CN112624177B - 一种节能环保的组合循环生产线及生产方法 - Google Patents

一种节能环保的组合循环生产线及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能环保的组合循环生产线及生产方法,包括含铜酸性蚀刻液储罐、碱液储罐、氧氯化铜生产装置、氢氧化铜生产装置、湿品氧化铜生产装置;所述含铜酸性蚀刻液储罐通过管道与所述氧氯化铜生产装置连通;所述液碱储罐通过管道分别与所述氧氯化铜生产装置、氢氧化铜生产装置和湿品氧化铜生产装置连通;所述第一压滤机的排液口通过管道分别与第一反应釜和第二反应釜连通;所述第二压滤机的排液口通过管道与母液池连通。本发明一方面将上一级压滤母液及漂洗废水套用作为下一级产品的生产原料,减少了废水的排放量,降低了生产成本;另一方面将氧化铜的焙烧余热实现了多级利用,提高了能源的利用率。

Description

一种节能环保的组合循环生产线及生产方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域,特别是涉及一种节能环保组合循环生产线及生产方法。
背景技术
在化工生产领域,通常是每一种产品采用一套独立的生产线,比如碱式氯化铜,氢氧化铜、氧化铜等,均是采用独立的生产线按照生产流水线生产的过程中,将产生的漂洗废水、母液水等独立回收处理,产生的热能直接排放到大气中,影响气候环境。这种采用各个独立的生产线进行化工原料生产的方式无疑会产生大量的废水、热能,不仅需要消耗大量的水资源、能源,而且直接处理或排放还会花费较高的处理成本。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种节能环保的组合循环生产线及生产方法,能够将同类别产品的生产工艺组合,解决现有技术中采用独立生产线生产存在的上述问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种节能环保的组合循环生产线,其特征在于,包括:含铜酸性蚀刻液储罐、碱液储罐、氧氯化铜生产装置、氢氧化铜生产装置、湿品氧化铜生产装置;
其中,所述氧氯化铜生产装置包括结晶器和离心机;所述结晶器的卸料阀通过管道与所述离心机连通;
所述氢氧化铜生产装置包括第一反应釜和第一压滤机;所述第一反应釜的卸料阀通过管道与所述第一压滤机连通;
所述湿品氧化铜生产装置包括第二反应釜和第二压滤机;所述第二反应釜的卸料阀通过管道与所述第二压滤机连通;
所述含铜酸性蚀刻液储罐通过管道与所述结晶器连通;所述液碱储罐通过管道分别与所述结晶器、第一反应釜和第二反应釜连通;
所述氧氯化铜生产装置产生的氧氯化铜作为第一反应釜生产氢氧化铜以及第二反应釜生产湿品氧化铜的原料;
所述第一压滤机的排液口通过管道分别与所述第一反应釜和所述第二反应釜连通;所述第二压滤机的排液口通过管道与母液池连通。
在本发明一个较佳实施例中,所述生产线还包括湿品氧化铜干燥焙烧装置、组合换热器和氢氧化铜干燥器;所述湿品氧化铜干燥焙烧装置产生的焙烧热气在引风机的作用下通过管道依次流经所述组合换热器和氢氧化铜干燥器,最终收集到废气筒中。
在本发明一个较佳实施例中,所述湿品氧化铜干燥焙烧装置包括回转窑旋转球磨器和燃烧氧化装置;所述回转窑旋转球磨器的出料口与所述燃烧氧化装置的燃烧氧化室连通,所述燃烧氧化装置的焙烧热气出口通过管道与所述回转窑旋转球磨器的壳层连通。
