CN108992949A - 一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置及方法，所述装置包括依次由管路连接的溶解釜和回收装置；溶解釜包括搅拌装置、喷淋装置、气泡消除装置、加热管、搅拌气布风管；气泡消除装置包括气泡消除桨且悬浮在溶解液表面；喷淋装置安装于所述溶解釜上部；搅拌气布风管安装于所述溶解釜下部并连接空压机和蒸汽入口。本发明在溶解釜顶部设置喷淋组件，在溶解釜内部设置了气泡消除浆，防止因气泡层过厚产生的液泛现象，并在溶解釜内部设置了搅拌桨，并通过搅拌气布风管向溶解釜内充入空气及蒸汽，在优选的多级搅拌桨的作用下，溶解液与空气及蒸汽充分混合，提升了溶剂的蒸发速率。

Description

一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种促进含残留溶剂混合物料溶解并回收溶剂的装置及方法，属于化工废液处理技术领域。

背景技术

精细化化工领域中，溶剂萃取工艺被广泛应用于分离混合物。如在处理焦化厂脱硫废液过程中，通常使用甲醇或乙醇作为萃取剂来分离硫氰酸盐和硫代硫酸盐等类盐，在混合物溶解分离后，溶剂除溶解溶质外，还有少量或微量溶剂残存在非溶物中，这些残存溶剂不仅影响非溶物的进一步处理，还造成了高价值溶剂的浪费和对环境的污染。如残存在提取硫氰酸盐所产生的废渣中的甲醇或乙醇溶剂，在利用废渣中硫代硫酸钠和硫酸钠在水中的溶解度差异分离两者时，由于甲醇和乙醇易溶于水，在溶解废渣时，溶解在水中的甲醇或乙醇极难去除。即使在高温条件下，溶剂的蒸发速度也很低。特别是在高温和高盐浓度下，溶剂气体在溶解液中形成微气泡，其上升速度很低，很难脱除，即使运动到溶解釜表面，由于溶解液粘度高，气泡尺寸小，易出现液泛现象，影响正常溶解过程，并带来安全隐患。

发明内容

为解决在使用萃取剂分离混合物时，残存在被分离物料中的萃取剂难以分离并回收的问题，本发明提供一种促进含残留溶剂混合物料溶解并回收溶剂的设备及方法。

本发明的技术方案：

一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置，包括由管路连接的溶解釜和回收装置；

所述溶解釜包括搅拌装置、喷淋装置、气泡消除装置、加热管、搅拌气布风管；所述气泡消除装置包括气泡消除桨且悬浮在溶解液表面；所述喷淋装置安装于所述溶解釜上部；所述搅拌气布风管安装于所述溶解釜下部并连接空压机和蒸汽入口。

所述回收装置包括溶剂冷凝器、吸收塔和溶剂回收罐。

所述搅拌装置包括搅拌主轴，所述搅拌主轴从设置在所述溶解釜顶部外侧的搅拌电机沿溶解釜的中心轴向所述溶解釜内部延伸；以所述搅拌主轴为轴心，从上至下设有所述气泡消除装置和搅拌桨；所述气泡消除装置的气泡消除浆的中心可在搅拌主轴上滑动且下方包括支撑所述气泡消除桨的浮标；

所述搅拌桨包括2-5级搅拌桨；优选地，所述搅拌桨为3级搅拌桨。

优选地，所述气泡消除浆上设置有若干根直径分布在0.25-2.5mm、长度分布在10-200mm的钢针；优选地，所述钢针排成一排或排成多排或交错排列，所述浮标由轻质耐腐蚀材料制成。

优选的所述加热管通过加热管支撑钢板盘装于所述溶解釜内部，所述加热管位于所述气泡消除浆下方。

所述喷淋装置包括穿过所述溶解釜壁面的喷淋液入口和设在所述溶解釜内部的喷淋组件；所述喷淋组件在气泡层上升速度大于5mm/s或气泡层高度大于设定高度时启动喷淋，在气泡层上升速度小于5mm/s或气泡层高度小于设定高度时停止喷淋。优选的设定高度为5-10mm。

