一种氯化氢气体的干燥系统的制作方法

本实用新型属于氯化氢气体干燥技术领域，具体涉及一种氯化氢气体的干燥系统。

背景技术：

氯磺酸主要用于有机化合物的磺化。氯磺酸作为磺化剂或氯磺化剂，主要用于糖精制备、磺胺药生产、染料和染料中间体合成及合成洗涤剂原料烷基苯的磺化；此外，也用于生产农药和烟幕剂。但传统工艺生产的氯磺酸由于原料不纯，含有有机物，导致产品质量不佳，纯度不高，严重制约了其在有机化工中的应用。

而氯磺酸的主要生产工艺包括以下3种：

①传统生产工艺

以so3与氯化氢气相合成来制得氯磺酸：原料气cl2，h2在氯化氢合成炉中燃烧，合成氯化氢气体，经冷却脱水后，与so3气体混合，进入氯磺酸合成塔，合成的气相氯磺酸冷却成液体后，经辅吸塔与氯化氢进一步反应后流入成品罐。废气经酸吸收so3和so2及水洗吸收氯化氢后，用碱进一步吸收后排入大气。

②以发烟硫酸为原料的生产工艺

105％的硫酸中含20％的游离so3，从发烟硫酸中提取so3，只需降低so3的分压或适当提高发烟硫酸的温度即可，因此可以利用发烟硫酸为原料来生产氯磺酸。将105％的发烟硫酸用so3风机进行减压抽取，抽取so3后的98％硫酸可送回硫酸厂再进行so3的吸收，使之成为105％的发烟硫酸再使用。因此使用发烟硫酸后，成本并不会增加很多，设备也不会增加很多。利用发烟硫酸生产氯磺酸，在同样的设备条件下，会大幅增加生产能力，相应的设备维护及更新费用将大幅降低。更为重要的是产品质量会有大的提高，随着质量和产量的提高，产品将极具市场竞争力。因此，对于有发烟硫酸生产装置的工厂，采用发烟硫酸作原料生产氯磺酸值得推广应用。

③利用纯氯化氢气体为原料的生产工艺

在盐酸脱析装置中，将盐酸中的氯化氢气体解析出来，氯化氢气体经冷却、干燥，成为纯净的氯化氢气体，用于氯磺酸生产。从脱析塔出来的氯化氢气体，含有饱和的水蒸气，一般先用循环水冷凝，除去其中的大部分水分，再用冷冻盐水冷却，除去剩余部分水分。

上述氯磺酸的生产工艺中，由于第三种方法技术成熟可靠，是现有的普遍氯磺酸的生产工艺，但是该方法生产的氯化氢气体需要进行干燥之后才能进行反应，因为氯磺酸遇水剧烈反应，降低了产品纯度，生成的稀酸还易腐蚀设备管道，造成不好处置的泄漏。

基于此，现有技术中对氯化氢气体干燥多采用上述的深冷工艺，但制取冷冻盐水的制冷机组，电机功率较大，造成氯磺酸生产能耗较高。一般而言，冷冻机组是整个氯磺酸生产中用电最多的运转设备。

现有技术中为解决氯化氢气体干燥操作能耗大的问题，有采用浓硫酸干燥氯化氢气体的操作方法，利用浓硫酸的强吸水性捕捉氯化氢气体中的水分子用于干燥氯化氢气体。

但随着浓硫酸吸水之后其浓度降低，降低浓度的硫酸溶液极易腐蚀管道及设备(浓硫酸会使金属钝化从而不腐蚀金属设备)，所以在生产过程中需要时常添加新的浓硫酸以提高干燥浓硫酸的含水量；

然而，在干燥过程中浓硫酸的含水量通过在线检测的方法本就不易，同时浓硫酸具有强腐蚀性，会对许多精密仪器进行腐蚀，而能在强酸状态下使用而不发生腐蚀的仪器一般价格较高，所以现有必要提供一种能有效防止浓硫酸吸水腐蚀设备且价格相对低廉的氯化氢气体干燥系统。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种氯化氢气体的干燥系统，解决了现有技术中氯化氢干燥系统中在避免浓硫酸吸水腐蚀管道的问题采用高造价检测仪器导致的干燥系统造价高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种氯化氢气体的干燥系统，包括浓硫酸储罐、第一气体干燥罐、第二气体干燥罐、过渡罐、主进气管、主导气管及控制单元，浓硫酸储罐连接有加料管与计量泵，过渡罐连接有废液管与导料泵；

其中第一气体干燥罐通过第一进料管与计量泵出料端连通，第一气体干燥罐通过第一出料管与导料泵进料端连通，第一气体干燥管下端通过第一进气管与主进气管相通，第一气体干燥罐通过第一导气管与主导气管相通；