在本发明一个较佳实施例中,所述生产线还包括冷凝液收集罐;所述组合换热器的冷却液出口通过冷凝水管与所述冷凝液收集罐连通,所述冷凝液收集罐的出口通过管道与所述结晶器的进液口连通。
在本发明一个较佳实施例中,所述氧氯化铜生产装置还包括积水槽和母液过滤压滤机;所述积水槽的进液口与所述离心机的出液口连接;所述积水槽的出液口与所述母液过滤压滤机的进液口连通;所述母液过滤压滤机的出液口与所述母液池连通。
在本发明一个较佳实施例中,所述氧氯化铜生产装置还包括pH值调控装置;所述pH值调控装置包括pH计、流量比例调节阀、pH值比例调节阀、出样管和PLC控制器;所述出样管与所述结晶器连通,所述pH计测量安装在所述出样管上,用于测量出样管内液体的pH值;所述流量比例调节阀安装在所述含铜酸性蚀刻液储罐与所述结晶器之间的管道上;所述pH值比例调节阀安装在所述液碱储罐与所述结晶器之间的管道上;所述pH计、流量比例调节阀和pH值比例调节阀分别与所述PLC控制器连接。
在本发明一个较佳实施例中,所述pH值比例调控装置还包括搅拌桶,所述搅拌桶与所述出样管连通,所述搅拌桶的卸料阀通过管道与所述母液过滤压滤机的进液口连通。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种节能环保的组合循环生产方法,采用上述任一项所述的生产线,包括如下步骤:
(1)生产氧氯化铜:启动所述结晶器,在所述pH值比例调整装置的调控下,使所述含铜酸性蚀刻液储罐中的蚀刻液和液碱储罐中的液碱通过管道输送到所述结晶器内,在搅拌作用、加热作用下生成氧氯化铜溶液,再将所述结晶器内的氧氯化铜溶液输送到所述离心机内离心分离,得到氧氯化铜;离心后的液体引入到所述母液过滤机内过滤得到氧氯化铜;
(2)生产氢氧化铜:将步骤(1)中得到的所述氧氯化铜和液碱储罐内的液碱加入到所述第一反应釜中,在搅拌状态控控制所述第一反应釜内的溶液pH值在9~10.5之间,使氧氯化铜全部转化成氢氧化铜,再将所述第一反应器内的溶液引入到所述第一压滤机内压滤,得到氢氧化铜,滤液及洗涤液分别流入所述第一反应釜和第二反应釜中;
(3)生产湿品氧化铜:启动并加热所述第二反应釜内的氢氧化铜生产滤液及洗涤液,并加入步骤(1)中得到的所述氧氯化铜,加热搅拌使氧氯化铜全部转化成氧化铜,再将所述第二反应器内的溶液引入到所述第二压滤机内压滤,得到湿品氧化铜,滤液及洗涤液分别流入所述母液池;
(4)湿品氧化铜和氢氧化铜的干燥处理:将步骤(2)中得到的氢氧化铜和步骤(3)中得到的湿品氧化铜分别加入到所述氢氧化铜干燥器和湿品氧化铜干燥焙烧装置内进行干燥处理,得到干燥的成品氢氧化铜和氧化铜。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤(1)中,所述pH值比例调整装置的调控方法为:在PLC控制器内设定反应液的pH值和含铜酸性蚀刻液的流量,通过所述流量比例调节阀调节所述含铜酸性蚀刻液的进液量,通过所述pH计实测的pH值调控所述pH值比例调节阀的开度,从而调节液碱的进液量,从而调控所述结晶器内的反应液pH值稳定在设定值。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤(3)中,所述加热的温度为90~95℃。
本发明的有益效果是:本发明一种利用含铜酸性蚀刻液生产同类别产品的节能环保的组合循环生产线及生产方法,将独立的氧氯化铜生产线、氢氧化铜生产线和湿品氧化铜生产线按照生产工艺的工程进行有效结合,一方面使原本独立生产线所产生的压滤母液及漂洗废水套用作为下一个产品的生产原料,有效减少了废水的排放量,节约污水治理成本,也降低了生产成本,实现安全、环保的生产;另一方面将氧化铜的焙烧余热实现了多级利用,提高了能源的利用率,有效节约能源。
