CN106237965A - 一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜 - Google Patents

一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，包括釜体及釜体上、下两端固接的上封头、下封头，釜体内设有搅拌轴，搅拌轴上端伸出上封头并与减速电机的输出轴传动连接，上封头上设有进料口和第一真空口、第一压力传感器，下封头上设有出料口，所述搅拌轴下端装有桨叶，所述釜体上设有蒸汽进口及蒸汽出口，所述釜体中设有蒸汽盘管，蒸汽盘管的进气端与所述蒸汽进口连通，出气端与所述蒸汽出口连通。上下封头及釜体的外壁分别固接有真空夹套。本发明解决了传统钢衬四氟反应釜不耐高温，不耐负压的问题；另外解决了反应釜内对含氟物料进行加热的问题，解决了含氟物料通过减压蒸馏工艺进行分离回收处置的问题。

Description

一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜
技术领域
本发明涉及环保化工设备领域，特别涉及反应釜。
背景技术
反应釜是综合反应容器，广泛应用于石油、化工、环保、光伏、电子、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，用来完成各类化学反应和物料分离的容器。由于物料的物理化学性质不一样，反应处置分离条件不一样，需要选用不同规格、不同材质和不同要求的反应釜。目前在光伏、电子等行业有大量含氟危险废弃物产生，上述物料具有极强的腐蚀性。采用中和、蒸馏、沉淀等方法处理上述物料，反应处置条件不同对设备的要求也不一样。通常适合此类物料的反应设备为钢衬聚四氟乙烯反应釜，存在的弊端为不耐高温不耐负压。在高温条件下钢胚和聚四氟乙烯板之间的胶黏剂变软而失去作用，出现鼓包脱壳等现象；钢胚和聚四氟乙烯板之间的胶黏剂具有一定的粘合力，当负压为-0.02Mpa时大于粘合力时会出现大面积鼓包脱壳现象而损坏釜体。
光伏、电子等行业产生的含氟危险废弃物，具有极强的腐蚀性，在高温高浓度条件下对常见的金属材质，例如碳钢、不锈钢、钛材均具有极强的腐蚀性，对哈氏合金、蒙乃尔合金及稀有金属钽合金也有腐蚀性，对常见的非金属搪瓷反应釜和石墨反应釜均具有腐蚀性。所以在处置分离此类物料时常见反应釜无法满足需求。聚四氟乙烯材质以其独特的耐腐蚀性能而被广泛使用，传统钢衬聚四氟乙烯反应釜，既不耐高温也不耐负压，适用范围受限。因此解决钢胚与聚四氟乙烯板的贴合度和含氟物料的加热问题是解决含氟物料反应分离的关键技术。
发明内容
针对现有技术存在的无法用于含氟物料进行处置分离回收，不耐腐蚀，不耐高温、不耐负压的技术问题，申请人进行研究及改进，提供一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，包括釜体及釜体上、下两端固接的上封头、下封头，釜体内设有搅拌轴，搅拌轴上端伸出上封头并与减速电机的输出轴传动连接，上封头上设有进料口和第一真空口、第一压力传感器，下封头上设有出料口，所述搅拌轴下端装有桨叶，所述釜体上设有蒸汽进口及蒸汽出口，所述釜体中设有蒸汽盘管，蒸汽盘管的进气端与所述蒸汽进口连通，出气端与所述蒸汽出口连通。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述釜体中，上封头与下封头之间固定安装有一支撑筒体，所述蒸汽盘管盘绕于所述支撑筒体上。
所述蒸汽进口设有蒸汽减压阀及电动阀。
所述釜体、上封头、下封头的外壁上分别密封固接有釜身夹套、上夹套、下夹套，釜身夹套上设有第二压力传感器、第二真空口，上夹套与釜身夹套之间、下夹套与釜身夹套之间均设有连接管，第二真空口与真空泵连接；釜体、上封头、下封头的内壁上均固定衬接有聚四氟乙烯板。
所述蒸汽进口设有蒸汽减压阀及电动阀；所述第一压力传感器、第二压力传感器、蒸汽减压阀及电动阀均由PLC控制单元控制，所述PLC控制单元控制所述釜体中的真空度小于釜身夹套、上夹套及下夹套中的真空度。
所述釜体、上封头(2及下封头的内壁均为带孔钢板。
所述釜体中的蒸汽压力小于0.3Mpa。
