CN113030380B - 一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置，包括料斗、运输轨道、溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机，所述溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机之间均通过连接管连通；还提出了一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的方法，具体步骤为：S1、混合过程S2、离心过程：S3、压滤过程。本发明结构合理，通过本方法可将危险废物硫酸与硫酸钡的混合物转化为副产品，消除了环保中危废的隐患，优化废物中的混合物，并将混合物内的剩余可利用物质通过环保的方式提取出来，充分利用废物，防止废物污染的同时，可生产有益产物，体现现代化工业中环保与可循环的生产方式。

Description

一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法

技术领域

本发明涉及三氟甲磺酸生产技术领域，尤其涉及一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法。

背景技术

三氟甲磺酸是一种已知的最强有机酸之一，是万能的合成工具。三氟甲磺酸对氧化还原反应也及其稳定，其原因在于含有三氟甲磺酸根离子，三氟甲磺酸根的独特性质在于它具有极强的热力学及化学稳定性，即使在强亲核试剂的存在下也不会游离氟离子，这种性质使得三氟甲磺酸在有机化学反应领域发挥着重要的作用。正由于三氟甲磺酸得特殊功能性，使其被广泛的应用于塑料工业、燃料工业、制药工业、制糖工业，以及除草剂、生长调节剂、维生素等的合成，此外，三氟甲磺酸也可作为聚合、酯化、凝聚、脱水等反应的催化剂。

三氟甲磺酸生产中所使用的硫酸在转换后变为硫酸钡及硫酸的混合物，若不加以处理，则会变为危险废物，污染环境，本发明通过水洗中和等方式，将原有危险废物转化为副产品，具有环保及经济价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置，包括料斗、运输轨道、溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机，溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机之间均通过连接管连通，连通管上设有控制阀，溶解罐、离心器、中和罐的侧壁上均固定连接有PH检测仪；料斗上设有连接架，连接架滑动连接在运输轨道上。

进一步的，运输溶解罐的下端面固定连接有支撑底座，支撑底座内设有传动腔，传动腔内固定连接有第一传动电机，第一传动电机带动溶解罐内的搅拌器转动。

进一步的，溶解罐的侧壁上固定连接有预热板，溶解罐的上端面设有盖板，盖板的上端面固定连接有提升块，提升块上转动连接有连接杆，连接杆上的设有用于实现盖板开合的连杆机构。

进一步的，所述连杆机构包括固定连接在溶解罐上端面的支撑杆，支撑杆转动连接连接杆，连接杆的末端固定连接有固定尾座，固定尾座上转动连接有连接头，连接头上固定连接有伸缩杆，伸缩杆的侧壁上固定连接有固定架，伸缩杆转动连接在扳管上。

进一步的，溶解罐的侧壁上还固定连接有连接底座，连接底座上转动连接有扳管，扳管上设有用于实现盖板开启后固定的滑杆机构，所述滑杆机构包括设置在扳管上的U形槽，扳管内滑动连接有滑动管，滑动管上固定连接有固定杆。

进一步的，溶解罐的侧壁上固定连接有安装板，安装板上固定连接有第二传动电机与固定轴座，第二传动电机的输出轴贯穿转动连接扳管，支撑底座的侧壁上设有卡接槽，扳管滑动卡接在卡接槽内。

进一步的，离心器内转动连接有离心罐，离心器内设有用于实现液体分批注入的注料机构。

进一步的，所述注料机构包括固定连接在离心器内侧壁上的过渡环，过渡环内转动连接有离心罐，离心器的上端面固定连接有第三传动电机，第三传动电机的输出轴下端面固定连接有转动轴，转动轴的下端面固定连接离心罐，过渡环与离心罐上均设有进水槽。

本发明还提出了一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的方法，包括以下步骤：

S1、送料：抓斗从硫酸钡暂料斗内抓取硫酸钡物料，第二传动电机驱动连接底座上的扳管的转动，带动伸缩杆转动进而带动固定尾座与连接杆的转动，从而使提升块与盖板转动开启，便捷抓斗将硫酸钡投入溶解罐内；

S2、溶解：在溶解罐罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中；传动腔内的第一传动电机带动溶解罐内的搅拌器转动实现对硫酸钡与清水在溶解罐内的搅拌混合与溶解，利用PH检测仪对溶解罐内的硫酸钡溶液PH值检测；