附图说明
图1是本发明一种节能环保的组合循环生产线的立体结构示意图;
附图中各部件的标记如下:1.含铜酸性蚀刻液储罐,2.碱液储罐,3.组合换热器,4.氢氧化铜干燥器,5.冷凝液收集罐,6.虹吸泵组,7.引风机,8.废气筒,9.母液池,10.结晶器,11.离心机,12.积水槽,13.母液过滤压滤机,14.第一反应釜,15.第一压滤机,16.第二反应釜,17.第二压滤机,18.pH计,19.流量比例调节阀,20.pH值比例调节阀,21.出样管,22.搅拌桶,23.回转窑旋转球磨器,24.燃烧氧化装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1,本发明实施例包括:
实施例1
本发明揭示了一种利用含铜酸性蚀刻液生产同类别产品的节能环保组合生产线,所述同类别产品包括氧氯化铜、氢氧化铜、湿品氧化铜及干燥后的成品氧化铜。
所述生产线具体包括:含铜酸性蚀刻液储罐1、碱液储罐2、氧氯化铜生产装置、氢氧化铜生产装置、湿品氧化铜生产装置、湿品氧化铜干燥焙烧装置、组合换热器3、氢氧化铜干燥器4、冷凝液收集罐5、引风机7、废气筒8、母液池9;
其中,所述氧氯化铜生产装置包括结晶器10、离心机11、积水槽12和母液过滤压滤机13;所述结晶器10底部的卸料阀通过管道与所述离心机11连通,所述离心机11的出液口与所述积水槽12连通,所述积水槽12的出液口与所述母液过滤压滤机13的进液口连通;所述母液过滤压滤机13的出液口与所述母液池9连通。所述结晶器10与所述离心机11之间的管道上安装有虹吸泵组6。
所述氢氧化铜生产装置包括第一反应釜14和第一压滤机15;所述第一反应釜14底部的卸料阀通过管道与所述第一压滤机15连通;所述湿品氧化铜生产装置包括第二反应釜16和第二压滤机17;所述第二反应釜16底部的卸料阀通过管道与所述第二压滤机17连通。
所述含铜酸性蚀刻液储罐1通过管道与所述结晶器10连通;所述液碱储罐2通过管道分别与所述结晶器10、第一反应釜14和第二反应釜16连通;所述第一压滤机15的排液口通过管道分别与所述第一反应釜14和所述第二反应釜16连通,将氢氧化铜压滤后的压滤液和氢氧化铜滤饼的洗涤废水分别输送到所述第一反应釜14和第二反应釜16 内。所述第二压滤机17的排液口通过管道与所述母液池9连通,将湿品氧化铜压滤后的压滤液和湿品氢氧化铜滤饼的洗涤废水输送到母液池9暂存。
其中,所述氧氯化铜生产装置还包括pH值调控装置。所述pH值调控装置包括pH计18、流量比例调节阀19、pH值比例调节阀20、出样管21、PLC控制器和搅拌桶22;所述出样管21的一端与所述结晶器10连通,其另一端与所述搅拌桶22连通,用于将结晶器10内的反应液引出并测量反应液的pH值;所述pH计18测量安装在所述出样管21上,用于测量出样管21内溶液的pH值,即为结晶器10内溶液的pH值;所述流量比例调节阀19安装在所述含铜酸性蚀刻液储罐1与所述结晶器10之间的管道上,用于调控含铜酸性蚀刻液进入结晶器10的流量;所述pH值比例调节阀20安装在所述液碱储罐2与所述结晶器10之间的管道上,用于调控液碱流入结晶器10内的流量;所述pH计18、流量比例调节阀19和pH值比例调节阀20分别与所述PLC控制器连接;所述搅拌桶22底部的卸料阀通过管道与所述母液过滤压滤机13的进液口连通。
