摘要：硫酸是重要的基本化工原料，有“化学工业之母”的美称。而随着环境保护的要求越来越高，煤炭燃烧后烟气处理要求也逐步提高，从资源再利用角度，烟气制酸在硫酸生产行业中比重越来越大，烟气中的硫的高效回收利用技术作用凸显。本文将介绍稀硫酸高效浓缩回收装置的研发及应用情况。
关键词：硫酸、浓缩、高效应用
1、概述
煤炭等化学燃料广泛地应用在化工、冶炼和发电等工业生产中,煤炭等化学燃料燃烧产生大量的炉气,炉气携带着大量的热量以及二氧化硫和三氧化硫酸性气体,炉气直接排放会造成能量的浪费和环境的污染,所以气体净化洗涤装置应运而生,气体净化洗涤装置将二氧化硫和三氧化硫酸性气体转化为稀硫酸,得到稀硫酸后,一种方法是利用碱性物质中和稀硫酸,此方法会造成资源的浪费,且成本较高,另一种方法是浓缩稀硫酸,实现硫酸的回收,但现阶段回收硫酸的设备能耗高,且效率低。稀硫酸高效浓缩回收装置的研发将具有极大的经济和社会效益。
2、研发及应用内容
本装置研发及应用是基于烟气制酸的实际过程，以解决传统设备能耗高、效率低、劳动强度大等问题为导向，过程包含项目立项，设计开发，设备测试，设备安装调试，车间试用等环节，确保成果应用落地。装置的研发主要包含稀硫酸回收装置的设计和开发、壳体装置的设计和开发、浓度在线检测装置装置的设计和开发、流量自动控制装置的设计和开发、PLC的控制系统的设计和开发。
3、装置工作原理及过程简述
稀硫酸高效浓缩回收装置包括壳体、上端盖、下端盖、挡液板和多根蒸发管。如图1 壳体的上下两端分别连接有炉气汇集机构和炉气分配机构，炉气分配机构用于将外部的炉气均匀分配喷入壳体的内腔，炉气汇集机构用于将壳体内腔内的炉气汇集并排至壳体外；
上端盖与壳体的上端连接，上端盖和炉气汇集机构之间形成稀硫酸进液室，稀硫酸进液室上连通有稀硫酸进液管；
下端盖与壳体的下端连接，下端盖和炉气分配机构之间形成浓硫酸集液室，浓硫酸集液室连通有浓硫酸排液管；
多根蒸发管设于壳体的内腔，蒸发管内径上大下小，内壁呈阶梯状，其安装孔为上大下小的阶梯孔，蒸发管上端的外壁上设有与蒸发管安装孔上段相配合的第一凸肩。蒸发管的上端伸进稀硫酸进液室，蒸发管上端的周壁上设有多个第一进液孔，蒸发管的上端可转动地套设有配液套管，配液套管上设有多个第二进液孔，第一进液孔的数量与配液套管上的第二进液孔的数量、孔径相等，相邻两个第一进液孔轴线的夹角大小等于相邻两个第二进液孔轴线的夹角大小，第一进液孔可与第二进液孔连通，蒸发管的下端伸进浓硫酸集液室，配液套管上套设有漏斗外壳，漏斗外壳和配液套管形成环形的配液槽，配液槽与第二进液孔连通；
布液板与稀硫酸进液室的内壁密封连接，其下端头的外壁上设有第二凸肩，与蒸发管安装孔上段相配合，第一进液孔设于布液段上。布液板上设有供漏斗外壳穿过的第二通孔，布液板的上表面和漏斗外壳的上端面平齐，稀硫酸进液管的管腔与布液板上方的区域连通；
挡液板呈朝下的喇叭状，数量与蒸发管的数量相等，挡液板设于蒸发管内且与第一进液孔相对设置，挡液板用于将从第一进液孔流出的稀硫酸扩散至蒸发管的内壁。
装置工作时，稀硫酸进液室内的稀硫酸通过蒸发管流进浓硫酸集液室,壳体内腔内均匀的炉气将蒸发管均匀加热,稀硫酸在蒸发管内由上往下流动的过程中,被加热的蒸发管加热稀硫酸,稀硫酸中的水分受热蒸发,稀硫酸失去水分形成浓硫酸,接着浓硫酸落入浓硫酸集液室。第二进液孔和第一进液孔的设置，可调节稀硫酸进入蒸发管的流量,进而控制稀硫酸的浓缩程度。挡液板可将从第一进液孔流出的稀硫酸扩散至蒸发管的内壁,使得稀硫酸布满蒸发管的内壁,减缓稀硫酸的下降,延长稀硫酸在蒸发管内的时间,稀硫酸充分地吸收热量,进而提高稀硫酸浓缩的效率。利用废弃的炉气给蒸发管加热,起到节能减排的作用。
该套稀硫酸高效浓酸回收装置能够高效地浓缩稀硫酸，降低工人劳动强度 ,避免人与硫酸直接接触,消除了安全隐患；同时利用 PLC技术、变频技术、人机界面等技术,提高了设备的性能，使回收速率从 500kg/h提升到2000kg/h；浓缩原料范围从原来的30%~50%扩大到20%~60%,浓缩成品范围从原来60%~70%扩大至 60%~75%,切实提高了效率，降低了劳动强度,消除了安全隐患。
4、结束语
传统的回收及浓缩装置普遍存在效率低、危险性高,配制精度低及劳动强度大等缺点,在化工
行业尤其是硫酸稀释高危险性的操作实行自动化迫在眉睫。本装置应用计算机网络技术、PLC控制技术,开发稀硫酸高效浓缩回收装置,实现自动控制,提高硫酸的回收效率和浓度、同时降低劳动强度,消除安全隐患。
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