S3、溶解罐取料：硫酸钡溶解罐内的硫酸钡静置沉淀后将上清液转移至中和罐内进行后续处理，随后向硫酸钡溶解罐继续加入清水，再次洗涤，直至罐内水pH＞5；

S4、离心分离：将硫酸钡及水一起进入离心器内离心分离，通过第三传动电机驱动转动轴带动离心罐的转动离心，通过连接管将硫酸钡混合液体注入离心罐内；

S5、中和物料：向中和罐内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S6、压滤：中和后的物料进入板框压滤机，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐继续溶解硫酸钡。

一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的方法，具体步骤如下：

S1、送料：抓斗从硫酸钡暂料斗内抓取硫酸钡物料，运送至硫酸钡溶解罐；

S2、溶解：在溶解罐罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中，溶解后溶液转移至离心器；

S3、离心分离：向离心器内持续加入清水进行洗涤，直至出水pH＞5,硫酸钡作为副产品，离心器出水进入中和罐内；

S4、中和物料：向中和罐内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S5、压滤：中和后的物料进入板框压滤机，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐及离心器继续溶解硫酸钡。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、通过本方法可将危险废物硫酸与硫酸钡的混合物转化为副产品，消除了环保中危废的隐患，优化废物中的混合物，并将混合物内的剩余可利用物质通过环保的方式提取出来，充分利用废物，防止废物污染的同时，可生产有益产物，体现现代化工业中环保与可循环的生产方式。

2、通过本方法可将原有需要花钱处理的危险废物转化为副产品，同时该方法在使用过程中，不会生产进一步的有害物质，实现对废物重复利用的同时，生产出具有一定的经济效益的产品。

附图说明

图1为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的工艺流程结构示意图；

图2为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的溶解罐开盖结构示意图；

图3为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的盖板开启状态示意图；

图4为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的第二传动电机结构示意图；

图5为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的离心器主视结构示意图；

图6为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的离心器内部结构示意图；

图7为本发明提出的一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置及方法的离心罐俯视剖面结构示意图。

图中：1支撑底座、2溶解罐、3盖板、4支撑杆、5伸缩杆、6固定架、7固定尾座、8传动腔、9提升块、10连接杆、11扳管、12连接头、13滑动管、14固定杆、15U形槽、16第一传动电机、17安装板、18第二传动电机、19固定轴座、20连接底座、21进水槽、22卡接槽、23预热板、24PH检测仪、25料斗、26抓斗、27连接架、28运输轨道、29离心器、30中和罐、31板框压滤机、32第三传动电机、33离心罐、34过渡环、35转动轴、36控制阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1-7，一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置，包括料斗25、运输轨道28、溶解罐2、离心器29、中和罐30以及板框压滤机31，溶解罐2、离心器29、中和罐30以及板框压滤机31之间均通过连接管连通，连通管上设有控制阀36，溶解罐2、离心器29、中和罐30的侧壁上均固定连接有PH检测仪24。

料斗25上设有连接架27，连接架27滑动连接在运输轨道28上。

运输溶解罐2的下端面固定连接有支撑底座1，溶解罐2的侧壁上固定连接有预热板23，溶解罐2的上端面设有盖板3，盖板3的上端面固定连接有提升块9，提升块9上转动连接有连接杆10，连接杆10上的设有用于实现盖板3开合的连杆机构。其中，连杆机构包括固定连接在溶解罐2上端面的支撑杆4，支撑杆4转动连接连接杆10，连接杆10的末端固定连接有固定尾座7，固定尾座7上转动连接有连接头12，连接头12上固定连接有伸缩杆5，伸缩杆5的侧壁上固定连接有固定架6，伸缩杆5转动连接在扳管11上。

溶解罐2的侧壁上还固定连接有连接底座20，连接底座20上转动连接有扳管11，扳管11上设有用于实现盖板3开启后固定的滑杆机构。滑杆机构包括设置在扳管11上的U形槽15，扳管11内滑动连接有滑动管13，滑动管13上固定连接有固定杆14。

支撑底座1内设有传动腔8，传动腔8内固定连接有第一传动电机16，第一传动电机16带动溶解罐2内的搅拌器转动；溶解罐2的侧壁上固定连接有安装板17，安装板17上固定连接有第二传动电机18与固定轴座19，第二传动电机18的输出轴贯穿转动连接扳管11，支撑底座1的侧壁上设有卡接槽22，扳管11滑动卡接在卡接槽22内。

