CN110384944B

CN110384944B - 废酸蒸发浓缩设备及废酸处理方法

Info

Publication number: CN110384944B
Application number: CN201910800040.7A
Authority: CN
Inventors: 张月圆; 黄垭楹; 陈萍
Original assignee: Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd
Current assignee: Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2039-08-28
Also published as: CN110384944A

Abstract

废酸蒸发浓缩设备及废酸处理方法，包括升温单元，升温单元包括风道相互串联的石墨预加热风机、石墨换热器；石墨预加热风机包括风机壳体，风机壳体的风机内腔中设有转动件，风机壳体开设有第一风口和第二风口，风机壳体和转动件材料均为浸渍石墨材质；石墨换热器包括换热器壳体和设置在壳体中的翅片式换热器，换热器壳体设有进风口和出风口，翅片式换热器包括换热管以及若干翅片，若干翅片设置在换热管上，换热器壳体和翅片式换热器均为浸渍石墨材质。有益效果是：采用石墨材质具有更好的抗腐蚀能力，尤其是对氯离子(盐酸及氯化物液体)抗腐蚀，提高了设备的适用场景；采用一体的石墨设备，具有更好的换热效率。

Description

废酸蒸发浓缩设备及废酸处理方法

技术领域

本发明属于二次蒸汽(包括烟气)技术领域，尤其涉及一种废酸蒸发浓缩设备。

背景技术

随着环保意识增强，现在的企业在生产过程中，都会对排放物进行处理。

现在的一些设备不能较好的对酸性高腐蚀的蒸汽进行处理，比如一些蒸汽压缩机等,都是采用金属材质，无法解决酸性蒸汽腐蚀难题。

同时，考虑多效蒸发中蒸气的经济性(U＝W/D)，单效为0.91，双效为1.76，三效为2.5，四效为3.33，五效为3.71等。可见随着效数的增加，W/D的增长率逐渐下降,但是投资成本直线上升。

例如，由单效改为双效时，加热蒸汽大约可节省50％；而四效改为五效时，加热蒸汽只节省10％。

但是，随着效数的增加，传热的温度差损失增大，使得蒸发器的生产强度大大下降，设备费用成倍增加。当效数增加到一定程度(三效)后，由于增加效数而节省的蒸气费用与所增添的设备费相比较，可能会得不偿失。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

