專利名稱：插管式槽管分酸裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工設備領域，尤指一種用于硫酸生產(chǎn)工藝流程中的分酸裝置。
背景技術：
硫酸是一種重要的化工基本原料，廣泛的應用于各個工業(yè)部門。生產(chǎn)硫酸的原料 有硫磺、硫鐵礦、有色金屬冶煉煙氣、石油冶煉煙氣、硫化氫、二氧化硫和廢硫酸等。硫磺、硫 鐵礦和冶煉煙氣是三種主要原料。在硫酸生產(chǎn)工藝流程中，干燥塔和吸收塔(簡稱干吸塔) 是硫酸生產(chǎn)工藝流程中的關鍵設施，其中安裝在干吸塔頂部的分酸裝置是干吸塔的重要組 成部分。 在20世紀70年代以前，大多數(shù)國家的制酸企業(yè)在干吸塔上均采用的傳統(tǒng)的槽式 分酸裝置。這種槽式分酸裝置是在分酸槽的兩側上口開設鋸齒狀的堰口 ，設備運行時，酸液 從鋸齒狀的堰口處溢出后流入塔內(nèi)填料層中。這種分酸裝置結構簡易，材質(zhì)為普通鑄鐵，所 以造價低。但缺點就是布酸點密度不足，分酸不夠均勻，且設備笨重，安裝拆卸清洗麻煩， 因此設備的大型化有困難。后來有人把槽式分酸器改良成"槽式掛管"分酸器，這種槽式掛 管分酸器由分酸槽和分酸掛管組成，其特點是簡易、可靠，材料也是普通鑄鐵，但是加工、制 造、安裝要求嚴格。生產(chǎn)中往往由于制造和安裝達不到設計要求而出現(xiàn)分酸不均勻以及產(chǎn) 生酸沫夾帶，以致造成腐蝕下游設備等現(xiàn)象。 在20世紀80年代后期，出現(xiàn)了一種管式分酸器，如圖1所示，管式分酸器是由一 根進酸管3、一根分酸總管4和多根分酸支管2組成。硫酸通過進酸管3，從分酸總管4的 中部進入分酸總管4，然后進入分酸總管4兩側的多根分酸支管2中。主管及每根支管下部 開兩排出酸孔，硫酸從出酸孔中斜向下噴，出酸孔埋在填料層中。管式分酸器分酸比槽式掛 管分酸器均勻，酸霧沫夾帶也相對較少，但其缺點是 1、出酸孔易被酸中夾帶的填料碎屑或酸泥堵塞，造成分酸不均勻；
2、經(jīng)向酸分布不均，沿塔周邊部位酸的噴淋量偏??； 3、出酸孔的孔徑周邊被腐蝕而使孔徑擴大，造成出酸孔面積過大而分酸不均。
有人曾經(jīng)在管式分酸器的出酸孔上安裝氟塑料噴嘴來防止出酸孔被腐蝕而擴大， 但由于氟塑料噴嘴與出酸孔周邊相連接的縫隙處容易造成縫隙腐蝕，從而使孔周邊加速腐 蝕，孔徑擴大而使氟塑料噴嘴脫落，造成出酸孔過大而分酸不均勻。 20世紀90年代初，美國孟山都環(huán)境化學公司(ECS)開發(fā)了一種用"SX"合金制造 的槽管式酸分布器，這種酸分布器分酸均勻，防堵塞，少霧沫夾帶，低氣體壓降，少維護，耐 腐蝕。但是這種分酸器采用高級合金制作，價格昂貴，而且各部件均焊接成為一體，安裝、拆 卸、維修、清洗都很麻煩，所以難以推廣。 以后又有人研發(fā)出一種兼具槽式分酸器和管式分酸器優(yōu)點的分酸器，但這種分酸 器的限流孔板易堵，需要定期清洗；分酸點的密度無法增多；設備笨重、安裝拆卸清洗都不 方便。 后來又有一種帶有"陽極保護"的槽管式分酸器問世，通過給分酸器連續(xù)不斷的提供陽極電流，促使分酸器材料表面生成純化膜來提高其耐腐蝕性能，延長使用壽命。但是 這種設備要求運行期間不能斷電；對酸液中的氟、氯、溴、碘、砷等鹵素離子的含量有嚴格要 求；同時也存在安裝、拆卸、維修、清洗不方便的問題。 本領域中迫切希望能有一種分酸效果好、吸收效率高、使用壽命長，安裝、拆卸、維 修、清洗方便且價格低廉的分酸器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分體組裝式的插管式槽管分酸裝置，通過進酸系統(tǒng)與分
