本發(fā)明涉及液體配制領(lǐng)域,具體的說涉及硫酸配制領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在冶金、制鐵;制造肥料、染料、合成纖維、合成樹脂;石油精煉、制造鉛酸電池等過程中,硫酸是必不可少的試劑或者原材料之一。
為了減少運輸費、節(jié)省空間,硫酸一般會以盡可能高的濃度(一般濃度約為98%)通過運輸車輛運送到使用地,然后在使用地配制成所需要濃度后再使用;相應(yīng)的,配制硫酸也就需要硫酸配制裝置(以下簡稱配酸裝置)。
強酸、強堿等液體的配制,對化工廠、半導(dǎo)體工廠來說是非常重要的。一般來說,強酸、強堿等液體的稀釋都會伴隨著放熱。
關(guān)于分批式配酸裝置。
CN203316080U公開了一種鉛酸蓄電池配酸系統(tǒng),包括配酸罐、冷卻部和配酸泵;配酸罐上設(shè)置有注酸管、酸液輸出管、酸液返回管、液位計;配酸罐內(nèi)靠近其底部設(shè)置有混合器,注酸管上設(shè)置有排氣裝置,液位計上設(shè)置有壓力排空裝置,酸液返回管上設(shè)置有酸液濃度檢測裝置。CN203316080U采用分批方式進行配酸,導(dǎo)致配酸時間相對長、效率相對低,且不便實現(xiàn)自動化;其所述的配酸罐一般比較大并且采用價格較高的耐腐蝕材料,導(dǎo)致成本高、維護不方便;另外在配酸罐內(nèi)混合濃硫酸和稀釋用水會產(chǎn)生熱,用酸泵循環(huán)或者攪拌濃硫酸和水的混合物會產(chǎn)生振動,這些導(dǎo)致設(shè)備容易老化、需要經(jīng)常維護,且管理相對麻煩。
CN203663725U。
CN104607075A。
關(guān)于連續(xù)配液/配酸裝置。
CN203737136U公開了一種配酸裝置,包括濃硫酸輸入管、稀釋用水輸入管、合流部、靜態(tài)混合器、冷卻部、稀硫酸輸出管、二次硫酸輸入管、二次濃硫酸輸入管、二次混合部、二次靜態(tài)混合器、二次冷卻部、二次稀硫酸輸出管。CN203737136U采用靜態(tài)混合器配制低濃度稀硫酸,之后采用靜態(tài)混合器進行二次配酸,配制較高濃度稀硫酸。
CN103127873B公開了一種濃硫酸連續(xù)自動稀釋裝置,包括控制器、依次連接的濃硫酸與水計量進料裝置、濃硫酸與水混合裝置、冷卻降溫裝置、硫酸濃度檢測裝置和稀硫酸罐。CN103127873B濃硫酸和水分別通過計量泵按比例進入到球形的鋼襯氟濃硫酸與水混合裝置中,在濃硫酸與水混合裝置中進行混合稀釋?;旌舷♂尯蟮南×蛩嵬ㄟ^螺旋形硫酸管道經(jīng)換熱后,并吸收消除酸霧,進入硫酸濃度檢測裝置,合格后再進入稀硫酸罐。
特開平8-295504。
特開2001-162153。
CN203737136U、CN103127873B、特開平8-295504、特開2001-162153公開的配液裝置/配酸裝置,均可以實現(xiàn)連續(xù)配酸;其至少包括原液/濃硫酸輸入口、稀釋液/稀釋用水輸入口、靜態(tài)混合器、冷卻部;冷卻部采用熱交換器對輸出的液體/硫酸進行在線冷卻,熱交換僅發(fā)生在傳熱面,導(dǎo)致對輸出液體/硫酸的冷卻效率低。另外,由于從靜態(tài)混合器輸出的液體/硫酸溫度較高,會導(dǎo)致靜態(tài)混合器輸出口到冷卻部輸出口之間的管道、設(shè)備溫度升高,容易老化,并且需要采用耐高溫的材料,導(dǎo)致成本上升。
關(guān)于冷卻手段。
CN203316080U、CN203663725U、CN104607075A 、CN203737136U、CN103127873B、特開平8-295504、特開2001-162153公開配液/配酸裝置中,均未提及熱交換器進行冷卻所采用的手段。