所述搅拌气布风管与空压机连接的管路上还接有连通蒸汽入口的管路；所述搅拌气布风管设置在所述加热管下部，搅拌气布风管上设置有气孔；

优选地，所述搅拌气布风管上均匀设置有若干孔径分布在0.5-5mm，孔间距分布在10-100mm的气孔；所述气孔排成一排或排成多排或交错排列。

所述溶解釜上部设有人孔、溶解液入口、蒸发汽出口、测温口、气泡高度和料位测量孔；所述蒸发汽出口通过管道与所述溶剂冷凝器连接；

所述溶解釜中部设有加热介质入口、加热介质出口、温度计口；所述加热介质入口、加热介质出口分别与所述加热管两端连接；

所述溶解釜底部设有溶解液出口。

优选地，所述溶解釜外壁上对称设置有4个耳式支座。

一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的方法，包括以下步骤：

(1)溶解：将待分离的混合物水溶液和混合物固体投入溶解釜内；

向溶解釜内加入适量的水和/或通过蒸汽入口向溶解釜内加入适量水蒸汽；

通过加热管将溶解液加热，溶解混合物，形成溶解液；

(2)搅拌：启动搅拌装置，使搅拌桨转动；

启动空压机，使空气和/或蒸汽进入搅拌气布风管；

搅拌桨将溶解液与搅拌气布风管产生的空气和/或蒸汽混合产生气泡，气泡上升至溶解液表面，在溶解液表面产生气泡层；

(3)消除气泡层：通过气泡消除浆的旋转将溶解液表面产生的气泡打破消除；

测量溶解液表面气泡层的高度；

喷淋组件根据测量的气泡层高度自动开启或关闭，控制气泡层高度防止液泛；

(4)分离回收：蒸发的溶剂和气体经过管道进入回收装置，所述回收装置包括溶剂冷凝器、吸收塔和溶剂回收罐，

首先进入溶剂冷凝器冷凝；

吸收塔吸收冷凝器内的气体；

冷凝器内的溶剂经溶剂出口排入溶剂回收罐；

不断对溶解液采样进行检测，待溶解液浓度合格后由溶解液出口排出，完成溶剂和溶解液的分离。

本发明的技术效果如下：

本发明在溶解釜内部设置了搅拌桨，并通过搅拌气布风管向溶解釜内充入空气及蒸汽，在优选的多级搅拌桨的作用下，溶解液与空气及蒸汽充分混合，提升了溶剂的蒸发速率。

本发明通过材质优选为轻质耐腐蚀的浮标支撑气泡消除桨，浮标悬浮在溶解液液面处，使气泡消除浆始终悬浮在溶解液表面，由于气泡消除浆上分布有大量钢针，通过搅拌装置的带动，气泡消除浆旋转，将溶解液表面的气泡层打破消除，降低气泡数量，加速蒸发。

本发明在溶解釜顶部设置喷淋组件，喷淋组件根据溶解液表面气泡层的厚度自动启动或停止，防止因气泡层过厚产生的液泛现象。

本发明将搅拌气布风管设置在加热管底部，搅拌气布风管可进入空气以及蒸汽，由搅拌气布风管气孔流出的气体在溶解液中形成气泡并脱离气孔，气泡从加热管底部经加热管区域上升到液面，带动加热的溶解液的向上运动，并使溶解液在溶解釜内形成上下循环，加速传质和传热；从加热管底部上升的气泡流经加热管表面时可将加热管表面形成的气膜破坏，并一起上升到溶液表面，进一步促进了溶剂的蒸发。

本发明将溶解釜内蒸发的蒸汽导入溶剂冷凝器中，经冷凝器冷凝后，将气体和溶剂分离处理，气体被吸收塔吸入进行处理，溶剂被溶剂回收罐回收，将蒸汽进行两段处理，实现了无污染排放。

本发明的装置和方法，通过气体搅拌强化溶解液在溶解釜内的内循环和溶剂蒸发，强化传热传质，通过气泡消除桨强化溶解液表面的溶剂蒸发并降低气泡数量，通过自动喷淋防止液泛的发生，以上方式协同作用，解决了残留在混合物中的溶剂对混合物中成分溶解速度的影响，实现了残留溶剂的回收，可有效降低生产成本，实现无污染排放和绿色生产，实现了现有一般溶解分离技术所无法实现的含萃取剂的混合物料的快速溶解及残存在被分离物料中的萃取剂的高效回收，特别的适用于溶解在高浓度硫代硫酸钠和硫酸钠水溶液中甲醇或乙醇等溶剂的回收。