酸系統(tǒng)的配合，采用溢流式分酸新工藝，分酸均勻，安裝、拆卸、維護、清洗均十分方便，有利
于設備的大型化以及標準化。 本發(fā)明提供的技術方案如下
—種插管式槽管分酸裝置，包括進酸系統(tǒng)與分酸系統(tǒng)，所述進酸系統(tǒng)包括多個用 于將酸液進行分流的出酸管；所述分酸系統(tǒng)包括多個平行排列在干吸塔體內(nèi)的分酸槽，所 述分酸槽內(nèi)插設有多個分酸分管，所述分酸分管的頂端設有用于溢流的V形堰口 ，所述分 酸分管的管頂端均處于同一水平面內(nèi)；所述進酸系統(tǒng)的出酸管的出酸口設置在所述分酸系 統(tǒng)的分酸槽底部。 進一步地，所述進酸系統(tǒng)還包括進酸管、與進酸管相連接的分酸總管，所述分酸總 管兩端分別與至少兩個分酸三通管相連接，所述分酸總管、分酸三通管分別與設置在所述 分酸總管下方的分酸三通管連接，所述分酸三通管再與接管連接，所述接管與彎頭接管連 接，所述彎頭接管對應與設置在所述彎頭接管下方的出酸管連接。 進一步地，所述進酸管通過進酸直管與所述分酸總管連接；所述接管與所述分酸 三通管連接后再與所述彎頭接管連接。 進一步地，所述分酸三通管與設置在所述分酸三通管下方的出酸管連接。 進一步地，所述各管道之間通過法蘭連接；所述分酸總管與所述分酸三通管的連
接法蘭中間設置節(jié)流孔板。 更進一步地，所述出酸管為倒T形管，所述出酸管的出酸口設置在管道倒T字頭的 左右兩端，這樣就可以實現(xiàn)橫向出酸。 進一步地，所述分酸槽包括I形分酸槽與A形分酸槽、B形分酸槽，所述A形分酸 槽、B形分酸槽與/或所述I形分酸槽通過法蘭串聯(lián)連接形成多組平行排列且水平擱置在 干吸塔體內(nèi)的分酸槽結構，所述分酸槽底部設有多個等距均布的插孔。 更進一步地，所述分酸分管包括分酸直管與分酸彎管，所述分酸直管與所述分酸 彎管交替等間隔插設在所述分酸槽底部的插孔內(nèi)。 進一步地，所述分酸分管的中間部位設有凸起的用于定位和密封的定位扣塞。
本專利的效果在于 本發(fā)明裝置包括進酸系統(tǒng)與分酸系統(tǒng)兩部分，進酸系統(tǒng)位于分酸系統(tǒng)的上部，進
酸系統(tǒng)將酸液首先進行分流，然后流入到分酸系統(tǒng)中，分酸系統(tǒng)再通過溢流式分酸，進一步 的將酸液均勻的分布到塔體的所有角落，具體就本專利的附圖而言 進酸系統(tǒng)采用三級分酸，酸液進入進酸管后先是通過分酸三通管分成八份，這是 第一級分酸；然后再通過與接管連接的分酸三通管以及兩端的彎頭接管再分解成二十四份，這是第二級分酸；由于出酸管采用倒T形管，出酸管的出酸孔設置在管道倒T字頭的左 右兩端，這樣出酸管又將橫向流出的硫酸一分為二，相當于將總的流量分解成了四十八份， 然后流入到分酸槽的底部，這是第三級分酸。進入到分酸系統(tǒng)的硫酸，每經(jīng)過一級分酸，酸 液的流速就會減小二到二點五倍，四十八個出酸口的截面積之和是進酸管孔徑截面積的四 到六倍，所以從出酸口中流出的酸液的流速大為減慢，這樣酸液注入到分酸槽中不沖刷，不 濺沫，也不起波；又因為設置了節(jié)流孔板來進行流速控制，所以能把八組分酸槽內(nèi)的酸液控 制在同一水平面上，所以該分酸裝置在運行時八組分酸槽內(nèi)的酸液面以同樣的速度緩慢平 穩(wěn)的上升到插設在分酸槽中的分酸分管頂端的V形堰口處。 