由熱力學(xué)第二定律可知,熱量不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體,所以進行冷卻都需要消耗相應(yīng)的能源;一般的,這種能源是電力。另外,根據(jù)熱傳導(dǎo)的基本方程Q=K*F*(T1-T2)【Q:傳導(dǎo)的熱量、K熱傳導(dǎo)系數(shù)、F:熱交換面積、T1:溫度較高的介質(zhì)的溫度、T2:溫度較低的介質(zhì)的溫度】可知,在熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱交換面積、冷卻時間一定的前提下,為了提高冷卻效率,會盡可能的降低冷卻的溫度,這樣也就會消耗更多的電力。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們對于電力的需求越來越大,電力供應(yīng)矛盾愈加突出。企業(yè)和居民的耗電量在一天24小時內(nèi)變化很大,一般而言,夜晚,尤其是深夜耗電量要遠小于白天,人們將對電力需求最旺盛的時間稱為“高峰”時間,其余則為“非高峰”時間。高峰時間供電的邊際成本較高,因為所有設(shè)備都投入滿負荷的運行;而非高峰時間的邊際成本較低,因為只有最高效的發(fā)電機組在運轉(zhuǎn)。為達到節(jié)能減排、降低成本的效果,施行錯峰用電是一種有效的手段。但是,CN203737136U、CN103127873B、特開平8-295504、特開2001-162153公開的裝置/配酸裝置的冷卻部均設(shè)置在靜態(tài)混合器的輸出端之后,對輸出液體/硫酸的冷卻、輸出是同時進行的。一般來說,配液/配酸的時間不會固定在夜晚或者深夜,所以,冷卻部設(shè)置在靜態(tài)混合器的輸出端之后,輸出液體/硫酸的冷卻、輸出同時進行,不方便實現(xiàn)錯峰用電進行冷卻,節(jié)能減排、降低成本的效果相對較差。
隨著國內(nèi)制冰行業(yè)的迅速發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)可以在國內(nèi)以非常低廉的價格購買到冰塊。
關(guān)于原液/濃硫酸的儲存容器。
CN203316080U、CN203663725U、CN104607075A 、CN203737136U、CN103127873B、特開平8-295504、特開2001-162153公開的配液裝置/配酸裝置中,均未提及原液/濃硫酸的儲存容器。但是,作為所屬技術(shù)領(lǐng)域的慣用手段,一般都會在原液/濃硫酸輸入端(濃硫酸IN)之前,設(shè)置原液/濃硫酸儲存容器。
由公知常識可知,濃硫酸是一種具有高腐蝕性的強礦物酸,其具有脫水性,強氧化性,強腐蝕性,難揮發(fā)性,酸性,吸水性。因此,為確保安全,應(yīng)當(dāng)盡量減少濃硫酸的儲存量。另外,如果需要儲存濃硫酸,對濃硫酸的儲存容器的要求會較高,一般會采用玻璃鋼材質(zhì)的容器、搪玻璃的容器等,價格較高。而稀硫酸則不具備濃硫酸的脫水性、強氧化性,強腐蝕性,吸水性,因此,儲存稀硫酸相對儲存濃硫酸要安全,對稀硫酸儲存容器的要求也相應(yīng)降低,選擇也就更多;儲存稀硫酸就可以選擇價格相對低容器,比如PP材質(zhì)的容器等。
一般來說,強酸、強堿等都具有強腐蝕性,對其儲存有較高的要求,并且稀釋后腐蝕性相對低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供配液/配酸裝置,能夠提高對輸出的液體/硫酸的冷卻效率,降低配液/配酸裝置的最高溫度,減慢設(shè)備的老化;進一步改進的配液/配酸裝置能夠?qū)崿F(xiàn)錯峰用電進行冷卻;更進一步改進的配液/配酸裝置能夠?qū)崿F(xiàn)省略原液/濃硫酸儲存罐。