附图说明

图1为本发明实施例1装置的整体结构示意图；

图2为实施例1溶解釜内部结构示意图；

图3为实施例1溶解釜俯视图；

图4为实施例1搅拌气布风管结构俯视示意图；

图5为图4中I处的放大图；

图6为图4中A‐A的截面示意图；

图7为实施例1气泡消除桨管周边结构示意图；

图8为图7中I处的放大示意图；

附图标号：

1‐溶解釜；2‐加热介质入口；3‐耳式支座；4‐喷淋液入口；41‐喷淋组件；5‐搅拌装置；6‐气泡高度和料位测量孔；7‐气泡消除桨；71‐钢针；8‐浮标；9‐钢板固定角钢；10‐第三搅拌桨；101‐第二搅拌桨；102‐第一搅拌桨；11‐搅拌主轴；12‐加热管支撑钢板；13‐加热管；14‐搅拌气布风管；141‐气孔；15‐搅拌气入口；16‐溶解液出口；17‐加热介质出口；18‐温度计口；19‐蒸发汽出口；20‐人孔；21‐溶解液入口；22‐蒸汽入口；23‐空压机；24‐溶剂冷凝器；25‐吸收塔；26‐气体出口；27‐溶剂出口；28‐溶剂回收罐；29‐测温口。

具体实施方式

为了更清楚的理解该发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。

实施例1

如图1‐8所示，一种促进含残留溶剂混合物料溶解并回收溶剂的装置，包括由管路连接的溶解釜1和回收装置。溶解釜1包括搅拌装置5、喷淋装置、气泡消除装置、加热管13、搅拌气布风装置，回收装置包括溶剂冷凝器24、吸收塔25和溶剂回收罐28。

搅拌装置5包括搅拌主轴11，搅拌主轴11从设置在溶解釜1顶部外侧的搅拌电机沿溶解釜1的中心轴向溶解釜1内部延伸，搅拌主轴11为轴心，从上至下设有气泡消除装置和第三搅拌桨10、第二搅拌桨101、第一搅拌桨102。如图7‐8所示，气泡消除装置包括气泡消除桨7，所述气泡消除浆7的中心可在搅拌主轴11上滑动且下方包括支撑气泡消除桨7悬浮在溶解液表面的浮标8，气泡消除浆7上设置有若干根直径分布在0.25‐2.5mm、长度分布在10‐200mm的钢针71，钢针71排成一排或排成多排，浮标8由轻质耐腐蚀材料制成。加热管13通过加热管支撑钢板12盘装于溶解釜1内部，所述加热管支撑钢板通过钢板固定角钢9固定于溶解釜1的内壁上。喷淋装置安装于所述溶解釜1上部，包括穿过溶解釜1壁面的喷淋液入口4和设在溶解釜1内部的喷淋组件41，喷淋组件41根据溶解釜1内部气泡层的高度自动启动或停止。搅拌气布风装置包括空压机23、蒸汽入口22、穿过所述溶解釜1壁面的搅拌气入口15和设在所述溶解釜1内部的搅拌气布风管14，如图4‐6所示，搅拌气布风管14设置在加热管13底部，搅拌气布风管14上均匀设置有若干孔径分布在0.5‐5mm，孔间距分布在10‐100mm的气孔141，气孔141排成一排或排成多排或交错排列。所述溶解釜1上部设有人孔20、溶解液入口21、蒸发汽出口19、测温口29、气泡高度和料位测量孔6，蒸发汽出口19通过管道与溶剂冷凝器24连接，溶解釜1侧壁设有分别与加热管13两端连接的加热介质入口2、加热介质出口17，还设有温度计口18，溶解釜1底部设有溶解液出口16。溶解釜1外壁上对称设置有4个耳式支座3。