分酸系統(tǒng)包括設置在進酸系統(tǒng)下方的八組分酸槽以及插設在分酸槽中的多根分 酸分管，分酸槽由I形槽與A形槽、B形槽串聯(lián)連接組裝或者A形槽、B形槽直接串聯(lián)連接 組裝，安裝在干吸塔的內(nèi)壁臺階的同一水平面上。分酸分管包括分酸直管與分酸彎管，兩種 分酸分管交替等間隔插設在分酸槽底部的插孔中，并且保證分酸分管的管頂端部處于同一 水平面上，分酸分管頂端的V形堰口是酸液的進口 ，分酸分管下端的出口是分酸點，均勻密 布在分酸槽下方的同一水平面內(nèi)。當進酸系統(tǒng)的酸液流入到分酸系統(tǒng)的分酸槽中后，酸液 面慢慢上升到插設在分酸槽中的分酸分管的V形堰口處，酸液同時開始從每一個分酸分管 的V形堰口的底部溢流到分酸分管中，然后再以分酸分管為導向，流向均勻分布的分酸點 位置，最后流入到填料層中。 在分酸過程中，進酸系統(tǒng)的進酸量越大，分酸槽內(nèi)的酸液位置越高，酸液面超過分 酸分管頂端的V形堰口底部就越多，溢入分酸分管中的酸液量也就越多，反之，進酸系統(tǒng)的 進酸量越小，分酸槽中的酸液位置越低，酸液面超過分酸分管頂端的V形堰口底部就越少， 溢入分酸分管中的酸液量也就越少。這樣進酸系統(tǒng)的不斷進酸與分酸系統(tǒng)的不斷分酸，形 成了一種動態(tài)平衡。所以不論分酸槽中進酸量大小如何變化，酸液的分布總是均勻的，而且 即使由于設備材質(zhì)被腐蝕而造成分酸分管V形堰口底部下降或擴大，但由于每個分酸分管 承擔的分酸量以及受到的酸液的腐蝕都是一致的，這樣，每個分酸分管的V形堰口都會受 到一樣的腐蝕，從而使腐蝕后的設備的分酸還是均勻的。這也是溢流式分酸工藝流程優(yōu)于 其它工藝流程的重要特征。 在分酸過程中，由于酸液是從遠離分酸槽底部的分酸分管頂端的V形堰口溢流進 入分酸分管的，是不加壓力的，完全依靠酸液本身的重力而自然流淌的，所以不會產(chǎn)生酸 霧，不濺沫也不會堵塞。如果因為長時期使用而使分酸槽內(nèi)沉積了較多的填料碎屑或者酸 泥時，只要拔下數(shù)根分酸分管就可以清洗分酸槽內(nèi)的沉積物，非常方便。
本發(fā)明插管式槽管分酸裝置采用分體組裝式的連接方式，進酸系統(tǒng)采用分體組 裝，將每根管道通過法蘭連接起來，分酸系統(tǒng)也采用分體組裝，將多個分酸槽根據(jù)塔體的大 小串聯(lián)連接成分酸槽組，然后將分酸分管插設到分酸槽組中，這樣安裝、維修、拆卸、清洗均 極為方便，非常有利于設備的大型化與標準化。 由于本發(fā)明采用了分體組裝式結構與溢流式分酸工藝，其使用壽命要比相同材質(zhì) 的其它分酸裝置長得多。根據(jù)測算，在正常工況下，用價格相對低廉的稀土高硅鎳鉻合金鑄 鐵材料制成的本專利裝置使用壽命可以達到20年，從而可以與價格昂貴的"SX"不銹鋼材 質(zhì)的分酸裝置相媲美。 綜上，本專利裝置分酸均勻，使用壽命長，適應性強，安裝、維護、拆卸、清洗均非常方便。