本發(fā)明將配液/配酸裝置的冷卻部,由設(shè)置在靜態(tài)混合器輸出端之后改為設(shè)置在混合部的輸入端之前,使原液/濃硫酸或者稀釋液/稀釋用水被冷卻后直接進行配液/配酸,提高了對輸出的液體/硫酸的冷卻效率;并且可以降低配液/配酸裝置的最高溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化。作為優(yōu)選,將稀釋液/稀釋用水冷卻后,直接和原液/濃硫酸進行混合進行配液/配酸。
作為本發(fā)明進一步改進的配液/配酸裝置,其冷卻部設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器內(nèi),不需要對原液/濃硫酸進行在線冷卻(既不需要對原液/濃硫酸進行輸送的同時進行冷卻),能夠在夜間或者深夜對稀釋液/稀釋用水進行冷卻。作為優(yōu)選,將購買或者制造的稀釋液冰塊/冰塊作為冷卻部設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器內(nèi),和稀釋液/稀釋用水成為固液混合物,這樣稀釋液/稀釋用水的溫度會相對穩(wěn)定,對稀釋液/稀釋用水的溫度控制非常簡單。
作為本發(fā)明更進一步改進的配液/配酸裝置,其取消了原液/濃硫酸儲存容器;在原液/濃硫酸運輸車輛將原液/濃硫酸卸載到使用地的同時,原液/濃硫酸直接被配制為適當(dāng)濃度的液體/硫酸;這樣可以避免在使用地儲存原液/濃硫酸,節(jié)省空間且比較安全。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例一的示意圖
圖2為本發(fā)明實施例二的示意圖
圖3為本發(fā)明實施例三的示意圖
圖4為本發(fā)明實施例四的示意圖
圖4A為本發(fā)明是實施例四中,稀釋液/稀釋用水儲存容器1的放大圖
圖5為本發(fā)明實施例五中,稀釋液/稀釋用水儲存容器1的放大圖
圖6為本發(fā)明實施例六的示意圖
圖7為本發(fā)明實施例七的示意圖
圖7A為本發(fā)明實施例七中,稀釋液/稀釋用水儲存容器1的放大圖
圖8為本發(fā)明實施例八的示意圖
圖9為合流部6采用文氏管的示意圖
圖10為合流部6采用普通管的示意圖
1稀釋液/稀釋用水儲存容器
2原液/濃硫酸儲存容器
21原液/濃硫酸運輸車輛
3稀釋液/稀釋用水輸送部
31稀釋液/稀釋用水輸送泵
32稀釋液/稀釋用水背壓閥/止回閥
4原液/濃硫酸輸送部
41原液/濃硫酸輸送泵
42原液/濃硫酸背壓閥/止回閥
5冷卻部
51熱交換器
52稀釋液冰塊/冰塊
6合流部
7混合部
7’配液/配酸罐
8檢測部
9自動化部
90電器控制裝置
91自動 ON-OFF 閥
92變頻器
93流量計
具體實施方式
下面結(jié)合圖1、圖4對實施例一進行說明。
一種配液/配酸裝置,包括稀釋液/稀釋用水儲存容器1、原液/濃硫酸儲存容器2、稀釋液/稀釋用水輸送部3、原液/濃硫酸輸送部4、冷卻部5、合流部6、混合部7。稀釋液/稀釋用水儲存容器1的輸出端(稀釋液/稀釋用水IN)和稀釋液/稀釋用水輸入部3的輸入端通過管道相連,稀釋液/稀釋用水輸部3的輸出端和冷卻部5的輸入端通過管道相連,原液/濃硫酸儲存容器2的輸出端(原液/濃硫酸IN)和原液/濃硫酸輸入部4的輸入端通過管道相連;冷卻部5的輸出端、原液/濃硫酸輸送部4的輸出端分別和合流部6的兩個輸入端通過管道相連,合流部6的輸出端和混合部7的輸入端相連,所配制的液體/硫酸從混合部7的輸出端輸出(液體/硫酸OUT)。