废酸蒸发浓缩设备，包括升温单元，所述升温单元包括气道相互串联的石墨预加热风机、石墨换热器；

所述石墨预加热风机包括风机壳体，所述风机壳体的风机内腔中设有转动件，所述风机壳体开设有第一气口和第二气口，

所述风机壳体和转动件材料均为浸渍石墨材质；

所述石墨换热器包括换热器壳体和设置在壳体中的翅片式换热器，

所述换热器壳体设有进气口和出气口，

所述翅片式换热器包括换热管以及若干翅片，若干所述翅片设置在所述换热管上，

所述换热器壳体和翅片式换热器均为浸渍石墨材质。

优选的，所述转动件包括转动轴和叶片。

优选的，所述转动件设有两个，两个转动件转动方向相反。

优选的，所述转动轴两端分别转动设置在风机壳体的第一挡板和第二挡板。

优选的，所述换热器壳体两端分别设有折流板，所述折流板设有折流槽；

所述换热管与折流槽连通；

两个折流板和换热管内设有媒介物质。

优选的，所述折流板均设有媒介物质口。

优选的，所述折流板设置于所述换热器壳体的管板。

优选的，所述翅片式换热器与所述换热器壳体内壁之间形成蒸汽空间。

优选的，所述蒸汽空间的进气口与所述第二气口连接。

优选的，所述第一气口连接于一效蒸发器，所述出气口连接于二效加热器。

废酸蒸发浓缩设备在废酸二次蒸汽加热中的应用。

基于废酸蒸发浓缩设备的二次蒸汽热焓提增重复利用工艺，

物料流经一效加热器经过蒸汽加热蒸发后进入一效蒸发罐进行汽水分离得分离液和二次蒸汽；

分离液一部分在一效加热器和一效蒸发罐间循环蒸发，另一部分输送至二效加热器，

二次蒸汽通过石墨预加热风机进行压缩提焓，再输送至石墨换热器，

通过石墨换热器对二次蒸汽升温，二次蒸汽升温后进入二效蒸发器。

本发明的有益效果是：

1.采用石墨材质具有更好的抗腐蚀能力，尤其是对氯离子(盐酸及氯化物液体)抗腐蚀，提高了设备的适用场景；

2.利用翅片更大程度的提高蒸汽与换热载体的接触面积，从而提高设备的换热效率；

3.通过罗茨预热风机对气体进行输送、压缩，使气体压缩后初步升温，然后在通过石墨换热器加热，提高了加热效率，节约了能源；

4.因为采用了“酸性二次蒸汽加热”措施,可以实现二次蒸汽温度大幅提高,继续且可延续循环、反复应用。

附图说明

图1为本发明一种使用环境的应用场景设备关系图；

图2为本发明石墨预加热风机立体结构示意图；

图3为本发明石墨预加热风机一种结构关系示意图；

图4为本发明石墨换热器结构关系示意图；

图5为本发明一种实施方式中，两折流板剖面结构示意图；

图6为本发明翅片式换热器结构示意图；

图7为本发明一种使具体使用情况工艺图。

图中：

100升温单元，10石墨预加热风机，11风机壳体，12风机内腔，13转动件，14第一气口，15第二气口，30石墨换热器，31换热器壳体，32翅片式换热器，321换热管，322翅片，

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

如图1中所示，废酸蒸发浓缩设备，包括升温单元100，升温单元100主要用于对烟气进行加热。

所述升温单元100包括气道相互串联的石墨预加热风机10、石墨换热器30；其中气道就是用于让烟气流动的通道；

如图2、3中所示，所述石墨预加热风机10包括风机壳体11，所述风机壳体11的风机内腔12中设有转动件13，所述风机壳体11开设有第一气口14和第二气口15，一种方式为，石墨预加热风机10的结构与罗茨风机相同，

从第一气口14-风机内腔12-第二气口15形成石墨预热风机10的气道；

所述转动件13包括转动轴132和叶片131。

一种方式为，所述转动件13设有两个，两个转动件13转动方向相反；

当转动件13转动时，转动件13的风叶将气体压缩，当气体在风机内腔12 内压缩时，其分子运动加速，进一步的气体温度升高；

所述风机壳体11和转动件13材料均为浸渍石墨材质；

相对于现在普遍采用的金属结合石墨的设备，整体采用浸渍石墨材质具有更好的抗腐蚀能力。

石墨预加热风机10，通过机械运动，迫使蒸汽得到压缩，从而提高Ⅱ次蒸汽温度，实现实现Ⅱ次蒸汽的再利用。

一般情况下可以提高10-25℃,而提高温度越高耗电越多。

如图4所示，所述石墨换热器30包括换热器壳体31和设置在壳体中的翅片式换热器32，所述翅片式换热器32与所述换热器壳体31内壁之间形成蒸汽空间33；

所述换热器壳体31设有进气口和出气口，进气口和出气口设置在换热器壳体31上，进气口和出气口一般设置在壳体相距较远的位置，给予气体更长的停留距离，提高换热效率。

所述翅片式换热器32包括换热管321以及若干翅片322，若干所述翅片322 设置在所述换热管321上，且为一体；

所述折流板311设置于所述换热器壳体31的管板34。

两个折流板311和换热管32内设有媒介物质。

所述换热器壳体31和翅片式换热器32均为浸渍石墨材质。

所述转动轴132两端分别转动设置在风机壳体11的第一挡板111和第二挡板112。

所述换热器壳体31两端分别设有折流板311，所述折流板311设有折流槽 312，折流板311可以容纳更多的导热油，从而实现在设备体积相同时，存储更多导热油；

同时，折流板311内部设置折流槽312也增加了折流板311和导热油的接触面积，能够加快换热，从而也能一定程度上对换热器壳体31进行加热；

所述换热管321与折流槽312连通，导热油能够进入换热管321内部；

在使用时，废酸蒸汽从进气口进入蒸汽空间33，导热油进入一端的折流板 311的折流槽312中，然后沿着换热管321到达另一端折流板311；

换热管321中导热油与换热管321热交换，然后换热管321通过外壁和翅片式换热32与废酸蒸汽热交换，同时，折流板311中导热油也使得换热器壳体 31温度升高，从而废酸蒸汽也能从换热器壳体31中获取热能。