所述湿品氧化铜干燥焙烧装置包括回转窑旋转球磨器23和燃烧氧化装置24;所述回转窑旋转球磨器23的出料口与所述燃烧氧化装置24的燃烧氧化室连通,所述燃烧氧化装置24的焙烧热气出口通过管道依次与所述回转窑旋转球磨器23的壳层、所述组合换热器3的管层和所述氢氧化铜干燥器4的壳层连通,所述氢氧化铜干燥器4的壳层出气口通过管道与所述引风机7和废气筒8连通。燃烧氧化装置24内产生的焙烧热气通过其出气口沿着管道依次流经所述回转窑旋转球磨器23、组合换热器3、氢氧化铜干燥器4,在引风机7的作用下最终排放到废气筒8内。在此过程中,焙烧热气分别给回转窑旋转球磨机内的湿品氧化铜加热,通过组合换热器3的壳层内的其他生产用水加热,最后通过氢氧化铜干燥器4来干燥氢氧化铜,实现了热能的多级、充分利用,有效提高了热能的利用率。在该过程所产生的全部的冷凝液通过冷凝水管道进入所述冷凝液收集罐5中,所述冷凝液收集罐5的底部通过管道与所述结晶器10的进液口连通,实现冷凝液的回用,提高了水资源的利用率,解决水资源。
上述结晶器10、第一反应釜14和第二反应釜16还分别与自来水连通。
实施例2
本发明揭示了一种利用含铜酸性蚀刻液生产同类别产品(氢氧化铜、湿品氧化铜和干燥氧化铜)的节能环保的组合生产方法,具体包括生产中间原料氧氯化铜、生产氢氧化铜、正常湿品氧化铜和生产干燥的氧化铜,具体生产工艺如下:
(1)生产中间原料氧氯化铜:所述结晶器10内含有70%体积容量的冷凝液和/或离心机母液(首次开机为自来水),打开结晶器10上的蒸汽阀和搅拌装置,使热蒸汽进入结晶器10内并加热自来水或离心机母液至60~65℃,维持在此温度下,启动虹吸泵组6,使含铜酸性蚀刻液储罐1中的含铜酸性蚀刻液通过管道流入到结晶器10内,同时打开液碱储罐2上的开关阀,使液碱输入到结晶器10内,具体含铜酸性蚀刻液和液碱的加入量通过所述pH值调控装置来智能化控制,具体方法为:
(1.1)设定含铜酸性蚀刻液的流入量为3t/h,PLC控制器调控流量比例调节阀的开度,使含铜酸性蚀刻液定量输入到结晶器10内;
(1.2)设定合成器内的反应液pH值为4.8,通过pH计18检测流出到出样管21内溶液的pH值即为结晶器10内反应液的pH值,PLC控制器根据该检测值调控pH值调节阀的开度,从而调控液碱的输入量,以保证结晶器10内的反应液pH值恒定,使结晶器内生成氧氯化铜;
当结晶器10内的液位达到85%液位时,打开结晶器10底部的卸料阀,通过浆液泵将结晶器10内的反应液输送到离心机11内进行离心处理,得到中间原料氧氯化铜,氧氯化铜可作为后续制备氢氧化铜和湿品氧化铜的而原料;离心后的母液及洗涤液流入至积水槽暂存,并最终转移到母液过滤压滤机13内进行压滤,滤饼洗涤后得到中间原料氧氯化铜备用,压滤液及清洗液流入母液池暂存;另外,为了检测结晶器10内的反应液的pH值而通过出样管21进入到搅拌桶22内的部分反应液在达到搅拌桶22液位的85%时也输送到母液过滤压滤机13内进行压滤,防止该部分反应液直接排放污染环境、浪费资源;
(2)生产氢氧化铜:第一反应釜内含有占有其体积60%的氢氧化铜压滤母液或漂洗水(首次生产为自来水),开启第一反应釜的搅拌装置,向其中加入步骤(1)中得到的氧氯化铜,搅拌状态下向其中加入液碱使第一反应釜内的溶液pH值达到9~10.5,继续搅拌使氧氯化铜全部转化为氢氧化铜;开启第一搅拌釜底部的卸料阀使溶液被泵入到第一压滤机内进行压滤,滤饼用清水洗涤后得到氢氧化铜,放入到氢氧化铜干燥器4(为低温无尘干燥器)内在60~65℃下干燥得到成品氢氧化铜;压滤母液及漂洗液部分回流至第一反应釜,部分流入到第二反应釜;