稀釋液/稀釋用水儲存容器1用于儲存稀釋液/稀釋用水,原液/濃硫酸儲存容器2用于儲存原液/濃硫酸;配液/配酸時,稀釋液/稀釋用水從稀釋液/釋用水儲存容器1輸出(稀釋液/稀釋用水IN),通過稀釋液/稀釋用水輸送部3輸送至冷卻部5,并在冷卻部5中被冷卻后,從冷卻部5輸出并從合流部6的一個輸入端進入合流部6;原液/濃硫酸從原液/濃硫酸儲存容器2輸出(原液/濃硫酸IN)、通過原液/濃硫酸輸送部4,從合流部6的另外一個輸入端進入合流部6;稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸從合流部6輸出并進入混合部7;兩者在混合部7中混合,被配制為輸出的液體/硫酸。
冷卻部5采用熱交換器51進行冷卻,熱交換器51與被冷卻物接觸部分的物質(zhì)與被冷卻物不同;比如,市面上可以購買到的CRYOGEL蓄冰球,其表面(與被冷卻物接觸的部分)材料為高密度HDPE材料,而被冷卻物為稀釋液/稀釋用水,兩者的為不同的物質(zhì),在本發(fā)明中可以理解為熱交換器51的一種。
稀釋液/稀釋用水輸入部3包括稀釋液/稀釋用水輸送泵31、稀釋液/稀釋用水背壓閥/止回閥32;其中稀釋液/稀釋用水輸送泵31為稀釋液/稀釋用水輸送部3提供輸送動力,稀釋液/稀釋用水背壓閥可以穩(wěn)定稀釋液/稀釋用水的輸送壓力,稀釋液/稀釋用水止回閥可以防止稀釋液/稀釋用水回流。
原液/濃硫酸輸入部4包括原液/濃硫酸輸送泵41、原液/濃硫酸背壓閥/止回閥42;其中原液/濃硫酸輸送泵41為原液/濃硫酸輸送部4提供輸送動力,原液/濃硫酸背壓閥可以穩(wěn)定原液/濃硫酸的輸送壓力,原液/濃硫酸可以防止原液/濃硫酸回流。
由于稀釋液/稀釋用水在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
下面結(jié)合附圖2對實施例二進行說明。
實施例二與實施例一相比,冷卻部5所在的位置與實施例一不同。
實施例二中的配液/配酸裝置,冷卻部5分別連接原液/濃硫酸輸送部3的輸出端和合流部6的輸入端(與稀釋液/稀釋用水進入合流部6不同的另一個輸入端),并且是對原液/濃硫酸進行冷卻。
由于原液/濃硫酸在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全而且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
下面結(jié)合附圖3對實施例三進行說明。
實施例三與實施例一相比,冷卻部5所在的位置與實施例一不同,實施例三還包括檢測部8。
實施例三中的配液/配酸裝置,冷卻部5設(shè)置在原液/濃硫酸儲存容器2,對原液/濃硫酸進行冷卻。
實施例三中的配液/配酸裝置,檢測部8設(shè)置在混合部7的輸出端之后。檢測部8中包括溫度計81(用于檢測溫度)、PH計(用于檢測PH值)、密度計(用于檢測密度)、濃度計(用于檢測濃度)、粘度計(用于檢測粘度)中的一種或者多種,用于檢測輸出液體/硫酸的上述各種信息,并且可以根據(jù)需要將檢測到的上述信息傳輸?shù)阶詣踊?中,作為自動化控制的信息依據(jù)。另外,根據(jù)需要,也可以省略檢測部8。
由于原液/濃硫酸在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全而且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
另外,由于冷卻部5設(shè)置在原液/濃硫酸儲存容器2,不需要對原液/濃硫酸進行在線冷卻(既不需要對原液/濃硫酸進行輸送的同時進行冷卻),可以在夜間或者深夜對原液/濃硫酸進行冷卻,從而實現(xiàn)錯峰用電,提高節(jié)能減排的效果。
下面結(jié)合附圖4、4A對實施例四進行說明。
