石英砂酸洗系统的制作方法

1.本实用新型涉及石英砂处理技术领域，尤其涉及一种石英砂酸洗系统。


背景技术：

2.石英砂是玻璃的原料，对石英砂的处理包括利用酸液对石英砂进行酸洗，以去除石英砂中的某些杂质(例如铁、铝等)。现有酸洗方法，大多是将高温的酸液直接和石英砂放置到反应釜中，石英砂在酸液中浸泡，石英砂中的杂质与酸液发生反应。然而，通过这种方式进行酸洗，酸液与石英砂之间的接触不充分，酸洗去杂的效果不佳。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种石英砂酸洗系统，能够。
4.根据本实用新型的第一方面实施例的石英砂酸洗系统，包括：储酸罐，用于储存酸液；反应釜，用于容置所述酸液和石英砂，所述反应釜具有第一进酸口和第一出酸口，所述第一进酸口供所述酸液进入所述反应釜，所述第一出酸口供所述酸液离开所述反应釜；所述第一进酸口设置于所述储酸罐的底部，所述第一出酸口高于所述第一进酸口；加热器，用于加热所述酸液；循环管路，所述储酸罐、所述反应釜和所述加热器均与所述循环管路连接，所述循环管路供所述酸液流动；输送泵，安装于所述循环管路，所述输送泵用于驱动所述酸液沿所述循环管路流动，并使所述酸液循环流经所述储酸罐、所述加热器和所述反应釜。
5.根据本实用新型实施例的石英砂酸洗系统，至少具有如下有益效果：该石英砂酸洗系统利用循环流动的酸液与石英砂接触并反应，且酸液自下而上通过石英砂，酸液施加于石英砂的浮力以及酸液流动时产生的作用力使石英砂松散开来，且使石英砂有一定程度的运动，因此酸液与石英砂之间的接触更充分，酸洗效果更好。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述反应釜包括：主体，具有用于容置所述酸液和所述石英砂的反应腔，所述第一进酸口和所述第一出酸口均与所述反应腔连通；进酸管，设置在所述反应腔内并位于反应腔的底部，所述进酸管包括进酸干管和多个进酸支管，所述进酸干管的管腔与所述第一进酸口连通，所述进酸支管的一端与所述进酸干管连接，所述进酸支管的另一端朝靠近所述反应腔的侧壁的方向延伸，所述进酸支管开设有多个进酸孔，所述进酸孔供所述酸液从所述进酸支管流出。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述进酸孔设置于所述进酸支管的底部，所述进酸支管的底部与所述反应腔的底壁具有间隙。
8.根据本实用新型的一些实施例，石英砂酸洗系统还包括：减压回流管，一端与所述循环管路连接，另一端与所述储酸罐连接；减压回流阀，安装于所述减压回流管上，所述减压回流阀用于通断所述减压回流管；所述循环管路与所述减压回流管连接而形成的连接节点为回流节点，沿所述酸液在所述循环管路中的流动方向，所述输送泵位于所述储酸罐和
所述回流节点之间。
9.根据本实用新型的一些实施例，石英砂酸洗系统还包括溢流管和应急池，所述应急池通过所述溢流管与所述储酸罐连接，且所述溢流管连接于所述储酸罐的顶部，所述应急池能够储存所述酸液。
10.根据本实用新型的一些实施例，石英砂酸洗系统还包括沉淀罐，所述沉淀罐用于使所述酸液中的杂质沉降，所述沉淀罐与所述循环管路连接，沿所述酸液在所述循环管路中的流动方向，所述沉淀罐位于所述反应釜和所述储酸罐之间；所述沉淀罐的具有第二出酸口，所述第二出酸口供所述酸液从所述沉淀罐进入所述循环管路，所述第二出酸口位于所述沉淀罐的顶部。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述沉淀罐包括排渣阀，所述沉淀罐的底部具有排渣口，所述排渣口供所述沉淀罐中的沉淀物排出，所述排渣阀用于开启或关闭所述排渣口。
12.根据本实用新型的一些实施例，还包括温度传感器，所述温度传感器安装于所述循环管路上，沿所述酸液的流动方向，所述温度传感器位于所述加热器和所述反应釜之间。
13.根据本实用新型的一些实施例，还包括压力传感器，所述压力传感器安装于所述循环管路上，沿所述酸液的流动方向，所述压力传感器位于所述加热器和所述反应釜之间。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述加热器为石墨换热器。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
17.图1为本实用新型的石英砂酸洗系统的系统示意图；
18.图2为一些实施例中反应釜的进酸管的示意图(俯视角度)；
19.图3为图2中的进酸管的仰视图。