离心器29内转动连接有离心罐33，离心器29内设有用于实现液体分批注入的注料机构。注料机构包括固定连接在离心器29内侧壁上的过渡环34，过渡环34内转动连接有离心罐33，离心器29的上端面固定连接有第三传动电机32，第三传动电机32的输出轴下端面固定连接有转动轴35，转动轴35，转动轴35的下端面固定连接离心罐33，过渡环34与离心罐33上均设有进水槽21，离心过程中，通过第三传动电机32驱动转动轴35带动离心罐33的转动离心，通过连接管将硫酸钡混合液体注入离心罐33内，此过程中离心罐33在转动过程中，过渡环34与离心罐33上的两个进水槽21间断连通，实现硫酸钡溶液的间断加入实现对溶液的持续离心，最终通过板框压滤机31实现对碳酸钙，清水以及硫酸钡的分离处理。

本发明还提出了一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的方法：

S1、送料：抓斗26从硫酸钡暂料斗25内抓取硫酸钡物料，运送至硫酸钡溶解罐2；在送料过程中，第二传动电机18驱动连接底座20上的扳管11的转动，带动伸缩杆5转动进而带动固定尾座7与连接杆10的转动，从而使提升块9与盖板3转动开启，便捷抓斗26将硫酸钡投入溶解罐2内；

S2、溶解：在溶解罐2罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中；传动腔8内的第一传动电机16带动溶解罐2内的搅拌器转动实现对硫酸钡与清水在溶解罐2内的搅拌混合与溶解，利用PH检测仪24对溶解罐2内的硫酸钡溶液PH值检测；

S3、溶解罐取料：硫酸钡溶解罐2内的硫酸钡静置沉淀后将上清液转移至中和罐30内进行后续处理，随后向硫酸钡溶解罐2内继续加入清水，再次洗涤，直至罐内水pH＞5；

S4、离心分离：将硫酸钡及水一起进入离心器29内离心分离，硫酸钡作为副产品，清水进入清水罐，离心过程中，通过第三传动电机32驱动转动轴35带动离心罐33的转动离心，通过连接管将硫酸钡混合液体注入离心罐33内，此过程中离心罐33在转动过程中，过渡环34与离心罐33上的两个进水槽21间断连通，实现硫酸钡溶液的间断加入实现对溶液的持续离心；

S5、中和物料：向中和罐30内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S6、压滤：中和后的物料进入板框压滤机31，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐2继续溶解硫酸钡。

也可以采用第二工艺路线，具体步骤如下：

S1、送料：抓斗26从硫酸钡暂料斗25内抓取硫酸钡物料，运送至硫酸钡溶解罐2；

S2、溶解：在溶解罐2罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中，溶解后溶液转移至离心器29；

S3、离心分离：向向离心器29内持续加入清水进行洗涤，直至出水pH＞5,硫酸钡作为副产品，离心器29出水进入中和罐内；

S4、中和物料：向中和罐30内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S5、压滤：中和后的物料进入板框压滤机31，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐2及离心器29继续溶解硫酸钡。

工作原理为：混合过程中，驱动第二传动电机18带动连接底座20上的扳管11的转动，带动伸缩杆5驱动固定尾座7与连接杆10的转动，在提升块9与盖板3之间的转动连接，促使盖板3的开启与转动，便捷抓斗26将硫酸钡投入溶解罐2内，传动腔8内的第一传动电机16带动溶解罐2内的搅拌器实现对硫酸钡与清水在溶解罐2内的搅拌混合与溶解，利用PH检测仪24对溶解罐2内的硫酸钡溶液PH值测量与检测，离心过程中，硫酸钡溶解罐2内的硫酸钡静置沉淀后将上清液转移至中和罐30内，向硫酸钡溶解罐2内继续加入清水，再次洗涤，直至罐内水pH＞5,将硫酸钡及水一起进入离心器29内离心分离，硫酸钡作为副产品，清水进入清水罐，离心过程中，通过第三传动电机32驱动转动轴35带动离心罐33的转动离心，通过连接管将硫酸钡混合液体注入离心罐33内，此过程中离心罐33在转动过程中，过渡环34与离心罐33上的两个进水槽21间断连通，实现硫酸钡溶液的间断加入实现对溶液的持续离心，最终通过板框压滤机31实现对碳酸钙，清水以及硫酸钡的分离处理。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从三氟甲磺酸生产中副产硫酸钡的装置，其特征在于：该装置包括料斗、运输轨道、溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机，溶解罐、离心器、中和罐以及板框压滤机之间均通过连接管连通，连通管上设有控制阀，溶解罐、离心器、中和罐的侧壁上均固定连接有pH检测仪；料斗上设有连接架，连接架滑动连接在运输轨道上；

