CN113072163A - 一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，包括氧化剂溶液配制、氧化和中和三个过程，其中氧化剂溶液配制是用草甘膦稀碱母液做溶剂，溶解的氧化剂含量2～6%，溶解温度70～85℃，其中氧化过程可为单级或多级氧化，采用氧化剂在酸性环境下对草甘膦稀碱母液进行氧化，PH值0.1～0.5，氧化温度70～100℃，其中中和过程是用草甘膦稀碱母液进行中和，比例1﹕3～6，PH值6.8～7.5，中和温度70～90℃；本发明还公开了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，包括氧化剂罐、混配器、氧化釜、中和罐和尾气吸收装置；本发明具有反应平和、原料易得、投入小、节能环保、焚烧效果好、可自动控制和快速连续氧化、工作效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法及装置。
背景技术
草甘膦是一种广谱性除草剂原料，应用范围越来越广泛，目前我国有50家左右草甘膦原药生产企业，在合成草甘膦的过程中会产生大量的草甘膦稀碱母液，草甘膦稀碱母液主要成分为70%左右的水、12～15%的氯化钠和1～2%的草甘膦，其他有机物含量10%左右，还有一些杂质，污染物浓度高，COD＞30000mg/L，PH=9.5～10.5，高的污染物浓度及含盐量导致草甘膦稀碱母液处理及再利用很难实现，成为制约草甘膦行业发展的一大瓶颈。
现在草甘膦稀碱母液处理方法主要有两种：一是焚烧处理，二是高温高压湿式氧化法。在焚烧处理草甘膦稀碱母液过程中，因为草甘膦稀碱母液比重不够、总磷含量偏低、钠/磷比例不合适、PH较高等原因，造成焚烧能耗较高、焚烧副产物焦磷酸钠含量较低、氯化钠含量高、尾气不易控制等问题，因此需要对草甘膦稀碱母液进行前处理。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种反应平和、环保节能、焚烧效率高的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法及装置，其原料易得，容易实现自动控制和快速连续氧化，工作效率高。
本发明的目的是这样实现的：第一方面，提供了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，所述处理方法包括如下步骤：
步骤1，氧化剂溶液配制，将草甘膦稀碱母液和氧化剂混合，配制成氧化剂含量2～6%的氧化剂溶液，配制时温度控制在70～85℃；
步骤2，预混和氧化，将氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液按质量比为（0.4～0.5）﹕（0.08～0.12）﹕（1～1.2）进行预混，预混后进行氧化，氧化时PH值控制在0.1～0.5，温度控制在70～100℃，得到氧化液；
步骤3，中和，将氧化液和草甘膦稀碱母液按质量比为1﹕（3～6）进行中和，中和时PH值控制在6.8～7.5，温度控制在70～90℃，得到中和液。
优选的，所述步骤1中，采用自动流量计分别控制草甘膦稀碱母液和氧化剂的加入量，以实现连续自动配制氧化剂溶液工艺；所述步骤2中，采用自动流量计分别控制氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的加入量，并通过在线PH测定仪准确监控氧化时PH值，实时反馈给自动流量计控制酸性调节剂进入的量，使氧化时PH值控制在0.1～0.5，以实现连续自动氧化工艺；所述步骤3中，采用自动流量计分别控制氧化液和草甘膦稀碱母液的加入量，并通过在线PH测定仪准确监控中和时PH值，实时反馈给自动流量计控制草甘膦稀碱母液的加入量，使中和时PH值控制在6.8～7.5，以实现连续自动中和工艺。
进一步优选的，所述氧化剂可以是氯酸钠、次氯酸钠或过氧化氢。
进一步优选的，所述酸性调节剂还可以是盐酸、硫酸、氯化氢气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、二氧化氮气体、氯气或硫化氢气体。
进一步优选的，所述温度控制采用自动调节蒸汽输入量控制釜内温度。
进一步优选的，所述步骤2中，氧化工艺可以采用单级或多级氧化。
进一步优选的，所述步骤2中，氧化总时间为1.5～2小时，氧化率为10～15%。
第二方面，提供了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，包括氧化剂罐，用于氧化剂溶液的配制，所述氧化剂罐设有分别用于氧化剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计A和自动流量计B；包括混配器，用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的预混，所述混配器设有分别用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计C、自动流量计D和自动流量计E，所述混配器和所述氧化剂罐通过所述自动流量计C管路连通；包括氧化釜，用于预混液的氧化，所述氧化釜和所述混配器管路连通，所述氧化釜设有在线PH测定仪A；包括中和罐，用于氧化液和草甘膦稀碱母液的中和，所述中和罐设有在线PH测定仪B和分别用于氧化液与草甘膦稀碱母液加入的自动流量计F和自动流量计G，所述中和罐和所述氧化釜通过所述自动流量计F管路连通；包括尾气吸收装置，用于氧化工艺生成尾气的处理，所述尾气吸收装置和所述氧化釜管路连通；包括控制器，用于自动连续氧化处理工艺的控制，所述控制器分别与所述自动流量计A、自动流量计B、自动流量计C、自动流量计D、自动流量计E、自动流量计F、自动流量计G和所述在线PH测定仪A、在线PH测定仪B电性连接。