實施例四與實施例三相比,冷卻部5所在的位置與實施例三不同,稀釋液/稀釋用水儲存容器1設(shè)置有溫度計81。
實施例四中的配液/配酸裝置,冷卻部5設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,對稀釋液/稀釋用水進行冷卻;稀釋液/稀釋用水儲存容器1設(shè)置有溫度計81,通過溫度劑81可以檢測稀釋液/稀釋用水的溫度。
由于稀釋液/稀釋用水在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
由于冷卻部5設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,不需要對稀釋液/稀釋用水進行在線冷卻(既不需要對稀釋液/稀釋用水進行輸送的同時進行冷卻),可以在夜間或者深夜對稀釋液/稀釋用水進行冷卻,從而實現(xiàn)錯峰用電,提高節(jié)能減排的效果。
由于稀釋液/稀釋用水與原液/濃硫酸相比腐蝕性較低,對設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1的冷卻部5的耐腐蝕性的要求較低,這樣冷卻部5可以有更多的選擇,比如可以選擇價格較低的冷卻部。
下面結(jié)合附圖5對實施例五進行說明。
實施例五與實施例四相比,冷卻部5進行冷卻的手段與實施例四不同,稀釋液/稀釋用水儲存容器1省略了溫度計81。
實施例五中的配液/配酸裝置,冷卻部5不是采用熱交換器51進行冷卻,而是采用稀釋液冰塊/冰塊52進行冷卻;稀釋液冰塊/冰塊52為固態(tài),其和被冷卻物接觸部分的物質(zhì)與被冷卻物相同。
由于稀釋液/稀釋用水在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
由于冷卻部5設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,不需要對稀釋液/稀釋用水進行在線冷卻(既不需要對稀釋液/稀釋用水進行輸送的同時進行冷卻),可以在夜間或者深夜對稀釋液/稀釋用水進行冷卻,從而實現(xiàn)錯峰用電,提高節(jié)能減排的效果。
由于稀釋液冰塊/冰塊52為固態(tài),其和被冷卻物(稀釋液/稀釋用水)接觸部分的物質(zhì)與稀釋液/稀釋用水相同,不會將其他物質(zhì)引入稀釋液/稀釋用水,從而可以保持稀釋液/稀釋用水的純度。
冷卻部5采用稀釋液冰塊/冰塊52進行冷卻,可以委托制冰廠制作或者從制冰廠購買稀釋液冰塊/冰塊52,從而不需要購買制冰或者冷卻設(shè)備,可以減少設(shè)備投資。
由于稀釋液冰塊/冰塊52設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,稀釋液冰塊/冰塊52沒有完全融化時稀釋液/稀釋用水的溫度就會穩(wěn)定(由公知常識可知,冰水混合物的溫度會穩(wěn)定在0℃; 5%wt硫酸的固液混合物溫度會穩(wěn)定在-2℃),設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1的溫度計81也就可以省略。
下面結(jié)合附圖6對實施例六進行說明。
實施例六與實施例五相比,實施例五省略了原液/濃硫酸儲存容器2。
由于稀釋液/稀釋用水在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
由于冷卻部5設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,不需要對稀釋液/稀釋用水進行在線冷卻(既不需要對稀釋液/稀釋用水進行輸送的同時進行冷卻),可以在夜間或者深夜對稀釋液/稀釋用水進行冷卻,從而實現(xiàn)錯峰用電,提高節(jié)能減排的效果。