圖1為現(xiàn)有技術中管式分酸器的結構示意圖； 圖2為本專利的進酸系統(tǒng)裝置的俯視示意圖； 圖3為圖2的右視示意圖； 圖4為圖2的主視示意圖； 圖5為本專利的分酸系統(tǒng)裝置的結構示意圖； 圖6為分酸系統(tǒng)裝置的分酸直管的結構示意圖； 圖7為分酸系統(tǒng)裝置的分酸彎管的結構示意圖； 圖8為分酸分管在分酸槽中的第一安裝示意圖； 圖9為分酸分管在分酸槽中的第二安裝示意圖； 圖10為分酸直管與分酸彎管在分酸槽中的交替規(guī)律示意圖； 附圖標號說明 1-塔體2-分酸支管3-進酸管31-進酸直管 41-分酸總管(一 )42-分酸總管(二 )51-分酸三通管(一 ) 52-分酸三通管(二 )61-接管(一 )62-接管(二 ) 7-彎頭接管8-端蓋法蘭9-出酸管10-節(jié)流孔板 ll-I形分酸槽12-A形分酸槽13-B形分酸槽14-分酸分管 141-分酸直管 142-分酸彎管 15-V形堰口16-定位扣塞 17-出酸口18-插孔 19-分酸點
具體實施例方式
下面結合安裝在內(nèi)徑為5000mm的干吸塔體上的插管式槽管分酸裝置作為實施例 進一步說明本專利的技術方案 如圖2、圖3、圖4所示，為本專利插管式槽管分酸裝置的進酸系統(tǒng)，進酸管3通過 進酸直管31與分酸總管(一 )41連接，分酸總管(一 )41是一個五通管其與兩側的6個分 酸總管(二)42連接組成一組分酸總管，分酸總管(二)42是三通管，兩端用端蓋法蘭8封 閉。每組分酸總管(41、42)分別與下方的8個分酸三通管(一)51連接，在分酸總管(41、 42)與分酸三通管(一)51的連接法蘭中間均設置有節(jié)流孔板IO。 8個分酸三通管(一)51 的兩端分別與16個接管(一)61相連接，16個接管(一)61中其中靠近塔體側壁的8個 接管(一 )61直接與8個彎頭接管7相連接；另外的8個接管(一 )61再與8個分酸三通 管(二 ) 52連接，分酸三通管(二 ) 52再通過8個接管(二 ) 62連接到8個彎頭接管7上， 然后由16個彎頭接管7和8個分酸三通管(二)52分別與下方的24個出酸管9連接。出 酸管9為倒T形管，出酸管9的出酸口 17設置在管道倒T字頭的左右兩端從而可以橫向出 酸。 如圖5所示，為本專利插管式槽管分酸裝置的分酸系統(tǒng)，分酸系統(tǒng)包括八組平行 水平排列在干吸塔體1內(nèi)的分酸槽，分酸槽包括I形分酸槽11與A形分酸槽12、 B形分酸 槽13， A形分酸槽12或者與B形分酸槽13直接法蘭連接形成一組分酸槽，或者A形分酸槽12、B形分酸槽13與I形分酸槽11通過法蘭串聯(lián)連接形成八組平行排列的分酸槽結構。八 組分酸槽底部設有708個等距均勻排列的插孔18，在插孔18內(nèi)插設有708個分酸分管14， 如圖6、圖7所示，分酸分管14包括分酸直管141與分酸彎管142，分酸分管14的中間部位 設有凸起的用于定位和密封的定位扣塞16，分酸分管14的頂端設有用于溢流的V形堰口 15，分酸分管14的管頂端均處于同一水平面內(nèi)。在安裝分酸分管14時，先在每根分酸分管 14的外徑的定位扣塞16上纏上四氟帶，然后再按照分酸直管141與分酸彎管142交替間隔 的規(guī)律，分別插入到分酸槽底部設置的孔中，用分酸分管14的定位扣塞16密封住分酸槽底 部的孔。 如圖8、圖9、圖10所示，分酸直管141與分酸彎管142交替等間隔插設在分酸槽 內(nèi)，最終使分酸分管14的底端分酸點能夠均勻的密布在塔體1內(nèi)，圖10為分酸點分布的示 意圖，分酸點呈網(wǎng)狀交叉密布在塔體1內(nèi)，沒有一個角落遺漏。