优选的，所述氧化釜的数量为四个，四个所述氧化釜依次管路相通，四个所述氧化釜均与所述尾气吸收装置管路相通。
优选的，所述氧化釜和所述中和罐分别设有搅拌器A和搅拌器B，所述氧化剂罐设有液位计。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用在酸性环境下将草甘膦稀碱母液中的草甘膦、增甘磷等大分子有机物质部分氧化成小分子有机物质，反应温度70～100℃，温度易控制，氧化反应条件温和，所使用的氧化剂原料易得，成本低，无需高温、高压、稀有催化剂等苛刻条件，环保节能，且得到的氧化中和液经浓缩蒸发后再焚烧处理，可以达到高焚烧效率、高质量焦磷酸钠副产物的目的；
（2）本发明采用自动流量计、在线PH测定仪和自动调节蒸汽输入等，较好地对物料配比、PH值测定、温度控制等进行自动化调节管理，并在控制器的整体控制下容易实现自动控制和快速连续氧化，操作简单，工作效率高，且无需充分氧化，只需快速部分氧化，快速连续为制焦磷酸钠提供原料，进一步提高工作效率；
（3）本发明氧化阶段的尾气经尾气吸收装置处理后可以基本无杂质排空，对大气环境无污染，有利于环保，且经尾气吸收后的液体可重新进入系统重复利用，有利于节能；
总的，本发明具有反应平和、原料易得、投入小、节能环保、焚烧效果好、可自动控制和快速连续氧化、工作效率高的优点。
附图说明
图1是本发明的组成示意图。
图中：1、控制器 2、氧化剂罐 3、液位计 4、自动流量计A 5、自动流量计B 6、自动流量计C 7、自动流量计D 8、自动流量计E 9、混配器 10、氧化釜 11、搅拌A 12、在线PH测定仪A 13、尾气处理装置 14、自动流量计F 15、在线PH测定仪B 16、搅拌器B17、自动流量计G 18、中和罐。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
第一方面，如图1所示，本发明提供了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，该处理方法包括如下步骤：
步骤1，在氧化剂罐2中进行氧化剂溶液配制，将草甘膦稀碱母液和氧化剂在氧化剂罐2中混合，配制成氧化剂含量2～6%的氧化剂溶液，配制时温度控制在70～85℃；
步骤2，在混配器9中进行预混和在氧化釜10中进行氧化，将氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液按质量比为（0.4～0.5）﹕（0.08～0.12）﹕（1～1.2）加入混配器9中进行预混，预混后进入氧化釜10中进行氧化，氧化时PH值控制在0.1～0.5，温度控制在70～100℃，得到氧化液；
步骤3，在中和罐17中进行中和，将氧化液和草甘膦稀碱母液按质量比为1﹕（3～6）加入中和罐17中进行中和，中和时PH值控制在6.8～7.5，温度控制在70～90℃，得到中和液。
优选的，步骤1中，采用自动流量计A4和自动流量计B5分别控制草甘膦稀碱母液和氧化剂的加入量，以实现连续自动配制氧化剂溶液工艺，在氧化剂罐2中自动连续配置成氧化剂含量2～6%的氧化剂溶液。
优选的，步骤2中，采用自动流量计C6、自动流量计D7和自动流量计E8分别控制氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的加入量，在混配器9中进行预混。预混后的预混液进入氧化釜10进行氧化，氧化反应是在氯化氢提供的酸性环境下，氧化剂将草甘膦、增甘磷等大分子有机物质部分氧化成小分子有机物质，并通过在线PH测定仪A12准确监控氧化釜10中氧化时PH值，实时反馈给控制器1，控制器1指令自动流量计D控制酸性调节剂进入的量，使氧化时PH值控制在0.1～0.5，维持好氧化反应所需的酸性环境，以实现连续自动氧化工艺。
优选的，步骤3中，采用自动流量计F14和自动流量计G17分别控制氧化液和草甘膦稀碱母液的加入量，在中和罐18中进行中和，并通过在线PH测定仪B15准确监控中和罐18中中和时PH值，实时反馈给控制器1，控制器1指令自动流量计G17控制草甘膦稀碱母液的加入量，使中和时PH值控制在6.8～7.5，以实现连续自动中和工艺。
进一步优选的，氧化剂可以是氯酸钠、次氯酸钠或过氧化氢，三者均为常见原料，原料易得，且以选择投入成本低的氧化剂为原则，优选次氯酸钠。
进一步优选的，酸性调节剂还可以是盐酸、硫酸、氯化氢气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、二氧化氮气体、氯气或硫化氢气体，以充分利用本公司副产氯化氢气体和盐酸为本，优选氯化氢气体，且氯化氢气体可以减少水的使用和蒸发母液的量，节能环保。
进一步优选的，温度控制采用自动调节蒸汽输入量控制釜内温度，易于实现控制。
进一步优选的，步骤2中，氧化工艺可以采用单级或多级氧化，优选多级氧化，多级氧化相比于单级氧化，可以提供更为快速有效的连续氧化条件。