所述上封头上设有温度传感器。
本发明的技术效果在于：
本发明中，通过对反应釜夹套(釜身夹套、上夹套及下夹套)抽取真空抵消掉或者大于反应釜内的真空度，始终确保有向外的力作用于聚四氟乙烯板上，增加反应釜内壁与聚四氟乙烯板之间的贴合度，可实现负压条件下加热蒸馏处置含氟物料，促进了设备的稳定性。内衬聚四氟乙烯板满足含氟物料的材质要求，具备防腐性能。通过四氟搅拌可以实现物料的充分均匀混合，促进反应的进行。通过PVDF材质的支撑筒体和PFA的蒸汽盘管，解决了含氟物料在反应釜内加热的难题。
依靠PLC控制系统通过蒸汽管电磁阀和釜内数显式温度计，可以实现控制反应温度或蒸馏温度维持或稳定在设定值。依靠PLC控制系统通过釜内压力传感器、夹套压力传感器和旋片式真空泵，可以实现减压蒸馏的负压值维持或稳定在设定值。通过设置不同参数条件，确保蒸馏反应持续稳定进行。通过压力传感器、温度计、可实时掌握反应情况，提高蒸馏反应的安全性。
本发明解决了传统钢衬四氟反应釜不耐高温，不耐负压的问题；另外解决了反应釜内对含氟物料进行加热的问题，解决了含氟物料通过减压蒸馏工艺进行分离回收处置的问题。
附图说明
图1为本发明的主剖视图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的A处剖视图。
图中：1、釜体；10、出料口；11、第二压力传感器；110、蒸汽盘管；111、蒸汽减压阀；112、电动阀；12、第二真空口；13、连接管；14、聚四氟乙烯板；15、搅拌轴；16、减速电机；17、桨叶；18、蒸汽进口；19、蒸汽出口；2、上封头；20、温度传感器；21、支撑筒体；22、真空泵；23、带孔钢板；3、下封头；4、釜身夹套；5、上夹套；6、下夹套；7、进料口；8、第一真空口；9、第一压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1所示，本实施例的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，该反应釜可承受绝对真空，温度150度条件下的蒸馏反应。此反应釜可以耐含氟废水、含氟强酸、含氟混酸的腐蚀。包括釜体1及釜体1上、下两端固接的上封头2、下封头3，其中，上封头2、下封头3与釜体1之间通过大法兰盘固连。釜体1内设有搅拌轴15，搅拌轴15上端伸出上封头2并与减速电机16的输出轴传动连接，上封头2上设有进料口7和第一真空口8、第一压力传感器9、温度传感器20，下封头3上设有出料口10，搅拌轴15下端装有桨叶17，釜体1上设有蒸汽进口18及蒸汽出口19，蒸汽进口18设有蒸汽减压阀111及电动阀112；釜体1中设有蒸汽盘管110，蒸汽盘管110的进气端与蒸汽进口18连通，出气端与蒸汽出口19连通。釜体1中，上封头2与下封头3之间固定安装有一支撑筒体21，蒸汽盘管110盘绕于支撑筒体21上。
釜体1、上封头2、下封头3的外壁上分别密封固接有釜身夹套4、上夹套5、下夹套6，釜身夹套4上设有第二压力传感器11、第二真空口12，上夹套5与釜身夹套4之间、下夹套6与釜身夹套4之间均设有连接管13，第二真空口12与真空泵22连接，其连接管道上设有电磁阀；釜体1、上封头2、下封头3的内壁上均固定衬接有聚四氟乙烯板14。
蒸汽进口18设有蒸汽减压阀111及电动阀112；第一压力传感器9、第二压力传感器11、蒸汽减压阀111及电动阀112均由PLC控制单元控制，PLC控制单元控制釜体1中的真空度小于釜身夹套4、上夹套5及下夹套6中的真空度，并控制釜体1中的蒸汽压力小于0.3Mpa。避免PFA毛细管(蒸汽盘管110)因压力大而破裂，依据出料速度合理调整釜内压力，物料温度和搅拌速度，保证处置分离持续稳定进行。
本发明中，采用两块中空圆板固定于上下法兰之间，两块中空圆板之间采用PVDF的镂空板焊接支撑筒体21，支撑筒体21上有竖置加强筋，加强筋上镂空，成束PFA的毛细管(蒸汽盘管110)穿过镂空的加强筋盘绕在支撑筒体21上。蒸汽进口18设置电动阀112，反应釜设置数显式温度计，依靠PLC控制系统通过电动阀112和数显式温度计联动，可以实现控制反应温度维持或者稳定在某个定值。