第二气体干燥罐通过第二进料管与计量泵出料端连通，第二气体干燥罐通过第二出料管与导料泵进料端连通，第二气体干燥管下端通过第二进气管与主进气管相通，第二气体干燥罐通过第二导气管与主导气管相通；

其中第一气体干燥罐、第二气体干燥罐内均设有液位计，第一进料管、第一出料管、第一进气管、第一导气管、第二进料管、第二出料管、第二进气管、第二导气管上均设有电磁阀，且该电池阀与液位计均与控制单元电性连接。

进一步，第一气体干燥罐与第二气体干燥罐均包括罐体，液位计靠近罐体顶部安装，所述第一导气管或第二导气管的进料端设置在罐体顶部与罐体相通，所述第一进气管或第二进气管的出料端设置在罐体底部与罐体相通设置，其中第一导气管或第二导气管的进料端设有挡料组件，第一导气管或第二导气管的出料端设有分散组件。

进一步，所述挡料组件包括设置在第一导气管或第二导气管内的拦截网，拦截网上贯穿设有转动连接的转动轴，转动轴上设有贴合拦截网靠近进料端一侧的多个刮料杆。

进一步，所述分散组件包括与第一进气管或第二进气管同轴转动连接的柱状的空心转动盘，空心转动盘远离第一进气管或第二进气管的侧面上均布设有多个导气孔，空心转动盘外围设有螺旋缠绕设置的多个辅助喷气孔。

本实用新型的运用原理：本实用新型利用浓硫酸的强吸水性对氯化氢气体中的水分进行吸收，并且不与浓硫酸发生反应，所以溶液中的硫酸的量不会变，吸水用浓硫酸的浓度是已知的c1，假设加入至气体干燥罐的浓硫酸体积为v1，则硫酸的量m＝c1*v1，而当浓硫酸吸水含水量增多，浓度降低为c2时将对管道产生腐蚀效果，基于此，可推算出在c2浓度下的溶液体积v2＝m/c2，而整个干燥过程是在固定容器中进行，则可以推算出v1体积与v2体积下的溶液的液位差，基于此，本实用新型采用了该干燥系统。

工作时，控制单元控制第一进料管上的电磁阀打开与第一导气管上的电磁阀，通过计量泵先将预知浓度的浓硫酸按照预设体积导入第一气体干燥罐内，然后控制第一进料管上的电磁阀关闭，并控制第一进气管上的电磁阀打开，使第一气体干燥池内开始工作；

以同样的操作步骤将第二气体干燥罐内注入相通体积的已知浓度的浓硫酸，待液位计检测到第一气体干燥罐内的液位上升至危险液位时，控制单元控制第一进气管、第一导气管上的电磁阀关闭，打开第二进气管、第一出料管上的电磁阀，使第一气体干燥罐停止工作进行排料，第二气体干燥罐开始工作，避免停机混合。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过简单的运算加液位计及控制单元(现有技术中自动化生产都有控制单元)就能保证浓硫酸稀释后在未发生管路腐蚀的前提下顺利导出气体干燥罐，避免溶液腐蚀管路，而现有技术中已有较为成熟的强酸强碱液位检测计(如，品牌为统创、型号为tc的液位检测计)，所以在解决了浓硫酸吸水容易腐蚀管道的问题的前提下本实用新型采用了低造价检测仪器，从而节约了氯化氢气体的干燥成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型第一气体干燥罐的结构示意图；

图3为图2中a部放大图；

图4为图2中b部放大图。

图中，加料管1、浓硫酸储罐2、计量泵3、第一出料管4、第二进料管5、第一进气管6、主进气管7、第二进气管8、第二出料管9、第二气体干燥罐10、第二导气管11、主导气管12、导料泵13、过渡罐14、废液管15、第一导气管16、第一气体干燥罐17、第一进料管18、罐体171、液位计172、拦截块161、刮料板162、转动轴163、拦截网164、环形转动槽61、导气孔62、辅助喷气孔63、空心转动盘64、转动块65。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型涉及了一种氯化氢气体的干燥系统，包括浓硫酸储罐2、第一气体干燥罐17、第二气体干燥罐10、过渡罐14、主进气管7、主导气管12及控制单元，浓硫酸储罐2连接有加料管1与计量泵3，过渡罐14连接有废液管15与导料泵13；

其中第一气体干燥罐17通过第一进料管18与计量泵3出料端连通，第一气体干燥罐17通过第一出料管4与导料泵13进料端连通，第一气体干燥管下端通过第一进气管6与主进气管7相通，第一气体干燥罐17通过第一导气管16与主导气管12相通；

第二气体干燥罐10通过第二进料管5与计量泵3出料端连通，第二气体干燥罐10通过第二出料管9与导料泵13进料端连通，第二气体干燥管下端通过第二进气管8与主进气管7相通，第二气体干燥罐10通过第二导气管11与主导气管12相通；