进一步优选的，步骤2中，氧化总时间为1.5～2小时，氧化率为10～15%，为了提高工作效率，要快速氧化，不用氧化充分，只需后期可以达到焚烧标准，达到焚烧效果好的目的即可。
焚烧前，需要对中和液进行浓缩蒸发，使其达到焚烧标准，浓缩可以采用单效蒸发或多效蒸发，蒸发温度为100～120℃，蒸发后的浓母液达到焚烧标准（浓母液的比重1.53～1.6，PH=8～8.4，总磷含量＞9%，氯离子含量＜3.5%），经验证，焚烧后可得到含量83～92%的高质量焦磷酸钠副产物。
第二方面，如图1所示，本发明提供了一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，用于实现上述的处理方法。
包括氧化剂罐2，用于氧化剂溶液的配制，氧化剂罐2设有分别用于氧化剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计A4和自动流量计B5。
包括混配器9，用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的预混，混配器设有分别用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计C6、自动流量计D7和自动流量计E8，混配器9和氧化剂2罐通过自动流量计C6管路连通。
包括氧化釜10，用于预混液的氧化，氧化釜10和混配器9管路连通，氧化釜设有在线PH测定仪A12。
包括中和罐18，用于氧化液和草甘膦稀碱母液的中和，中和罐18设有在线PH测定仪B15和分别用于氧化液与草甘膦稀碱母液加入的自动流量计F14与自动流量计G17，中和罐18和氧化釜10通过自动流量计F14管路连通。
包括尾气吸收装置13，用于氧化工艺生成尾气的处理，尾气吸收装置13和氧化釜10管路连通，由于尾气中含有氧化过程中产生的氯化氢酸性气体对大气环境不友好，因此氯化氢酸性气体在尾气吸收装置13中被水和碱吸收后，再排空的尾气基本无杂质，不会对大气环境产生污染，且经水和碱吸收后的液体可重新进入系统重复利用，有利于节能环保。
包括控制器1，用于自动连续氧化处理工艺的控制，控制器1分别与自动流量计A4、自动流量计B5、自动流量计C6、自动流量计D7、自动流量计E8、自动流量计F14、自动流量计G17和在线PH测定仪A12、在线PH测定仪B15电性连接。
优选的，氧化釜10的数量为四个，四个氧化釜10依次管路相通，四个氧化釜10均与尾气吸收装置13管路相通，四个氧化釜10提供四级氧化反应，相比于一个氧化釜10，氧化反应更为快速有效。
优选的，氧化釜10和中和罐18分别设有搅拌器A11和搅拌器B16，通过搅拌器A11搅拌器B16的搅拌，可以加快反应进程。
优选的，氧化剂罐2设有液位计3，用于显示氧化剂罐2中氧化剂溶液的液位高度，方便直接观看。
实施例一
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入氯酸钠固体180kg，溶解，搅拌均匀，配制温度70℃，通入草甘膦稀碱母液和盐酸调节PH值为0.1，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度70℃，进入中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕3进行添加，中和温度70℃，母液PH值为6.8。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量83.5%。
实施例二
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入次氯酸钠固体180kg，溶解，搅拌均匀，配制温度80℃，通入草甘膦稀碱母液和氯化氢气体调节PH值为0.2，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度80℃，在中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕4进行添加，中和温度80℃，母液PH值为6.9。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量85.2%。
实施例三
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入过氧化氢固体180kg，溶解，搅拌均匀，配制温度85℃，通入草甘膦稀碱母液和盐酸调节PH值为0.3，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度90℃，在中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕5进行添加，中和温度80℃，母液PH值为7.1。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量89.2%。
实施例四
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入氯酸钠固体200kg，溶解，搅拌均匀，配制温度85℃，通入草甘膦稀碱母液和氯化氢气体调节PH值为0.3，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度80℃，进入中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕4进行添加，中和温度80℃，母液PH值为7.2。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量91.3%。