20.附图标记：101-储酸罐，102-反应釜，103-加热器，104-沉淀罐，105-应急池，106-输送泵，107-减压回流阀，108-压力传感器，109-温度传感器，110-循环管路，111-减压回流管，112-溢流管，113-排渣口，114-排渣阀，115-第一出酸口，116-第一进酸口，117-第二出酸口，118-第二进酸口，119-控制阀，201-主体，202-进酸干管，203-进酸支管，204-进酸管，205-反应腔，301-进酸孔。
具体实施方式
21.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
24.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
25.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
26.参照图1，本实用新型提供了一种石英砂酸洗系统。石英砂酸洗系统包括储酸罐101、反应釜102、加热器103、循环管路110和输送泵106。储酸罐101、反应釜102、加热器103以及输送泵106均与循环管路110连接，输送泵106用于驱动酸液在循环管路110中循环流动，并循环流经储酸罐101、加热器103和反应釜102。参照图1，图中用英文字母标记了系统中的多个节点，若以多个节点的先后顺序表示酸液依次流经哪些节点，那么a-b-c-d-e-f-g-h-i这一段管路即为循环管路110。
27.储酸罐101用于储存酸液，反应釜102用于容置酸液和石英砂，酸液与石英砂在反应釜102中接触并反应(更具体来说，是石英砂中的某些杂质与酸液进行反应)，加热器103则用于加热酸液。反应釜102具有第一进酸口116(可对应e点)和第一出酸口115(可对应f点)，酸液通过第一进酸口116从循环管路110进入反应釜102中，并通过第一出酸口115从反应釜102进入循环管路110。第一进酸口116设置在储酸罐101的底部，而第一出酸口115高于第一进酸口116。即，酸液从反应釜102的底部进入，并从反应釜102的顶部流出。
28.下面简要介绍该石英砂酸洗系统的运行过程。首先，在反应釜102中添加一定量的酸液(未加热的酸液)和石英砂，石英砂浸没在酸液中。然后，将储酸罐101中的酸液释放到循环管路110中，并开启加热器103。酸液经过加热器103后温度升高，然后进入反应釜102中，随着流入反应釜102中的高温酸液逐渐增加，原先位于反应釜102中的酸液逐渐流出反应釜102，高温的反应釜102与石英砂接触并发生反应。从反应釜102流出的酸液继续沿循环管路110流动，在依次流经储酸罐101、加热器103之后，酸液重新回到反应釜102中与石英砂接触。酸液循环流动一定时间后，对石英砂的酸洗完成。
29.本实用新型的石英砂酸洗系统，其原理类似于流化床，该石英砂酸洗系统利用循环流动的酸液与石英砂接触并反应，且酸液自下而上通过石英砂，酸液施加于石英砂的浮力以及酸液流动时产生的作用力使石英砂松散开来，且使石英砂有一定程度的运动，因此酸液与石英砂之间的接触更充分，酸洗效果更好。
30.参照图2，反应釜102包括主体201，主体201的内部具有反应腔205，酸液和石英砂均容置在反应腔205中。反应釜102还包括进酸管204，进酸管204设置在反应腔205的底部。进酸管204呈分支结构，进酸管204包括进酸干管202和多个进酸支管203，图2中，进酸干管
202沿前后方向延伸，进酸支管203沿左右方向延伸。进酸干管202的管腔的前端与第一进酸口116连通，进酸支管203的一端与进酸干管202连接，且进酸支管203的另一端朝靠近反应腔205的侧壁的方向延伸。进酸干管202远离第一进酸口116的一端(图2中的后端)是封闭的，进酸支管203远离进酸干管202的一端也是封闭的，进酸支管203开设有多个进酸孔301，多个进酸孔301沿进酸支管203的长度方向排列，酸液从进酸孔301中流出。即，酸液先从第一进酸口116进入进酸干管202，然后分流至多个的进酸支管203，最后再从进酸支管203的进酸孔301流入反应腔205。这样设置可以将酸液分散注入至反应腔205中的不同位置，保证不同区域的石英砂与酸液的接触效果的一致性，从而保证不同区域的石英砂的酸洗效果的一致性。结合图2和图3，进酸孔301可以设置在进酸支管203的底部，进酸孔301朝向反应腔205的底壁，且进酸支管203的底部与反应腔205的底壁间隔设置。这样设置可以避免石英砂从进酸孔301进入进酸管204中。此外，第一出酸口115处可以设置滤布或滤网，以免石英砂随酸液离开反应釜并进入循环管路110中。
