过螺栓固接在下管箱法兰(15)上。
上管箱(4)包括上管箱法兰(51)、分布瓷环填料及支撑(52)、上管箱人孔(53)、气体出口(54)、上管箱封头(55)、捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)与上管箱筒体(58)。
上管箱筒体(58)为圆筒结构，轴线竖直。上管箱法兰(51)固接在上管箱筒体(58)底端，上管板(31)、上管箱法兰(51)通过螺栓固接在顶部的壳体法兰(21)上。
上管箱封头(55)固接在上管箱筒体(58)顶部，气体出口(54)固接在上管箱封头(55)顶部，两个上管箱人孔(53)一上一下固接在上管箱筒体(58)侧壁。
捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)、分布瓷环填料及支撑(52)自上而下依次固接在上管箱筒体(58)内。上管箱(4)内部喷涂聚四氟乙烯。
烟气入口温度应低于聚四氟乙烯的使用温度。
上管箱(4)硫酸经过酸入口及喷头(57)分布到填料上，均匀分布到上管板(31)上，经过酸分布器(44)分布到换热管(32)内壁，以薄膜状态沿换热管向下流动。壳程由于有支持板(33)，分割为几个换热腔，在第一个换热腔，来自转化器的热烟气横向经过换热管(32)，换热后在出口通过连通管(24)进入第二个换热腔，壳程烟气均匀加热换热管内硫酸，换热后烟气送回转化器。浓缩后的硫酸进入硫酸槽，如果酸浓度未达到要求，将浓缩未达到要求的硫酸再送回酸入口浓缩。稀硫酸浓缩后的气体经过除雾后送至尾气处理装置。
本实用新型换热管(32)采用石英玻璃材料制作，接触部分采用聚四氟乙烯材料制作，保证玻璃管安装膨胀安全。管箱及管板喷涂聚四氟乙烯，满足硫酸使用要求。本实用新型浓缩效率高，结构紧凑。
本实用新型具有换热效果好、加热均匀、浓缩效率高、满足硫酸使用要求的优点。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种稀酸浓缩装置，其特征在于：包括下管箱(1)、壳体(2)、管板式换热器(3)与上管箱(4)；下管箱(1)、壳体(2)与上管箱(4)自下而上依次相连，管板换热器(3)立式固定在壳体(2)内；管板换热器(3)管程采用酸分布器，酸均匀沿换热管内壁成膜流下；壳体(2)内设有多个支持板(33)，壳程通过支持板(33)分割为多层换热腔。
2.根据权利要求1所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述下管箱(1)包括下管箱人孔(11)、下管箱酸出口(12)、下管箱封头(13)、下管箱筒体(14)与下管箱法兰(15)；
下管箱筒体(14)轴线竖直，下管箱法兰(15)固接在下管箱筒体(14)顶端，下管箱封头(13)固接在下管箱筒体(14)底部，下管箱人孔(11)固接在下管箱筒体(14)侧壁上；下管箱酸出口(12)固接在下管箱封头(13)底部；下管箱(1)内喷涂聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述壳体(2)包括壳体法兰(21)、烟气出口(22)、壳体筒体(23)、连通管(24)、支座(25)与烟气入口(26)；
壳体筒体(23)轴线竖直，壳体法兰(21)固接在壳体筒体(23)两端，烟气出口(22)、连通管(24)、支座(25)、烟气入口(26)固接在壳体筒体(23)侧壁上，烟气出口(22)位于烟气入口(26)下方。
4.根据权利要求1所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述管板式换热器(3)包括上管板(31)、换热管(32)、支持板(33)、下管板(34)、拉杆(35)、定距管(36)、上管板固定件(37)，下管板固定件(38)与支持板固定件(39)；
多个支持板(33)水平固接在壳体(2)内，换热管(32)顶端通过上管板固定件(37)固接在上管板(31)上，换热管(32)底端通过下管板固定件(38)固接在下管板(34)，中部通过支持板固定件(39)固接在支持板(33)上；拉杆(35)与定距管(36)螺纹连接，拉杆(35)固接在支持板(33)上。
5.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述换热管(32)采用石英玻璃材料制作，换热管(32)上部设有凸起部分；上管板(31)、下管板(34)开孔为阶梯状，喷涂聚四氟乙烯。
6.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述上管板固定件(37)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)、酸分布器(44)、盖板(45)；
换热管固定件(41)设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)；盖板(45)固接在酸分布器(44)上，紧固件(43)与酸分布器(44)螺纹连接。
7.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述下管板固定件(38)包括换热管固定件(41)、管板填料(42)、紧固件(43)；
换热管固定件(41)设有内螺纹用于固定换热管(32)，设有外螺纹用于连接紧固件(43)。
8.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述支持板固定件(39)为环形卡箍结构；下部开豁口，用于安装到支持板(33)上，内径大于换热管(32)外径，卡箍外径小于支持板(33)开孔。
9.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述换热管(32)采用石英玻璃材料制作，所述上管板固定件(37)采用聚四氟乙烯材料制作，所述下管板固定件(38)采用聚四氟乙烯材料制作，所述支持板固定件(39)采用聚四氟乙烯材料制作。
10.根据权利要求4所述的一种稀酸浓缩装置，其特征在于：所述上管箱(4)包括上管箱法兰(51)、分布瓷环填料及支撑(52)、上管箱人孔(53)、气体出口(54)、上管箱封头(55)、捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)与上管箱筒体(58)；
上管箱筒体(58)轴线竖直，上管箱法兰(51)固接在上管箱筒体(58)底端，上管箱封头(55)固接在上管箱筒体(58)顶部；上管箱人孔(53)固接在上管箱筒体(58)侧壁，气体出口(54)固接在上管箱封头(55)顶部；捕雾瓷环填料及支撑(56)、酸入口及喷头(57)、分布瓷环填料及支撑(52)自上而下依次固接在上管箱筒体(58)内；上管箱(4)内部喷涂聚四氟乙烯。
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