本发明的一种使用方式，结合图1中所示，

所述蒸汽空间33的进气口与所述第二气口15连接，石墨预加热风机10将前序的一效蒸发器出来的气体即二次蒸汽,从第一气口14吸进、然后通过风叶转动压缩输送，从第二气口15排出，然后二次蒸汽或废气进入从石墨换热器30 进气口进入蒸汽空间33，加温后从出气口进入下一效加热器,如此循环多次反复利用,达到大幅降低运行成本。

本工艺发明涉及的一种工艺流程说明：

1.物料流经一效加热器E01经过蒸汽加热蒸发后进入一效蒸发罐V01进行汽水分离；

2.分离液通过P01一部分送入E01多次循环蒸发，另一部分通过流量计定量控制输送至二效蒸发***；

3、二次蒸汽通过罗茨风机P02输送至蒸汽加热器E02，通过导热油循环***加热，提高二次蒸汽温度后送入二效蒸发器E03。

在本技术中，新增了空气压缩预加热设备和耐酸性二次蒸汽(或烟气)加热装备；

能够较好的节约能源，提高加热效率；

将二次蒸汽通过加热达到过热，提高热焓以进入下一效继续利用,充分利用蒸汽潜热热能，达到重复加热二次蒸汽，实现二次蒸汽多次多效蒸发利用，从而降低能耗更为经济运行。

在废气处理技术中，需要用到大量的水蒸气，一吨蒸汽市价通常为220元，而一度电为0.2-1.0元不等(高峰与低谷差异、不同地区差异)；

相对于现有方式，每蒸发一吨水可以节约180元左右。

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需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims

1.废酸蒸发浓缩设备，包括升温单元（100），其特征在于：所述升温单元（100）包括气道相互串联的石墨预加热风机（10）、石墨换热器（30）；

所述石墨预加热风机（10）包括风机壳体（11），所述风机壳体（11）的风机内腔（12）中设有转动件（13），所述风机壳体（11）开设有第一气口（14）和第二气口（15），

所述风机壳体（11）和转动件（13）材料均为浸渍石墨材质；

所述石墨换热器（30）包括换热器壳体（31）和设置在壳体中的翅片式换热器（32），

所述换热器壳体（31）设有进气口和出气口，

所述翅片式换热器（32）包括换热管（321）以及若干翅片（322），若干所述翅片（322）设置在所述换热管（321）上，

所述换热器壳体（31）和翅片式换热器（32）均为浸渍石墨材质。

2.根据权利要求1所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述转动件（13）包括转动轴（132）和叶片（131）。

3.根据权利要求2所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述转动件（13）设有两个，两个转动件（13）转动方向相反；

所述转动轴（132）两端分别转动设置在风机壳体（11）的第一挡板（111）和第二挡板（112）。

4.根据权利要求1所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述换热器壳体（31）两端分别设有折流板（311），所述折流板（311）设有折流槽（312）；

所述换热管（321）与折流槽（312）连通；

两个折流板（311）和换热管（321）内设有媒介物质。

5.根据权利要求4所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述折流板（311）设置于所述换热器壳体（31）的管板（34）；

所述折流板（311）均设有媒介物质口（314）。

6.根据权利要求1所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述翅片式换热器（32）与所述换热器壳体（31）内壁之间形成蒸汽空间（33）。

7.根据权利要求6所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述蒸汽空间（33）的进气口与所述第二气口（15）连接。

8.根据权利要求1所述的废酸蒸发浓缩设备，其特征在于：所述第一气口（14）连接于一效蒸发器，所述出气口连接于二效加热器。

9.权利要求1-8任一所述的废酸蒸发浓缩设备在废酸二次蒸汽加热中的应用。

10.一种基于权利要求1-8所述废酸蒸发浓缩设备的二次蒸汽热焓提增重复利用工艺，

物料流经一效加热器加热蒸发后进入一效蒸发罐进行汽水分离得分离液和二次蒸汽；

二次蒸汽通过石墨预加热风机（10）进行压缩提焓，再输送至石墨换热器（30），

通过石墨换热器（30）对二次蒸汽升温，二次蒸汽升温后进入二效蒸发器。