高浓度硫酸

经过实践证明的 QVF® 工艺过程配有可靠的德地氏工艺系统有限公司设备。

亮点

•   给料速度100 kg/h～145t/h
•  再浓缩至 98％（重量百分比）
•  浓缩物中的酸浓度低，<1％
•  定制化设计，适合各种动力设施 
•  QVF® S.A.C.工艺过程
•  德地氏工艺系统有限公司生产的部件
•  维护保养工作少
•  全球范围内有超过 250 座装置

工艺过程

硫酸浓度对水的蒸发很关键。所有不挥发的杂质（例如盐类物质）都会留在酸内，有析出的可能，这样才能从蒸发器中排出。非蒸发有机杂质或者在浓缩过程中分解，或者在进入 QVF® 卧式锅炉前分解。回收高浓度硫酸时常用的稀进料流是，例如，来自氯气干燥工艺过程的硫酸，浓度为 74％～78％（重量百分比）。在真空状态下进行浓缩工艺过程，以便降低沸腾温度。为了避免腐蚀，同时为了利用蒸汽（压力通常为 13～17 barg）作为钽管热交换器的加热介质，此过程确实有必要。选择优化工艺过程的真空度时，需要考虑加热蒸汽与沸腾酸之间的温差以及冷却剂的温度。还可使用电加热石英棒作为加热蒸汽的一种替代品。

为了从所述 66％ 的浓度浓缩，工艺过程将分两个阶段：第一个阶段是真空蒸发阶段,可到达 88％～90％（重量百分比）；第二个阶段的真空度更低，从而对到高浓缩硫酸进行最终浓缩。

因为高浓缩沸腾硫酸排出的蒸气是酸性的，需要对蒸气进行洗涤。这种工艺可以在蒸发器上方的洗涤塔内，采用稀硫酸进料完成。浓缩物中的硫酸浓度主要由夹带的酸滴确定，小于 1％（重量百分比）。

作为良好工程设计惯例的示例，同时为了降低运行成本，通过预热冷进料，采用离开蒸发器的浓缩液体高温硫酸，实现能量回收。

蒸气在耐腐蚀的冷凝器中凝结。

如果废酸流不能很好地完成工艺过程，我们很乐意在我们的试验场地用您的废流进行试运行，确保产品质量符合要求，以及可靠运行。

真空形成

液环泵或更耐腐蚀设备利用凝结物作为液体形成主真空与第一级的真空。为了达到第二级蒸发要求的较低真空，使用蒸汽喷射泵。

热回收、冷却和凝结

稀进料酸用高温浓硫酸在热交换器中预热，热交换器的两介质侧都耐腐蚀。此过程步骤的最佳解决方案是 QVF® 壳管式热交换器。它们由

• SiC 或硼硅玻璃制成的管子、
• 玻璃衬里或硼硅玻璃 3.3 制成的壳体和集箱、
• 带有嵌入式不锈钢板的 PTFE 或 PTFE/PVDF 材质的管板、
• PTFE 密封件、螺钉和密封垫片组成。

对于浓硫酸的进一步冷却和酸水的凝结，壳管式热交换器必须只有壳侧耐腐蚀，以便不锈钢盖和支板能用于冷水侧，确保冷水压力达到 6 bar。

QVF® 卧式锅炉

德地氏工艺系统有限公司自 1970 年代就开发出这类蒸发器。这类蒸发器主要由一束刺刀型钽加热棒组成，这些加热棒位于卧式蒸发器壳的下部，根据尺寸大小，蒸发器可采用硼硅玻璃 3.3 或搪玻璃钢制成。稀硫酸进入刺刀型加热棒束集箱附近的壳体内。然后，在浓缩的同时，稀硫酸流向蒸发器壳体的出口，加热棒延伸到此处。在通过卧式锅炉的出口管路上，酸流过将卧式锅炉本体分隔成不同级的挡板。因为挡板能防止逆混，蒸发器内的温度分布曲线随浓度分布曲线而展开。这样提高了蒸汽与酸之间的平均温差，降低了要求的传热面积，从而降低钽加热棒的成本。

蒸气酸度随酸浓度成指数级上升，QVF® 卧式锅炉前端产生的蒸气的酸度在 1 ppm 以内，末端几乎达到 3％；达到上述浓度时，从 QVF® 卧式锅炉排出。因此，QVF® 卧式锅炉还有其它好处，可以降低排出的蒸气的酸度，从而降低酸的损失，并降低排水处理成本。

此外，因为所有部件都在内部，没有处理高温浓硫酸的循环管路或循环泵，从而降低维护保养成本和故障风险。

根据进料与一级、二级或三级蒸发器产品之间的浓度差，在不同真空水平运行，提供最佳解决方案。在理想状态下，QVF^® 卧式锅炉可采用浓度高达 98％ 的硫酸，否则将采用石英加热棒。

QVF^® 卧式搪玻璃锅炉的方案和温度曲线

QVF® 卧式锅炉的优势：

• 加热表面的液位低，因此静水压力低，蒸发速度快。
• 蒸发器内残留物低，操作安全灵活，调节比 25％～100％，性能不减。
• 由于沿蒸发器的温度呈梯度变化，气相含酸量低
• 蒸汽与酸之间的平均温差大，需要的钽加热棒数量少
• 蒸发器的设计高度低。
• 蒸发器无泵，使用的法兰连接少，便于维护保养，可靠性强。

洗涤塔

洗涤塔由德地氏工艺系统有限公司历经数十年研制而成，包括塔段、分配器、塔填料和支承塔盘组成。

为了降低凝结物的硫酸浓度，利用进入洗涤塔顶部的进料酸洗涤蒸发器中排出的上升蒸气。通过不同类型的分配器，进料酸均匀分布在洗涤塔填料的整个横截面积上，分配器的类型取决于洗涤塔的尺寸和处理能力。洗涤塔填料必须同时具有较强的耐腐蚀能力、较高的分离效率，和较低的容许压降。因此，在大多数情况下，QVF® DURAPACK 是最佳的选择。这种自主研发的洗涤塔填料是一种具有专利保护的结构化填料，这种填料采用硼硅玻璃 3.3 制成。

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