(3)生产湿品氧化铜:启动第二反应釜的搅拌装置和蒸汽阀,使第二反应釜内的氢氧化铜压滤母液及漂洗液的温度升温至90~95℃;然后向其中加入步骤(1)中生产的氧氯化铜,在加热搅拌的条件下使氧氯化铜全部转化成氧化铜,然后打开第二反应釜底部的开关阀,将其内的氧化铜溶液泵入到第二压滤机内,经压滤处理、滤饼洗涤,得到湿品氧化铜,压滤母液及洗涤液流入到母液池暂存;
(4)制备成品氧化铜:将步骤(3)中制得的湿品氧化铜加入到回转窑旋转球磨器内进行预干燥,烘干后在回转窑旋转球磨器的反转作用下进入到燃烧氧化装置内,通过焙烧氧化,生成成品氧化铜,该过程中产生的焙烧热气在引风机的作用下,先进入回转窑球磨器壳层,用于给回转窑球磨器内的湿品氧化铜干燥,然后再引入到组合换热器(即为玻璃冷凝组合器)的管层,用于给玻璃冷凝组合器壳层内的生产性用水加温,最后引入氢氧化铜干燥器(为无尘干燥器)壳层内,在60~65℃下给氢氧化铜加热,最后在引风机的作用下排至废气筒中经处理后排放;在该过程中,产生的冷凝水经冷凝水管道收集于冷凝水收集罐内,并最终通过管道在输送泵的作用下送至结晶器内回用,实现了水资源的回收再利用。
本发明一种利用含铜酸性蚀刻液生产同类别产品的节能环保的组合生产线及生产方法,具有如下优点:
1、将独立的氧氯化铜生产线、氢氧化铜生产线和湿品氧化铜生产线按照生产工艺的工程进行有效结合,使原本独立生产线所产生的压滤母液及漂洗废水套用作为下一个产品的生产原料,有效减少了废水的排放量,节约污水治理成本,也降低了生产成本,实现安全、环保的生产;
2、通过湿品氧化铜干燥装置、组合换热器和氢氧化铜干燥器的连接设计,使氧化铜的焙烧余热实现了多级利用,即作为本工艺中湿品氧化铜和氢氧化铜干燥的热源,又用作其他产品的生产性用水加热,提高了能源的利用率。有效节约能源;
3、通过pH调整装置的设计,能够根据设定的反应液终点pH值自动调控含铜酸性蚀刻液和液碱的加入量,实现了自动化智能控制生产。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种节能环保的组合循环生产线,其特征在于,包括:含铜酸性蚀刻液储罐、碱液储罐、氧氯化铜生产装置、氢氧化铜生产装置、湿品氧化铜生产装置;
其中,所述氧氯化铜生产装置包括结晶器和离心机;所述结晶器的卸料阀通过管道与所述离心机连通;
所述氢氧化铜生产装置包括第一反应釜和第一压滤机;所述第一反应釜的卸料阀通过管道与所述第一压滤机连通;
所述湿品氧化铜生产装置包括第二反应釜和第二压滤机;所述第二反应釜的卸料阀通过管道与所述第二压滤机连通;
所述含铜酸性蚀刻液储罐通过管道与所述结晶器连通;所述碱液储罐通过管道分别与所述结晶器、第一反应釜和第二反应釜连通;
所述氧氯化铜生产装置产生的氧氯化铜作为第一反应釜生产氢氧化铜以及第二反应釜生产湿品氧化铜的原料;所述氧氯化铜生产装置还包括pH值调控装置;所述pH值调控装置包括pH计、流量比例调节阀、pH值比例调节阀、出样管和PLC 控制器;所述出样管与所述结晶器连通,所述pH计安装在所述出样管上,用于测量出样管内液体的pH值;所述流量比例调节阀安装在所述含铜酸性蚀刻液储罐与所述结晶器之间的管道上;所述pH值比例调节阀安装在所述碱液储罐与所述结晶器之间的管道上;所述pH计、流量比例调节阀和pH值比例调节阀分别与所述PLC控制器连接;