在設計本專利裝置時，還要注意以下幾點
1、分酸槽的設計與制造 圖5為5米塔徑干吸塔的分酸裝置，共有8組分酸槽，由28個單獨的分酸槽組裝 而成，其中12節(jié)I形分酸槽11的尺寸大小相同，均為1200mmX300mmX350mm;沿塔周邊的 16節(jié)A形分酸槽12和B形分酸槽13，他們的寬度、高度與I形分酸槽11相同，但長度和封 口端的斜度要根據(jù)每個分酸槽在塔體內(nèi)的位置不同而不同，但最長不超過1500mm，如果槽 長超過1500mm，則設計成1200mm長的I形分酸槽11與300mm長的A形或B形分酸槽的組 合，以此類推，不管塔徑多大，都可以采用三種形狀的分酸槽進行組裝。
2、分酸點的設計 本專利裝置的分酸點的數(shù)量是根據(jù)干吸塔的塔徑、氣量、分酸量以及填料的高度 來確定的，要達到滿意的分酸效果，提高干吸塔的吸收率，布酸點的合理設計非常重要。如 圖5所示，5米塔的內(nèi)徑面積為19. 625平方米，本分酸裝置共安裝了 708根分酸分管，平均 每平方米裝有36根分酸分管，也就是說該套分酸裝置的分酸點為36個/平方米，在通常情 況下，插管式槽管分酸裝置的分酸點一般設計為28個/平方米、36個/平方米、42個/平 方米。 3、分酸分管的設計與制造 分酸分管的材質(zhì)選用RH85稀土高硅鎳鉻合金鑄鐵新材料或其它耐高溫濃硫酸腐 蝕性能優(yōu)良的合金材料，分酸分管的制造宜采用高溫蠟熔模精密鑄造為佳。表面光潔、尺寸 精確、晶相結構致密均勻的分酸分管鑄件能確保V形堰口處的尺寸不變形，經(jīng)久耐用，確保 良好的分酸效果。 4、不同生產(chǎn)規(guī)模的插管式槽管分酸裝置的設計和制造 不同生產(chǎn)規(guī)模的硫酸生產(chǎn)裝置，干吸塔的塔徑大小是不一樣的，但不管干吸塔的 塔徑有多大，插管式槽管分酸裝置的出酸管與分酸分管的大小。每個分酸槽的高度、寬度以 及整套分酸裝置分酸分管的孔徑之和與進酸總管孔徑的比例是不變的。有變化的只是分酸 槽的組數(shù)以及個數(shù)，每組分酸槽的長度，出酸管和分酸分管的數(shù)量以及進酸總管和分酸總 管的孔徑與長度。根據(jù)這個原理，可以設計和生產(chǎn)出各種規(guī)格的插管式槽管分酸裝置。
本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了使本領 域技術人員能夠更好的理解本專利內(nèi)容，不應理解為是對本專利保護范圍的限制，只要是
7根據(jù)本專利所揭示精神所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護范圍。
權利要求
一種插管式槽管分酸裝置，包括進酸系統(tǒng)與分酸系統(tǒng)，其特征在于所述進酸系統(tǒng)包括多個用于將酸液進行分流的出酸管；所述分酸系統(tǒng)包括多個平行排列在干吸塔體內(nèi)的分酸槽，所述分酸槽內(nèi)插設有多個分酸分管，所述分酸分管的頂端設有用于溢流的V形堰口，所述分酸分管的管頂端均處于同一水平面內(nèi)；所述進酸系統(tǒng)的出酸管的出酸口設置在所述分酸系統(tǒng)的分酸槽底部。