由于稀釋液冰塊/冰塊52為固態(tài),其和被冷卻物(稀釋液/稀釋用水)接觸部分的物質(zhì)與稀釋液/稀釋用水相同,不會將其他物質(zhì)引入稀釋液/稀釋用水,從而可以保持稀釋液/稀釋用水的純度。
冷卻部5采用稀釋液冰塊/冰塊52進行冷卻,因此可以委托制冰廠制作或者從制冰廠購買稀釋液冰塊/冰塊52,從而不需要購買制冰或者冷卻設(shè)備,可以減少設(shè)備投資。
由于稀釋液冰塊/冰塊52設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,稀釋液冰塊/冰塊52沒有完全融化時稀釋液/稀釋用水的溫度就會穩(wěn)定(由公知常識可知,冰水混合物的溫度會穩(wěn)定在0℃; 5%wt硫酸的固液混合物溫度會穩(wěn)定在-2℃;10%wt硫酸的固液混合物會穩(wěn)定在-4.7℃),設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1的溫度計81也就可以省略。
由公知常識(《硫酸工藝設(shè)計手冊-物化數(shù)據(jù)篇》,1990年7月印刷,第46頁)可知:
Q——稀釋熱,焦/摩爾H2SO4。
n——對于1摩爾H2SO4所用水的摩爾數(shù)。
如果稀釋用水(假設(shè)溫度為0℃)與濃硫酸(假設(shè)溫度為40℃)混合為濃度為50.5%wt的硫酸,經(jīng)過計算后可以得知,稀釋后硫酸的溫度約為115℃;而50.5%wt硫酸的沸點為123℃;這樣可以在比較安全的前提下省略濃硫酸儲存容器,即直接由濃硫酸運輸車輛21直接卸載濃硫酸(濃硫酸IN)進行配制硫酸;輸出的稀釋后的硫酸可以直接使用或者進行儲存。其他液體的配制可以參考上述濃硫酸的配制計算稀釋后的液體的溫度,也可以實際測量稀釋后的液體的溫度。
由于省略了原液/濃硫酸儲存容器2,其購置費用以及維護費用也可以節(jié)?。挥捎诓恍枰谑褂玫貎Υ嬖?濃硫酸或者僅需要儲存輸出的液體/硫酸,更加安全。
下面結(jié)合附圖7、附圖7A對實施例七進行說明。
實施例七與實施例六相比,實施例七在混合部7的輸出端增加設(shè)置了冷卻部5。
實施例七中的配酸裝置,增加設(shè)置在混合7輸出端的冷卻部5采用熱交換器51對輸出的液體/硫酸進行冷卻,并且,該熱交換器51中冷卻介質(zhì)為已被冷卻的稀釋液/稀釋用水。
由于稀釋液/稀釋用水在進入合流部6前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在混合部7中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
由于冷卻部5設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,不需要對稀釋液/稀釋用水進行在線冷卻(既不需要對稀釋液/稀釋用水進行輸送的同時進行冷卻),可以在夜間或者深夜對稀釋液/稀釋用水進行冷卻,從而實現(xiàn)錯峰用電,提高節(jié)能減排的效果。
由于稀釋液冰塊/冰塊52為固態(tài),其和被冷卻物(稀釋液/稀釋用水)接觸部分的物質(zhì)與稀釋液/稀釋用水相同,不會將其他物質(zhì)引入稀釋液/稀釋用水,從而可以保持稀釋液/稀釋用水的純度。
冷卻部5采用稀釋液冰塊/冰塊52進行冷卻,因此可以委托制冰廠制作或者從制冰廠購買稀釋液冰塊/冰塊52,從而不需要購買制冰或者冷卻設(shè)備,可以減少設(shè)備投資。