所述第一压滤机的排液口通过管道分别与所述第一反应釜和所述第二反应釜连通;所述第二压滤机的排液口通过管道与母液池连通;
所述生产线还包括湿品氧化铜干燥焙烧装置、组合换热器和氢氧化铜干燥器;所述湿品氧化铜干燥焙烧装置产生的焙烧热气在引风机的作用下通过管道依次流经所述组合换热器和氢氧化铜干燥器,最终收集到废气筒中;所述湿品氧化铜干燥焙烧装置包括回转窑旋转球磨器和燃烧氧化装置;所述回转窑旋转球磨器的出料口与所述燃烧氧化装置的燃烧氧化室连通,所述燃烧氧化装置的焙烧热气出口通过管道与所述回转窑旋转球磨器的壳层连通;
所述生产线还包括冷凝液收集罐;所述组合换热器的冷却液出口通过冷凝水管与所述冷凝液收集罐连通,所述冷凝液收集罐的出口通过管道与所述结晶器的进液口连通。
2.根据权利要求 1 所述一种节能环保的组合循环生产线,其特征在于,所述氧氯化铜生产装置还包括积水槽和母液过滤压滤机;所述积水槽的进液口与所述离心机的出液口连接;所述积水槽的出液口与所述母液过滤压滤机的进液口连通;所述母液过滤压滤机的出液口与所述母液池连通。
3.根据权利要求2所述一种节能环保的组合循环生产线,其特征在于,所述pH值调控装置还包括搅拌桶,所述搅拌桶与所述出样管连通,所述搅拌桶的卸料阀通过管道与所述母液过滤压滤机的进液口连通。
4.一种节能环保的组合循环生产方法,其特征在于,采用权利要求 1-3任一项所述的生产线,包括如下步骤:
(1)生产氧氯化铜:启动所述结晶器,在所述 pH 值调控装置的调控下,使所述含铜酸性蚀刻液储罐中的蚀刻液和碱液储罐中的液碱通过管道输送到所述结晶器内,在搅拌作用、加热作用下生成氧氯化铜溶液,再将所述结晶器内的氧氯化铜溶液输送到所述离心机内离心分离,得到氧氯化铜;离心后的液体引入到所述母液过滤机内过滤得到氧氯化铜;
(2)生产氢氧化铜:将步骤(1)中得到的所述氧氯化铜和碱液储罐内的液碱加入到所述第一反应釜中,在搅拌状态控制所述第一反应釜内的溶液 pH 值在9~10.5之间,使氧氯化铜全部转化成氢氧化铜,再将所述第一反应釜内的溶液引入到所述第一压滤机内压滤,得到氢氧化铜,滤液及洗涤液分别流入所述第一反应釜和第二反应釜中;
(3)生产湿品氧化铜:启动并加热所述第二反应釜内的氢氧化铜生产滤液及洗涤液,并加入步骤(1)中得到的所述氧氯化铜,加热搅拌使氧氯化铜全部转化成氧化铜,再将所述第二反应釜内的溶液引入到所述第二压滤机内压滤,得到湿品氧化铜,滤液及洗涤液流入所述母液池;
(4)湿品氧化铜和氢氧化铜的干燥处理:将步骤(2)中得到的氢氧化铜和步骤(3)中得到的湿品氧化铜分别加入到所述氢氧化铜干燥器和湿品氧化铜干燥焙烧装置内进行干燥处理,得到干燥的成品氢氧化铜和氧化铜。
5.根据权利要求4所述的一种节能环保的组合循环生产方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述 pH 值调控装置的调控方法为:在PLC 控制器内设定反应液的pH值和含铜酸性蚀刻液的流量,通过所述流量比例调节阀调节所述含铜酸性蚀刻液的进液量,通过所述pH计实测的pH值调控所述pH值比例调节阀的开度,从而调节液碱的进液量,从而调控所述结晶器内的反应液pH值稳定在设定值。
6.根据权利要求4所述的一种节能环保的组合循环生产方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述加热的温度为 90~95℃。
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