31.参照图1，在一些实施例中，石英砂酸洗系统还包括沉淀罐104。沉淀罐104与循环管路110连接，沿酸液的流动方向，酸液能够依次流经反应釜102、沉淀罐104和储酸罐101。沉淀罐104亦能够容置酸液，沉淀罐104具有第二出酸口117(可对应h点)，酸液能够通过第二出酸口117离开沉淀罐104并进入循环管路110中。沉淀罐104的作用为去除酸液中的部分杂质，以免在酸洗过程中，酸液为石英砂带来新的杂质。具体来说，酸液中的部分杂质在经过一定时间后，会在自身的重力作用下堆积在沉淀罐104的底部(即形成沉淀物)；第二出酸口117设置在沉淀罐104的顶部，因此从第二出酸口117流出的酸液的杂质较少。
32.沉淀罐104还具有供酸液进入沉淀罐104的第二进酸口118(可对应g点)，为避免沉淀物堵塞第二进酸口118以及避免沉淀物重新混入注入沉淀罐104中的酸液中，第二进酸口118亦设置在沉淀罐104的顶部。沉淀罐104的底部呈锥状，以便沉淀物集中和堆积。沉淀罐104的底部还设置有排渣阀114和排渣口113，酸洗结束后，可以打开排渣阀114，让沉淀物从排渣口113排出。
33.在一些实施例中，加热器103具体可以设置为石墨换热器。石墨换热器是指，其换热组件用石墨制成，即供酸液流动的流道的壁面为石墨材质；石墨换热器的具体形式，可以是块孔式换热器、管壳式换热器、板式换热器等等。石墨耐酸性好，选用石墨换热器可以提高加热器103的使用寿命。加热器103的运行过程中，需要向加热器103通入用于与酸液进行热交换的换热介质(换热介质为高温的蒸汽或者高温的液体，换热介质不直接与酸液接触和混合)，换热介质在加热器103中与酸液进行热交换，酸液吸收换热介质的热量后流出加热器103。图1中示出的系统设置有两个加热器103，若酸液循环量较大，也可以设置更多的加热器103，多个加热器103并联设置(多个加热器103并联在c点和d点之间)；若酸液循环量较小或者单个加热器103的功率较大，也可以仅设置一个加热器103。图1中，加热器103的出口之后的管路以及反应釜102入口之前的管路均安装有控制阀119，以便控制酸液的流动。
34.参照图1，在一些实施例中，石英砂酸洗系统还包括温度传感器109，温度传感器109安装在循环管路110上，沿酸液的流动方向，温度传感器109位于加热器103和反应釜102之间。温度传感器109用于测量从加热器103出来的酸液的温度，以检测加热器103对酸液的加热效果；可以根据温度传感器109测得的温度，调节加热器103的加热功率。石英砂酸洗系统还包括压力传感器108，压力传感器108用于检测从加热器103出来的酸液的压力；压力传
感器108测得的压力值用于对管路中的阀门进行反馈调节，例如压力过大时可以适当增加循环管路110上的控制阀119的开度。
35.下面再介绍该石英砂酸洗系统中的一些出于生产安全或设备安全的考虑而设计的部分。
36.参照图1，在一些实施例中，石英砂酸洗系统还包括减压回流管111和减压回流阀107。减压回流管111的一端与循环管路110连接，减压回流管111的另一端与储酸罐101连接，减压回流阀107安装在减压回流管111上。循环管路110与减压回流管111连接而形成的节点为回流节点，输送泵106位于储酸罐101和回流节点之间。图1中的b点对应回流节点，b-j段管路即减压回流管111。
37.当系统中的酸液压力过大时，减压回流阀107开启，一部分酸液从减压回流管111回流至储酸罐101中，从而减少在循环管路110中循环流动的酸液的流量，从而降低循环管路110中的压力。减压回流管111和减压回流阀107的设置是为了减少高压对输送泵106的损伤，从而保证系统运行的稳定性。
38.若短时间内回流至储酸罐101的酸液过多而导致酸液泄露，会导致安全事故，因此，为保证生产安全，在一些实施例中，石英砂酸洗系统还设置有溢流管112和应急池105。溢流管112的一端与储酸罐101的顶部连接，溢流管112的另一端与应急池105连接，当储酸罐101的酸液过多时，酸液会沿溢流管112流向应急池105，应急池105储存这部分酸液，避免储酸罐101中的酸液超出储酸罐101的容量上限。应急池105中的酸液后续可以经回收处理后再利用。
39.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。