CN219231440U - 一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，包括蒸发器壳体，蒸发器壳体内壁设有石墨内胆，蒸发器壳体外设有蒸汽出口和浓硫酸出口；所述石墨内胆内的底部设有多根石墨换热管，石墨换热管上间隔设有多个折流板，折流板上设有折流孔；所述石墨换热管的两端分别贯穿石墨内胆和蒸发器壳体后延伸至蒸发器壳体的外部，并在石墨换热管端部的蒸发器壳体上分别设有封头一和封头二，其中封头一设置在靠近浓硫酸出口的一端，封头一上设有蒸汽入口，封头二上设有冷凝水出口。本实用新型具有无需外循环，石墨件不易损坏，且浓缩效果好，结构简单，清洗和使用方便，设计合理的特点。

Description

一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及一种硫酸蒸发浓缩装置，特别是一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置。

背景技术

蒸发浓缩装置是硫酸浓缩工艺中常用的装置，主要是通过热能交换将稀硫酸中的水分蒸发，从而提高硫酸溶液中硫酸的浓度。

蒸发浓缩装置的核心结构是热交换蒸发结构，通过两条独立的通道分别引导硫酸溶液和高温介质流动，并通过通道间的传热介质实现热交换，从而将硫酸溶液的温度提高，使其中的水分蒸发，蒸发的气体经导管引导至后处理设备中，而蒸汽冷凝后的水则收集后重复利用。

石墨制硫酸浓缩蒸发器是一种采用石墨作为换热介质以及容器的蒸发器，具有耐高温、耐腐蚀以及换热效率高的优点，在硫酸蒸发浓缩领域具有广泛的应用。但石墨蒸发浓缩器也具有相应的缺陷，即：脆性大、易破裂。而传统的石墨制硫酸蒸发浓缩器为塔式结构，当硫酸溶液需要循环蒸发时，需要外接循环泵引导硫酸溶液循环流动至再沸器加热后流回蒸发塔蒸发，而循环泵产生的震动可能会导致石墨件和壳体之间产生碰撞而开裂，从而对设备造成极大的损失，并且损坏的设备也存在极大的安全隐患。循环泵为动设备，需要经常维护，通常装置为一开一备，建设成本高；并且、由于外接管线的原因，导致装置密封点多、容易泄露，同时还容易造成装置运行时热损失大、增加装置运行成本。

因此，设计一种新型的石墨制硫酸蒸发浓缩器，避免因震动导致的开裂问题，对于石墨制硫酸蒸发浓缩器领域来说非常必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置。本实用新型具有无需外循环，石墨件不易损坏，且浓缩效果好，结构简单的特点；此外，本实用新型还具有可清除酸泥，清洗和使用方便，设计合理的特点。

本实用新型的技术方案：一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，包括蒸发器壳体，蒸发器壳体内壁设有石墨内胆，蒸发器壳体顶部的一端和侧壁的另一端的中部分别设有贯穿石墨内胆和蒸发器壳体的蒸汽出口和浓硫酸出口；所述石墨内胆内的底部沿水平方向设有多根石墨换热管，石墨换热管上间隔设有多个折流板，折流板的下侧和左右两侧与所述石墨内胆的内壁密封接触，上侧与所述石墨内胆的顶壁分离，折流板上设有折流孔；所述石墨换热管的两端分别贯穿石墨内胆和蒸发器壳体后延伸至蒸发器壳体的外部，并在石墨换热管端部的蒸发器壳体上分别设有封头一和封头二，其中封头一设置在靠近浓硫酸出口的一端，封头一上设有蒸汽入口，封头二上设有冷凝水出口。

前述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，相邻的所述折流板上的折流孔斜上和斜下错位设置。

前述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，所述浓硫酸出口的下端沿所在水平面高于最上层的所述石墨换热管所在水平面，但低于折流板上端沿所在水平面。

前述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，所述折流板的下端设有缺口，所述蒸发器壳体的底部设有与所述石墨内胆的内部导通的酸泥排出口。

前述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，所述蒸发器壳体的顶部设有与所述石墨内胆的内部导通的压力检测口。