其中第一气体干燥罐17、第二气体干燥罐10内均设有液位计172，第一进料管18、第一出料管4、第一进气管6、第一导气管16、第二进料管5、第二出料管9、第二进气管8、第二导气管11上均设有电磁阀，且该电池阀与液位计172均与控制单元电性连接。其中控制单元可为单片机、plc编程控制等。

本实用新型的运用原理：本实用新型利用浓硫酸的强吸水性对氯化氢气体中的水分进行吸收，并且不与浓硫酸发生反应，所以溶液中的硫酸的量不会变，吸水用浓硫酸的浓度是已知的c1，假设加入至气体干燥罐的浓硫酸体积为v1，则硫酸的量m＝c1*v1，而当浓硫酸吸水含水量增多，浓度降低为c2时将对管道产生腐蚀效果，基于此，可推算出在c2浓度下的溶液体积v2＝m/c2，而整个干燥过程是在固定容器中进行，则可以推算出v1体积与v2体积下的溶液的液位差，基于此，本实用新型采用了该干燥系统。

工作时，控制单元控制第一进料管18上的电磁阀打开与第一导气管16上的电磁阀，通过计量泵3先将预知浓度的浓硫酸按照预设体积导入第一气体干燥罐17内，然后控制第一进料管18上的电磁阀关闭，并控制第一进气管6上的电磁阀打开，使第一气体干燥池内开始工作；

以同样的操作步骤将第二气体干燥罐10内注入相通体积的已知浓度的浓硫酸，待液位计172检测到第一气体干燥罐17内的液位上升至危险液位时，控制单元控制第一进气管6、第一导气管16上的电磁阀关闭，打开第二进气管8、第一出料管4上的电磁阀，使第一气体干燥罐17停止工作进行排料，第二气体干燥罐10开始工作，避免停机混合。购入的浓硫酸的已知浓度是通过化学滴定实验检测出来的，可能存在误差，但误差范围相对较小，为避免该误差导致的腐蚀问题，可将检验出来的相对低的浓度作为浓硫酸的进料已知浓度以计算液位差。

本实用新型通过简单的运算加液位计172及控制单元(现有技术中自动化生产都有控制单元)就能保证浓硫酸稀释后在未发生管路腐蚀的前提下顺利导出气体干燥罐，避免溶液腐蚀管路，而现有技术中已有较为成熟的强酸强碱液位检测计，所以在解决了浓硫酸吸水容易腐蚀管道的问题的前提下本实用新型采用了低造价检测仪器，从而节约了氯化氢气体的干燥成本。

本实用新型设置的第一气体干燥罐17与第二气体干燥罐10是两个相同结构的干燥罐，使整个系统具有两条线路，为方便对干燥罐的结构进行限定描述，如图2所示，以第一气体干燥罐17为例，第一气体干燥罐17包括罐体171，液位计172靠近罐体171顶部安装，第一进料管18靠近罐体171上端设置，所述出料管靠近罐体171底部设置，所述第一导气管16或第二导气管11的进料端设置在罐体171顶部与罐体171相通。气体采用下进上出的方式容易实现气液交错混合，便于浓硫酸对氯化氢气体中水分子的吸收。

为避免浓硫酸溶液分子过多随氯化氢气体导出罐体171，如图3所示，本实用新型在第一导气管16进料端设有挡料组件，所述挡料组件包括设置在第一导气管16内的拦截网164，拦截网164上贯穿设有转动连接的转动轴163，转动轴163上端设有拦截块161，转动轴163上设有贴合拦截网164靠近进料端一侧的多个刮料杆。刮料杆能随风力转动将拦截网164上拦截的小液滴汇聚成大液滴，以克服气体阻力掉落至罐体171内，以此减少浓硫酸溶液的损耗，减小对液位差的影响(所以在考虑液位计172检测到的危险液位时也应当考虑随气体带出的溶液的量，但是，实际上在常温下氯化氢气体穿过液体之后带走的溶液颗粒几乎没有)。

如图4所示，为提高气液混合效果，本实用新型设置的分散组件包括与第一进气管6同轴转动连接的柱状的空心转动盘64，空心转动盘64远离第一进气管6的侧面上均布设有多个导气孔62，空心转动盘64外围设有螺旋缠绕设置的多个辅助喷气孔63。在第一进气管6外围固定有转动块65，转动块65上开设有环形转动槽61，空心转动盘64卡设在环形转动槽61内与转动块65可转动连接。氯化氢气体加压导入罐体171内时，高压气体从导气孔62及辅助喷气孔63导出，由于多个辅助喷气孔63的布设放置使气体导出空心转动盘64时，受力不均容易发生转动，进而提高气液混合效果，避免搅拌机构带来的容易腐蚀、不便安装等问题，同时能减少设备成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。