由于稀釋液冰塊/冰塊52設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1,稀釋液冰塊/冰塊52沒有完全融化時稀釋液/稀釋用水的溫度就會穩(wěn)定(由公知常識可知,冰水混合物的溫度會穩(wěn)定在0℃; 5%wt硫酸的固液混合物溫度會穩(wěn)定在-2℃;10%wt硫酸的固液混合物會穩(wěn)定在-4.7℃),設(shè)置在稀釋液/稀釋用水儲存容器1的溫度計81也就可以省略。
由于省略了原液/濃硫酸儲存容器2,其購置費用以及維護費用也可以節(jié)??;由于不需要在使用地儲存原液/濃硫酸或者僅需要儲存輸出的液體/硫酸,更加安全。
由于在混合部7的輸出端增加設(shè)置了冷卻部5,該冷卻部5采用熱交換器51對輸出的液體/硫酸進行冷卻,并且,該熱交換器51中冷卻介質(zhì)為已被冷卻的稀釋液/稀釋用水,這樣會進一步提高對輸出的液體/稀硫酸的冷卻效果。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,還可以在混合部7的出口端設(shè)置冷卻部5,冷卻部5采用熱交換器51進行冷卻,。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,還可以包括可以自動化部9(現(xiàn)有技術(shù))。自動化部9包括電氣控制裝置90、自動 ON-OFF閥91、變頻器92、流量計93等裝置,實現(xiàn)配液/配酸的自動化。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,合流部6可以從采用文氏管的形式,也可以采用普通形式;優(yōu)選為采用文氏管的形式。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,混合部7可以采用各種類型的靜態(tài)混合器,比如,上海新瑞都化工機械有限公司的SX型、SK型、SV型、SL型、SH型、SY型、SD型、JH型靜態(tài)混合器等;也可以采用各種類型的在線動態(tài)混合器,比如,上海神鍇分離技術(shù)有限公司的在線動態(tài)混合器等。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,配液/配酸僅進行了一次(即,原液/濃硫酸與稀釋液/稀釋用水第一次經(jīng)過第一混合部7混合);但是根據(jù)需要,第N(N≥1)次配液/配酸所輸出的液體/硫酸可以再次與稀釋液/稀釋用水輸送到第N+1合流部6、第N+1混合部7進行第N+1次配液/配酸,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對進行二次以上(包含二次)配液/配酸的實施例不再另行說明,但不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,設(shè)置在合流部6之前的冷卻部5為一處;由上述實施例(實施例一至實施例七)可以推導(dǎo)出,冷卻部5設(shè)置在合流部6之前并且冷卻部5為二處以上(包含二處)的配液/配酸裝置;為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對冷卻部5設(shè)置在合流部6之前并且冷卻部5為二處以上(包含二處)的實施例不再另行說明,但不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
上述實施例中(實施例一至實施例七)的配液/配酸裝置,稀釋液/稀釋用水輸送泵31以及原液/濃硫酸輸送泵41可以分別采用的離心泵,由變頻器92分別控制流量從而控制混合比例;也可以采用同一個活塞式比例泵來控制混合比例。
上述實施例中(實施例一至實施例七),主要以配制硫酸為例進行了說明,但本發(fā)明還可以運用于其他液體配制;比如,本發(fā)明還可應(yīng)用于鹽酸、硝酸等強酸的配制,氫氧化鈉等強堿液的配制,向電池電解液中添加添加劑液體等方面,以及酸、堿液的中和、污水處理中PH值調(diào)節(jié)等方面。