前述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，所述蒸发器壳体的底部设有与所述石墨内胆的内部导通的温度检测口。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型通过采用卧式的换热结构，利用硫酸溶液进出口的液位高度差使硫酸溶液自发的流动，而在折流板的阻挡和延缓流动的作用下，硫酸溶液与换热管之间拥有足够的换热时间，使得稀硫酸溶液能够被蒸发浓缩，因此，本实用新型在使用时，无需外接循环设备即可达到蒸发浓缩效果，避免了石墨件因循环泵震动而被损坏的情况，具有石墨件不易损坏的优点。

2、本实用新型通过将折流板上的折流孔斜上和斜下错位设置，能够进一步的延长硫酸溶液的流道长度，从而延长蒸发浓缩时间；并且，上下错位流动的方式能够使得硫酸溶液尽可能的完全排出，而减少了局部累计高浓度硫酸的可能性，具有浓缩效果好的优点。

3、本实用新型省去了外接循环设备，相较于传统的塔式结构，本实用新型的结构更加紧凑，具有结构简单的优点。

4、本实用新型通过将浓硫酸出口的下端沿设置在最上层石墨换热管和折流板的上端沿之间，能够避免石墨换热管裸露，同时也避免硫酸溶液直接越过折流板而径直流至浓硫酸出口，保证了换热效果，具有浓缩效果好的优点；此外，这样设置的方式能够将酸泥沉积在蒸发器的底部，方便酸泥的排出和清理，具有能够清除酸泥的优点，尤其是针对回收再利用的稀硫酸，其中的酸泥较多，通过本实用新型蒸发浓缩时，可同时实现蒸发浓缩和清除酸泥两种功能。

5、本实用新型通过在折流板的底部设置缺口，并在蒸发器壳体底部设置酸泥排出口，并通过酸液的流动和位差引导酸泥延折流板预留缺口流至酸泥排出口，通过连接储罐进行收集，便于将蒸发器内的酸泥排出，具有清洗方便的优点。

6、本实用新型通过设置压力检测口和温度检测口，能够便于对蒸发器内部的压力和温度进行检测，具有设计合理，使用方便的优点。

附图说明

附图1为本实用新型的内部结构示意图；

附图2为其中一块折流板的平面视图；

附图3为与附图2所述折流板相邻的另一块折流板的平面视图。

附图标记说明：1-蒸发器壳体，2-石墨内胆，3-蒸汽出口，4-浓硫酸出口，5-温度检测口，6-石墨换热管，7-折流板，8-折流孔，9-封头一，10-封头二，11-蒸汽入口，12-冷凝水出口，13-缺口，14-酸泥排出口，15-压力检测口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

本实用新型的实施例：

一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，如附图1-3所示，包括蒸发器壳体1，蒸发器壳体1内壁设有石墨内胆2，蒸发器壳体1顶部的一端和侧壁的另一端的中部分别设有贯穿石墨内胆2和蒸发器壳体1的蒸汽出口3和浓硫酸出口4，本实施例具体设置如图1所示；所述石墨内胆2内的底部沿水平方向设有多根石墨换热管6，本实施例中的石墨换热管6呈蜂窝状分布，石墨换热管6上间隔设有多个折流板7，具体设置方式是石墨换热管6贯穿折流板7后将折流板7固定，折流板7的下侧和左右两侧(图1中的前后两侧)与所述石墨内胆2的内壁密封接触，可采用石墨粘接剂连接，上侧与所述石墨内胆2的顶壁分离，用于蒸汽流通，折流板7上设有折流孔8，用于硫酸溶液流动；所述石墨换热管6的两端分别贯穿石墨内胆2和蒸发器壳体1后延伸至蒸发器壳体1的外部，并在石墨换热管6端部的蒸发器壳体1上分别设有封头一9和封头二10，其中封头一9设置在靠近浓硫酸出口4的一端，封头一9上设有蒸汽入口11，封头二10上设有冷凝水出口12。