实施例2

根据上述实施例所述装置的一种实施方式为：

将含有乙醇溶剂的高浓度硫代硫酸钠和硫酸钠水溶液通过溶解液入口21注入溶解釜1内，将含有乙醇溶剂的高浓度硫代硫酸钠和硫酸钠固体混合物通过人孔20投入溶解釜1内，通过溶解液入20口向溶解釜内加入适量的水，使得溶解釜1内的溶解液高度达到气泡消除桨的最低位置(例如由第三搅拌桨10或加热管13位置决定)上方0‐200mm之间，通过加热管13将溶解液加热，使溶解液的温度控制在85‐98℃，启动搅拌装置5，使搅拌主轴11带动气泡消除浆7和第三搅拌桨10、第二搅拌桨101、第一搅拌桨102转动，启动空压机23并打开蒸汽入口22，使空气和蒸汽通过搅拌气入口15进入搅拌气布风管14，搅拌桨10、101、102将溶解液与搅拌气布风管14产生的空气和蒸汽混合产生气泡，气泡上升至溶解液表面并在溶解液表面产生气泡层，通过气泡消除浆7的旋转将溶解液表面产生的气泡打破消除，通过气泡高度和料位测量孔6测量溶解液表面气泡层的高度，当测量到的气泡层上升速度大于5mm/s，或气泡层高度超过设定高度(本实施例中气泡层设定高度为10mm)时，喷淋组件41自动开启喷淋，当测量到的气泡层上升速度小于5mm/s，或气泡层高度低于设定高度时，喷淋组件41自动停止喷淋，以防止液泛。蒸发的溶剂和气体经过管道进入溶剂冷凝器24冷凝，溶剂冷凝器24内气体经气体出口26进入吸收塔25，溶剂冷凝器24内的溶剂经溶剂出口27排入溶剂回收罐28，溶解液通过人孔20或溶解液出口16不断采样进行检测，待溶解液浓度合格后由溶解液出口16排出，完成溶剂和溶解液的分离。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的装置，其特征在于包括由管路连接的溶解釜和回收装置；

所述溶解釜包括搅拌装置、喷淋装置、气泡消除装置、加热管、搅拌气布风管；所述气泡消除装置包括气泡消除桨且悬浮在溶解液表面；所述喷淋装置安装于所述溶解釜上部；所述搅拌气布风管安装于所述溶解釜下部并连接空压机和蒸汽入口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述回收装置包括溶剂冷凝器，以及分别与溶剂冷凝器上部和下部连接的吸收塔和溶剂回收罐。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述搅拌装置包括搅拌主轴，所述搅拌主轴从溶解釜上部沿溶解釜的中心轴向所述溶解釜下部延伸；

以所述搅拌主轴为轴心，从上至下安装有所述气泡消除装置和搅拌桨；所述气泡消除装置的气泡消除浆的中心可在搅拌主轴上滑动且下方包括支撑所述气泡消除桨的浮标。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述气泡消除浆上设置有若干根直径分布在0.25-2.5mm、长度分布在10-200mm的钢针；所述钢针排成一排或排成多排或交错排列。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述加热管通过加热管支撑钢板盘装于所述溶解釜内部。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述喷淋装置在气泡层上升速度大于5mm/s或气泡层高度大于设定高度时启动喷淋，在气泡层上升速度小于5mm/s或气泡层高度小于设定高度时停止喷淋，所述设定高度为5-10mm。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述搅拌气布风管与空压机连接的管路上接有连通蒸汽入口的管路；

所述搅拌气布风管设置在所述加热管下部，搅拌气布风管上均匀设置有若干孔径分布在0.5-5mm，孔间距分布在10-100mm的气孔；所述气孔排成一排或排成多排或交错排列。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述溶解釜上部设有人孔、溶解液入口、蒸发汽出口、测温口、气泡高度和料位测量孔，所述蒸发汽出口通过管道与回收装置连接；

所述溶解釜中部设有温度计口；

所述溶解釜底部设有溶解液出口。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述溶解釜外壁上对称设置有4个耳式支座。

10.一种促进含残留溶剂的物料溶解并回收溶剂的方法，其特征在于采用权利要求1-9任一所述的装置，包括以下步骤：

(1)溶解：将待分离的混合物水溶液和/或混合物固体投入溶解釜内；

向溶解釜内加入水和/或通过蒸汽入口向溶解釜内加入水蒸汽；

利用加热管溶解混合物形成溶解液；

(2)搅拌：启动搅拌装置，使搅拌桨转动；

启动空压机，使空气和/或蒸汽进入搅拌气布风管；

搅拌装置将溶解液与搅拌气布风管产生的空气和/或蒸汽混合产生气泡，气泡上升至溶解液表面，在溶解液表面产生气泡层；

(3)消除气泡层：通过气泡消除浆的旋转将溶解液表面产生的气泡打破消除；

测量溶解液表面气泡层的高度；

喷淋组件根据测量的气泡层高度开启或关闭，控制气泡层高度防止液泛；

(4)分离回收：蒸发的溶剂和气体经过管道进入回收装置，所述回收装置包括溶剂冷凝器、吸收塔和溶剂回收罐，

首先进入溶剂冷凝器冷凝，冷凝器内的气体进入吸收塔，冷凝器内冷凝得到的溶剂经溶剂出口排入溶剂回收罐；

不断采样进行检测，待溶解液浓度合格后由溶解液出口排出，完成溶剂和溶解液的分离。