眾所周知,現(xiàn)代化工中硫酸可以說是用途非常廣泛的原料。一般來說采用接觸法制備的硫酸純度在98%左右,也就是我們所說的98酸。濃硫酸的一個特點(diǎn)就是黏度大,不方便輸送或者通過閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中,例如各種合成與廢水處理的pH調(diào)節(jié),一般采用20%-30%左右的稀硫酸。一方面這個濃度的稀硫酸性質(zhì)接近水,輸送與閥門調(diào)節(jié)不需要選擇特殊的泵閥類型。另一方面,采用濃度較低的酸調(diào)節(jié)pH值,可以減小調(diào)節(jié)過程中的pH波動,防止加酸過量。
主要有兩種方法,首先就是仿照實(shí)驗(yàn)室流程,直接在反應(yīng)釜里進(jìn)行稀釋,然后在反應(yīng)釜外通冷卻水進(jìn)行冷卻。這種方法在很多小型化工廠里還真有人用。但是這種方法有個缺點(diǎn),那就是反應(yīng)釜的換熱能力有限,稀釋過程中必須緩慢地向體系內(nèi)滴加濃硫酸,整個配置過程還非常慢長,而且相當(dāng)危險(xiǎn),反應(yīng)器超溫噴料可不是鬧著玩的。
反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行濃硫酸稀釋最主要的問題還是移熱不良,為了解決這個問題就又出現(xiàn)了一種流程。我們可以把硫酸的稀釋與稀硫酸的冷卻分為兩部分進(jìn)行。在一個立式的稀釋器內(nèi)進(jìn)行硫酸的稀釋,然后利用一個臥式的換熱器將稀釋過程中的熱量移走。由于可以連續(xù)運(yùn)行,這個方法比釜式攪拌效率要高不少了,但還是存在問題,就是設(shè)備的防腐蝕問題。在攪拌釜內(nèi)反應(yīng),傳統(tǒng)的搪玻璃攪拌釜就可以了。但是搪瓷這種材質(zhì)壞就壞在導(dǎo)熱系數(shù)非常低下,現(xiàn)在很少用來做換熱器的,當(dāng)然不是沒有,即使是做成了效率也是非常低的,不適用于硫酸稀釋這種強(qiáng)放熱體系。另外一點(diǎn)就是,給容器搪瓷容易,但想要給一根根換熱管做搪瓷絕對是一件費(fèi)工費(fèi)時的事情。所以這個換熱器選材的問題就比較困難了,30%的硫酸的選材是個大問題,常見的耐腐蝕材料比如316L,鈦材,甚至哈氏合金都是不行的。目前來看,對于這個濃度的選材主要考慮以下幾種:904L,石墨還有碳化硅。綜合價格與材料性能來看,石墨是比較理想的選材。