2. 根據(jù)權利要求1所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于所述進酸系統(tǒng)還包括進酸管、與進酸管相連接的分酸總管，所述分酸總管兩端分別與 至少兩個分酸三通管相連接，所述分酸總管、分酸三通管分別與設置在所述分酸總管下方 的分酸三通管連接，所述分酸三通管再與接管連接，所述接管與彎頭接管連接，所述彎頭接 管對應與設置在所述彎頭接管下方的出酸管連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于所述進酸管通過進酸直管與所述分酸總管連接；所述接管與所述分酸三通管連接后再 與所述彎頭接管連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于 所述分酸三通管與設置在所述分酸三通管下方的出酸管連接。
5. 根據(jù)權利要求1至4任一權項所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于 所述各管道之間通過法蘭連接；所述分酸總管與所述分酸三通管的連接法蘭中間設置節(jié)流孔板。
6. 根據(jù)權利要求5所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于 所述出酸管為倒T形管，所述出酸管的出酸口設置在管道倒T字頭的左右兩端。
7. 根據(jù)權利要求1所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于所述分酸槽包括I形分酸槽與A形分酸槽、B形分酸槽，所述A形分酸槽、B形分酸槽與 /或所述I形分酸槽通過法蘭串聯(lián)連接形成多組平行排列且水平擱置在干吸塔體內(nèi)的分酸 槽結構，所述分酸槽底部設有多個等距均布的插孔。
8. 根據(jù)權利要求7所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于所述分酸分管包括分酸直管與分酸彎管，所述分酸直管與所述分酸彎管交替等間隔插 設在所述分酸槽底部的插孔內(nèi)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的插管式槽管分酸裝置，其特征在于 所述分酸分管的中間部位設有凸起的用于定位和密封的定位扣塞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分體組裝結構的插管式槽管分酸裝置，包括進酸系統(tǒng)與分酸系統(tǒng)，所述進酸系統(tǒng)包括多個用于將酸液進行分流的出酸管；所述分酸系統(tǒng)包括多個平行排列在干吸塔體內(nèi)的分酸槽，所述分酸槽內(nèi)插設有多個分酸分管，所述分酸分管的頂端設有用于溢流的V形堰口，所述分酸分管的管頂端均處于同一水平面內(nèi)；所述進酸系統(tǒng)的出酸管設置在所述分酸系統(tǒng)的分酸槽底部。本專利通過進酸系統(tǒng)與分酸系統(tǒng)的配合，采用溢流式分酸新工藝，分酸均勻，吸收效率高，且安裝、拆卸、維護、清洗均十分方便，有利于設備的大型化以及標準化。
文檔編號C01B17/74GK101792131SQ20101010835
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者夏才貴 申請人:上海東方化工設備有限公司