[实用新型]废电解液高酸高温高压换热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热设备领域，具有提供了一种废电解液高酸高温高压换热系统，能满足生产工艺要求及延长换热器的使用寿命。

背景技术

在锌精矿直接浸出工艺中，要求废电解液被加温至70℃以上进入反应釜，以满足生产工艺要求，废电解液具有高温高腐蚀特性（温度35～40℃左右,含H₂SO₄150～200g/l），同时夹带一部分固体阳极泥,由于反应釜一般要求工作压力为900～1200kPa,因此,对加入反应釜的废电解液需解决二个难题,一是废电解液要求被加温温度高约70℃,温差大约35℃，二是废电解液要求被加压（约1500kPa）大于反应釜工作压力才能进入反应釜,这种工况不同于传统的低温低压废电解液换热方式（加温温度约50℃，温差小约20℃,压力低300～600kPa）,属于高温高压换热,在生产中存在的问题是：(1)换热效果差，温度达不到被加热废电解液至70℃以上要求；(2)废电解液夹带的阳极泥易填塞换热设备，清理工作量大；(3)换热设备材质易腐蚀泄漏，维护工作量大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种废电解液高酸高温高压换热系统，通过该系统可以实现对高酸性的废电解液进行高温高压换热，且换热效率高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

废电解液高酸高温高压换热系统，包括螺旋板式换热器，所述螺旋板式换热器为904L不锈钢板材或者钛材制备而成的螺旋板式换热器，且板材厚度为4mm -5mm；螺旋板式换热器的一端入口通过加压泵与废电解液储存槽连通，另一端入口与蒸汽供应装置连通。

所述螺旋板式换热器的冷凝水出口管径优选为100mm-150mm。

通常用于废电解液加热的换热设备有板式换热器、列管式换热器和螺旋板式换热器，板式换热器具有设备结构简单，易拆卸清理，换热效率高等特点，但板式结构耐高压性能差；列管式换热器具有结构可靠不易填塞、耐高压等特点，但列管式结构换热器面积大，设备庞大；螺旋板式换热器具有换热效率高，耐高压等特点，本实用新型中选择螺旋板式换热器。

下面对本实用新型做进一步的解释和说明：

1、采用螺旋板式换热器，主要由一张薄板卷制而成，构成互相隔开的螺旋通道，冷热流体以螺旋形板面为传热相间流动，冷、热流体通道可以互换使用。

2、设计螺旋板材厚度合理，为耐高压1500kPa，一般选用4～5mm板材，特别注意焊接部位的焊接材料不能偏薄，防止最薄弱焊接部分泄漏的可能性。

3、螺旋板式换热器生产中要求设备在一定使用时间内，冷、热流体通道要互换使用，以保证螺旋板冷、热两面热膨胀及耐腐蚀性均匀，延长螺旋板使用寿命。

4、根据废电解液高酸高温高压换热特性，防止或减小废电解液对螺旋板材腐蚀，螺旋板材质选择904L不锈钢或者钛材。

5、设计换热器冷凝水排出管径合理为100～150mm，冷凝水排出管偏小，会使冷凝水排出不畅，将降低换热器的换热效率。

6、往废电解液中加入FeSO₄溶液，以控制废电解液的氧化还原电位合理为550～650mv，防止或减小废电解液对螺旋板的腐蚀作用。

7、热流体蒸汽压力设计值合理为300～600kPa，蒸汽压力太高，大量的蒸汽以较高流速进入换热器内部，在蒸汽入口侧，高速蒸汽会产出强烈的冲蚀效应，换热器的焊缝处强度低于材料本身，易被冲蚀，另一侧废电解液温度可能很高，硫酸对焊缝处也会产生强列腐蚀。蒸汽压力太低，热流体带入热量不够，不能满足加热冷流体的温度要求。

8、控制进换热器的废电解液温度不能太低（约30℃），温度低要保持换热器热量，则加入的蒸汽侧流量增加，高速高温蒸汽对设备的冲蚀增大。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、传统的废电解液换热为低温低压方式，本系统为高温高压换热，满足生产工艺要求。

2、本系统采用特殊螺旋板特殊材质，同时控制废电解液氧化还原电位及蒸汽进口压力等措施，大大减少了螺旋板的腐蚀，延长了螺旋板式换热的使用寿命。

附图说明：

图1 为本实用新型实施例中废电解液高酸高温高压换热系统结构示意图；