稀硫酸浓缩新工艺的实验研究.pdfVIP

维普资讯 28 四川化工 第 11卷 2008年第 4期 稀硫酸浓缩新工艺的实验研究 刘兴勇 张 利 黄 斌 (四川理工学院材料与化学工程系，四川 自贡，643000) 摘 要 探索了运用撞击流技术浓缩稀硫酸的工艺，该工艺主要由硫酸雾化装置、撞击流浓缩器、硫酸 回收装置等几部分构成 。实验 以20 的稀硫酸作为待浓缩液，研究改变空气进H流量 (35．1~．49． 1kg／h)、空气进H温度(300--360。C)、稀硫酸进 H流量(5．59～9．79kg／h)等因素对稀硫酸浓缩效 果的影响，结果表明：该工艺具有较好的浓缩效果 (最大浓度达 70 以上)，浓缩后硫酸的浓度随空 气进 口流量的增大、空气进 口温度的升高、稀硫酸进 口流量的减小而增大。 关键词 ：浓缩 撞击流浓缩器 稀硫酸 中图分类号：TO051．62 文献标识码 ：A 硫酸是应用最广的基本化工产品之一，硫酸在 1 实 验 使用过程中大体可以分为三种情况：一是作为产品 的组成部分被固定在产品内；二是转变成为不希望 实验的主体设备为水平同轴撞击流浓缩器。两 的副产品，如芒硝、石膏、硫酸亚铁等；三是以废硫酸 相流的进 口管是 内径为 20mm的不锈钢管，它们 同 形式从产品系统中排 出。硫酸的一大用户是有机化 轴对称地安装在浓缩室的两端。雾化装置为文丘里 工工业 (包括原油处理工业、印染工业等)，其中大约 雾化器。工艺流程简图如图1所示，空气 由鼓风机 有 1／3的硫酸转变成废酸[1；另一个硫酸大用户是 1送人电加热器 5，送风量 由阀门2调节，一定量的 钛 白工业 ，据统计，每生产 1t钛白，要副产含 20 左 空气经电加热器 5加热后，分成等量的两股进入文 右的稀硫酸 7～11t；用于冶金工业 的酸洗液也一 氏管 9，待浓缩的稀流酸由恒流泵 7加入文丘里雾 样。废硫酸在使用过程中被稀释和污染，一般不宜 化器的喉管处，在此经文氏管处高速热空气雾化，形 在原生产系统中再次使用。如何处理和回收这些废 成非常微小的雾滴 (约几微米至一百多微米)，从而 硫酸，无论从充分利用 自然资源的角度，还是从环境 保护的角度 ，都是引人注 目的问题[2]。 迄今为止，废酸回收的工艺主要分为两大类 ：一 类是废酸再生；一类是废酸浓缩 。由于废酸再生的 成本和能耗都 比较高，在实际的工业生产中很少采 用。工业生产中更多的采用浓缩废酸的方法来回收 1．风机 ；2．阀门；3．孔板流量计 ；4．水银温度计 ；5．电加热器 6。 硫酸，这类方法包括浸没燃烧浓缩、鼓式浓缩、真空 空气入I=I温度控制仪 (配 E型热电偶)；7．恒流泵；8．稀硫酸贮 浓缩、锅式浓缩和喷雾浓缩[3]等。 槽；9．文氏雾化器；10．对撞室；11，14．产品贮槽；12。旋风分离 撞击流是一种可显著强化相间传递过程的新技 器 ；13．碱洗槽 术[4]。撞击流浓缩器具有容积蒸发系数较高、没有 图 1 工艺流程示意图 固定加热面、不会有垢层生成等优点。本研究探索 形成气液两相流。两相流以自由射流的方式进入浓 了运用撞击流浓缩器浓缩稀硫酸的新工艺，该研究 缩室 10，两股两相流在浓缩室内发生对撞，气液两 拓展了撞击流技术