下面結(jié)合附圖8對實施例八進行說明。
實施例八與實施例一相比,實施例八中用配液/配酸罐7’替代合流部6和混合部7。
一種配液/配酸裝置,包括稀釋液/稀釋用水儲存容器1、原液/濃硫酸儲存容器2、稀釋液/稀釋用水輸送部3、原液/濃硫酸輸送部4、冷卻部5、配液/配酸罐7’。稀釋液/稀釋用水儲存容器1的輸出端(稀釋液/稀釋用水IN)和稀釋液/稀釋用水輸入部3的輸入端通過管道相連,稀釋液/稀釋用水輸部3的輸出端和冷卻部5的輸入端通過管道相連,原液/濃硫酸儲存容器2的輸出端(原液/濃硫酸IN)和原液/濃硫酸輸入部4的輸入端通過管道相連;冷卻部5的輸出端、原液/濃硫酸輸送部4的輸出端分別和配液/配酸罐7’的兩個輸入端通過管道相連,所配制的液體/硫酸從配液/配酸罐7’的輸出端輸出(液體/硫酸OUT)。
稀釋液/稀釋用水儲存容器1用于儲存稀釋液/稀釋用水,原液/濃硫酸儲存容器2用于儲存原液/濃硫酸;配液/配酸時,稀釋液/稀釋用水從稀釋液/釋用水儲存容器1輸出(稀釋液/稀釋用水IN),通過稀釋液/稀釋用水輸送部3輸送至冷卻部5,并在冷卻部5中被冷卻后,從冷卻部5輸出并從配液/配酸罐7’的一個輸入端進入配液/配酸罐7’;原液/濃硫酸從原液/濃硫酸儲存容器2輸出(原液/濃硫酸IN),通過原液/濃硫酸輸送部4,從配液/配酸罐7’的另外一個輸入端進入配液/配酸罐7’;兩者在配液/配酸罐7’中混合,被配制為輸出的液體/硫酸。
冷卻部5采用熱交換器51進行冷卻,熱交換器51與被冷卻物接觸部分的物質(zhì)與被冷卻物不同;比如,市面上可以購買到的CRYOGEL蓄冰球,其表面(與被冷卻物接觸的部分)材料為高密度HDPE材料,而被冷卻物為稀釋液/稀釋用水,兩者的為不同的物質(zhì),在本發(fā)明中可以理解為熱交換器51的一種。
稀釋液/稀釋用水輸入部3包括稀釋液/稀釋用水輸送泵31、稀釋液/稀釋用水背壓閥/止回閥32;其中稀釋液/稀釋用水輸送泵31為稀釋液/稀釋用水輸送部3提供輸送動力,稀釋液/稀釋用水背壓閥可以穩(wěn)定稀釋液/稀釋用水的輸送壓力,稀釋液/稀釋用水止回閥可以防止稀釋液/稀釋用水回流。
原液/濃硫酸輸入部4包括原液/濃硫酸輸送泵41、原液/濃硫酸背壓閥/止回閥42;其中原液/濃硫酸輸送泵41為原液/濃硫酸輸送部4提供輸送動力,原液/濃硫酸背壓閥可以穩(wěn)定原液/濃硫酸的輸送壓力,原液/濃硫酸可以防止原液/濃硫酸回流。
由于稀釋液/稀釋用水在進入配液/配酸罐7’前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出液體/硫酸的溫度,比較安全并且能減慢設(shè)備的老化;另外,已被冷卻的稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸在配液/配酸罐7’中能夠充分的接觸、混合,對輸出液體/硫酸的冷卻效率較高。
由于稀釋液/稀釋用水在進入配液/配酸罐7’前已被冷卻,能夠吸收稀釋液/稀釋用水和原液/濃硫酸進行混合時產(chǎn)生的熱量,從而降低輸出的液體/硫酸的溫度,比較安全而且能減慢設(shè)備的老化。
由實施例八可以推導(dǎo)出,在實施例二至實施例七中用配液/配酸罐7’替代合流部6和混合部7的配液/配酸裝置,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對實施例一至實施例七中,用配液/配酸罐7’替代合流部6和混合部7的配液/配酸裝置不再另行說明,但不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。