溶解罐的侧壁上固定连接有预热板，溶解罐的上端面设有盖板，盖板的上端面固定连接有提升块，提升块上转动连接有连接杆，连接杆上的设有用于实现盖板开合的连杆机构；

所述连杆机构包括固定连接在溶解罐上端面的支撑杆，支撑杆转动连接连接杆，连接杆的末端固定连接有固定尾座，固定尾座上转动连接有连接头，连接头上固定连接有伸缩杆，伸缩杆的侧壁上固定连接有固定架，伸缩杆转动连接在扳管中部某一位置上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：溶解罐的下端面固定连接有支撑底座，支撑底座内设有传动腔，传动腔内固定连接有第一传动电机，第一传动电机带动溶解罐内的搅拌器转动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：溶解罐的侧壁上还固定连接有连接底座，连接底座上转动连接有扳管，扳管上设有用于实现盖板关闭后固定的滑杆机构，所述滑杆机构包括设置在扳管上的U形槽，扳管内滑动连接有滑动管，滑动管上固定连接有固定杆。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：溶解罐的侧壁上固定连接有安装板，安装板上固定连接有第二传动电机与固定轴座，第二传动电机的输出轴贯穿固定连接扳管，支撑底座的侧壁上设有卡接槽，扳管滑动卡接在卡接槽内。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：离心器内转动连接有离心罐，离心器内设有用于实现液体分批注入的注料机构。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述注料机构包括固定连接在离心器内侧壁上的过渡环，过渡环内转动连接有离心罐，离心器的上端面固定连接有第三传动电机，第三传动电机的输出轴下端面固定连接有转动轴，转动轴的下端面固定连接离心罐，过渡环与离心罐上均设有进水槽。

7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的装置生产中副产硫酸钡的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、送料：抓斗从硫酸钡暂料斗内抓取硫酸钡物料，第二传动电机驱动连接底座上的扳管的转动，带动伸缩杆转动进而带动固定尾座与连接杆的转动，从而使提升块与盖板转动开启，便于抓斗将硫酸钡投入溶解罐内；

S2、溶解：在溶解罐罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中；传动腔内的第一传动电机带动溶解罐内的搅拌器转动实现对硫酸钡与清水在溶解罐内的搅拌混合与溶解，利用pH检测仪对溶解罐内的硫酸钡溶液pH值检测；

S3、溶解罐取料：硫酸钡溶解罐内的硫酸钡静置沉淀后将上清液转移至中和罐内进行后续处理，随后向硫酸钡溶解罐继续加入清水，再次洗涤，直至罐内水pH＞5；

S4、离心分离：将硫酸钡及水一起进入离心器内离心分离，通过第三传动电机驱动转动轴带动离心罐的转动离心，通过连接管将硫酸钡混合液体注入离心罐内；

S5、中和物料：向中和罐内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S6、压滤：中和后的物料进入板框压滤机，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐继续溶解硫酸钡。

8.一种利用权利要求1-6中任一项所述的装置生产中副产硫酸钡的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、送料：抓斗从硫酸钡暂料斗内抓取硫酸钡物料，运送至硫酸钡溶解罐；

S2、溶解：在溶解罐罐内添加水并进行搅拌，直至硫酸钡分散于水中，溶解后溶液转移至离心器；

S3、离心分离：向离心器内持续加入清水进行洗涤，直至出水pH＞5,硫酸钡作为副产品，离心器出水进入中和罐内；

S4、中和物料：向中和罐内加入石灰，调节pH，直至pH＝8；

S5、压滤：中和后的物料进入板框压滤机，板框压滤后固体为硫酸钙作为一般固废处理，清水进入清水罐，清水罐内的水回用至硫酸钡溶解罐及离心器继续溶解硫酸钡。

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