具体工作原理：本实施例结构在使用时并不能单独使用，而是需要跟蒸汽发生***、蒸发汽后处理***和浓硫酸收集***等多个***组合使用。在使用时，高温蒸汽经蒸汽入口11进入封头一9内，然后在压力作用下分别进入石墨换热管6内，并经封头二10和冷凝水出口12排出，与此同时，低温的稀硫酸溶液从蒸汽出口3注入石墨内胆2内，刚注入时位于最右端的折流板7的右侧，在自身重力作用下，硫酸溶液经折流孔8依次向左流入每一段的折流板7之间，并在流动的过程中不断的与石墨换热管6内的高温蒸汽进行换热并吸收热量，吸热后的稀硫酸溶液中的水分不断蒸发，从而使得稀硫酸溶液得到浓缩，形成浓硫酸溶液，浓硫酸溶液则经最左端的浓硫酸出口排出并收集，而蒸发产生的水蒸气则经蒸汽出口排出进行后处理。

进一步的实施例中，如附图1-3所示，相邻的所述折流板7上的折流孔8斜上和斜下错位设置，具体设置方式可以选择一个在左上角，而一个在右下角，从而最大程度延长折流路径，同时，这样设置不与后续的排酸泥的缺口冲突，并且，两端的折流板7的折流孔8最好位于斜下端，这样硫酸溶液在最先流入和最后排出阶段都能拥有最长的换热路径和时间。

进一步的实施例中，如附图1-3所示，所述浓硫酸出口4的下端沿所在水平面高于最上层的所述石墨换热管6所在水平面，但低于折流板7上端沿所在水平面，这样流动的硫酸溶液可以将石墨换热管6进行完全覆盖，避免裸露造成热量损失，并且也可避免硫酸溶液翻越折流板7。

进一步的实施例中，如附图1-3所示，所述折流板7的下端设有缺口13，所述蒸发器壳体1的底部设有与所述石墨内胆2的内部导通的酸泥排出口14。本实施方式中的缺口13不需要设置太大，因为酸泥需要定期的排出，每次积累的酸泥不会太多，缺口13的大小能够满足酸泥排出需要即可，太大则会使得硫酸溶液大量经过缺口13进行直线流动，降低换热效率。

进一步的实施例中，如附图1-3所示，所述蒸发器壳体1的顶部设有与所述石墨内胆2的内部导通的压力检测口15，因为蒸发器内部处于负压环境，当需要检测内部压力时，通过压力检测口15进行检测即可。

进一步的实施例中，如附图1-3所示，所述蒸发器壳体1的底部设有与所述石墨内胆2的内部导通的温度检测口5，当需要检测石墨内胆2内部的环境温度时，通过温度检测口5进行检测即可。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造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发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：包括蒸发器壳体(1)，蒸发器壳体(1)内壁设有石墨内胆(2)，蒸发器壳体(1)顶部的一端和侧壁的另一端的中部分别设有贯穿石墨内胆(2)和蒸发器壳体(1)的蒸汽出口(3)和浓硫酸出口(4)；所述石墨内胆(2)内的底部沿水平方向设有多根石墨换热管(6)，石墨换热管(6)上间隔设有多个折流板(7)，折流板(7)的下侧和左右两侧与所述石墨内胆(2)的内壁密封接触，上侧与所述石墨内胆(2)的顶壁分离，折流板(7)上设有折流孔(8)；所述石墨换热管(6)的两端分别贯穿石墨内胆(2)和蒸发器壳体(1)后延伸至蒸发器壳体(1)的外部，并在石墨换热管(6)端部的蒸发器壳体(1)上分别设有封头一(9)和封头二(10)，其中封头一(9)设置在靠近浓硫酸出口(4)的一端，封头一(9)上设有蒸汽入口(11)，封头二(10)上设有冷凝水出口(12)。

2.根据权利要求1所述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：相邻的所述折流板(7)上的折流孔(8)斜上和斜下错位设置。

3.根据权利要求1所述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：所述浓硫酸出口(4)的下端沿所在水平面高于最上层的所述石墨换热管(6)所在水平面，但低于折流板(7)上端沿所在水平面。

4.根据权利要求1所述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：所述折流板(7)的下端设有缺口(13)，所述蒸发器壳体(1)的底部设有与所述石墨内胆(2)的内部导通的酸泥排出口(14)。

5.根据权利要求1所述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：所述蒸发器壳体(1)的顶部设有与所述石墨内胆(2)的内部导通的压力检测口(15)。

6.根据权利要求1所述的渐进式石墨制硫酸蒸发浓缩装置，其特征在于：所述蒸发器壳体(1)的底部设有与所述石墨内胆(2)的内部导通的温度检测口(5)。

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