本发明中，通过对反应釜夹套(釜身夹套4、上夹套5及下夹套6)抽取真空抵消掉或者大于反应釜内的真空度，始终确保有向外的力作用于聚四氟乙烯板14上，增加反应釜内壁与聚四氟乙烯板14之间的贴合度，可实现负压条件下加热蒸馏处置含氟物料。为保证聚四氟乙烯板14与反应釜内壁的有效贴合，釜体1、上封头2及下封头3的内壁均为带孔钢板23，孔的直径0.5mm，上封头2、下封头3与釜身全部采用法兰连接，增加贴合强度。
反应釜运行过程为：首先开启真空泵22，待釜身夹套4的第二压力传感器11显示绝对真空，反应釜内壁与聚四氟乙烯板14充分贴合稳定。物料从进料口7中进入反应釜内，开启减速电机16，搅拌轴15带着桨叶17对釜内物料进行搅拌，形成气泡中心。通过反应釜的第一真空口8，抽真空至设定值。开启蒸汽电动阀112缓慢升温加热，蒸汽电动阀112前端设有蒸汽减压阀111，限制蒸汽压力低于0.3mpa，避免蒸汽盘管110因压力大而破裂；通过PLC控制单元依据出料速度合理调整釜内压力，物料温度及搅拌速度，保证处置分离持续稳定进行。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.一种采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，包括釜体(1)及釜体(1)上、下两端固接的上封头(2)、下封头(3)，釜体(1)内设有搅拌轴(15)，搅拌轴(15)上端伸出上封头(2)并与减速电机(16)的输出轴传动连接，上封头(2)上设有进料口(7)和第一真空口(8)、第一压力传感器(9)，下封头(3)上设有出料口(10)，所述搅拌轴(15)下端装有桨叶(17)，其特征在于：所述釜体(1)上设有蒸汽进口(18)及蒸汽出口(19)，所述釜体(1)中设有蒸汽盘管(110)，蒸汽盘管(110)的进气端与所述蒸汽进口(18)连通，出气端与所述蒸汽出口(19)连通。
2.根据权利要求1所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述釜体(1)中，上封头(2)与下封头(3)之间固定安装有一支撑筒体(21)，所述蒸汽盘管(110)盘绕于所述支撑筒体(21)上。
3.根据权利要求1所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述蒸汽进口(18)设有蒸汽减压阀(111)及电动阀(112)。
4.根据权利要求1所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述釜体(1)、上封头(2)、下封头(3)的外壁上分别密封固接有釜身夹套(4)、上夹套(5)、下夹套(6)，釜身夹套(4)上设有第二压力传感器(11)、第二真空口(12)，上夹套(5)与釜身夹套(4)之间、下夹套(6)与釜身夹套(4)之间均设有连接管(13)，第二真空口(12)与真空泵(22)连接；釜体(1)、上封头(2)、下封头(3)的内壁上均固定衬接有聚四氟乙烯板(14)。
5.根据权利要求3所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述蒸汽进口(18)设有蒸汽减压阀(111)及电动阀(112)；所述第一压力传感器(9)、第二压力传感器(11)、蒸汽减压阀(111)及电动阀(112)均由PLC控制单元控制，所述PLC控制单元控制所述釜体(1)中的真空度小于釜身夹套(4)、上夹套(5)及下夹套(6)中的真空度。
6.根据权利要求4所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述釜体(1)、上封头(2)及下封头(3)的内壁均为带孔钢板(23)。
7.根据权利要求1所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述釜体(1)中的蒸汽压力小于0.3Mpa。
8.根据权利要求1所述的采用减压蒸馏工艺处置分离回收含氟物料的反应釜，其特征在于：所述上封头(2)上设有温度传感器(20)。
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