圓塊孔式石墨稀釋器(集成稀釋與散熱功能)
結構特點:
上半部分:為混合區,由石墨塊上的小孔(直徑數毫米)組成,濃硫酸與水通過小孔噴射混合,形成湍流,加速熱量均勻分布。
下半部分:為冷卻區,石墨塊內設有平行孔道,一側通入硫酸溶液,另一側通入冷卻介質(如循環水),通過逆流換熱模式散熱。
關鍵設計:孔道短(通常 10~20 cm)、直徑小,強制溶液和冷卻介質高速流動,破壞邊界層,強化傳熱效率。
材料特性:石墨的導熱與穩定優勢
高導熱性
石墨是一種優良的導熱材料,其導熱系數可達 100~150 W/(m?K)(遠玻璃、塑料等耐腐蝕材料,與金屬銅、鋁接近)。在硫酸稀釋過程中,石墨能迅速將稀釋產生的熱量從溶液傳遞至設備外壁,避免局部過熱導致溶液沸騰或飛濺。
舉例:當濃硫酸與水混合放熱時,石墨壁可快速將熱量傳導至設備外部的冷卻介質(如循環水),使溶液溫度保持穩定。
濃度控制
通過控制濃硫酸和水的加入比例,可以得到所需濃度的硫酸溶液。一般來說,可以根據需要的硫酸濃度和稀釋前后的體積變化,計算出濃硫酸和水的加入量。
在稀釋過程中,可以通過檢測溶液的密度、酸堿度等參數,實時監測硫酸的濃度,確保稀釋后的硫酸溶液符合要求。
總之,硫酸稀釋的設計和原理需要綜合考慮材料選擇、設備結構、安全設計和自動化控制等因素,以確保稀釋過程的安全、穩定和。