实施例五
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入次氯酸钠固体200kg，溶解，搅拌均匀，配制温度80℃，通入草甘膦稀碱母液和氯化氢气体调节PH值为0.4，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度90℃，在中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕5进行添加，中和温度80℃，母液PH值为7.3。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量87.5%。
实施例六
取含草甘膦1～2%的草甘膦稀碱母液4m3，加入过氧化氢固体200kg，溶解，搅拌均匀，配制温度70℃，通入草甘膦稀碱母液和盐酸调节PH值为0.5，进入氧化釜10进行连续氧化，氧化温度100℃，在中和罐18内用草甘膦稀碱母液按照1﹕6进行添加，中和温度90℃，母液PH值为7.5。
经浓缩蒸发进行焚烧后，焦磷酸钠含量84.6%。
综上，本发明通过采用在酸性环境下将草甘膦稀碱母液中的草甘膦、增甘磷等大分子有机物质部分氧化成小分子有机物质，反应温度70～100℃，温度易控制，氧化反应条件温和，所使用的氧化剂原料易得，成本低，无需高温、高压、稀有催化剂等苛刻条件，环保节能，且得到的氧化中和液经浓缩蒸发后再焚烧处理，可以达到高焚烧效率、高质量焦磷酸钠副产物的目的；本发明通过采用自动流量计、在线PH测定仪和自动调节蒸汽输入等，较好地对物料配比、PH值测定、温度控制等进行自动化调节管理，并在控制器的整体控制下容易实现自动控制和快速连续氧化，操作简单，工作效率高，且无需充分氧化，只需快速部分氧化，快速连续为制焦磷酸钠提供原料，进一步提高工作效率；本发明通过氧化阶段的尾气经尾气吸收装置处理后可以基本无杂质排空，对大气环境无污染，有利于环保，且经尾气吸收后的液体可重新进入系统重复利用，有利于节能；总的，本发明具有反应平和、原料易得、投入小、节能环保、焚烧效果好、可自动控制和快速连续氧化、工作效率高的优点。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：
步骤1，氧化剂溶液配制，将草甘膦稀碱母液和氧化剂混合，配制成氧化剂含量2～6%的氧化剂溶液，配制时温度控制在70～85℃；
步骤2，预混和氧化，将氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液按质量比为（0.4～0.5）﹕（0.08～0.12）﹕（1～1.2）进行预混，预混后进行氧化，氧化时PH值控制在0.1～0.5，温度控制在70～100℃，得到氧化液；
步骤3，中和，将氧化液和草甘膦稀碱母液按质量比为1﹕（3～6）进行中和，中和时PH值控制在6.8～7.5，温度控制在70～90℃，得到中和液。
2.根据权利要求1所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述步骤1中，采用自动流量计分别控制草甘膦稀碱母液和氧化剂的加入量，以实现连续自动配制氧化剂溶液工艺；所述步骤2中，采用自动流量计分别控制氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的加入量，并通过在线PH测定仪准确监控氧化时PH值，实时反馈给自动流量计控制酸性调节剂进入的量，使氧化时PH值控制在0.1～0.5，以实现连续自动氧化工艺；所述步骤3中，采用自动流量计分别控制氧化液和草甘膦稀碱母液的加入量，并通过在线PH测定仪准确监控中和时PH值，实时反馈给自动流量计控制草甘膦稀碱母液的加入量，使中和时PH值控制在6.8～7.5，以实现连续自动中和工艺。
3.根据权利要求1或2所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述氧化剂可以是氯酸钠、次氯酸钠或过氧化氢。
4.根据权利要求1或2所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述酸性调节剂还可以是盐酸、硫酸、氯化氢气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、二氧化氮气体、氯气或硫化氢气体。
5.根据权利要求1或2所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述温度控制采用自动调节蒸汽输入量控制釜内温度。
6.根据权利要求1或2所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述步骤2中，氧化工艺可以采用单级或多级氧化。
7.根据权利要求1或2所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理方法，其特征在于：所述步骤2中，氧化总时间为1.5～2小时，氧化率为10～15%。
8.一种草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，其特征在于：
包括氧化剂罐，用于氧化剂溶液的配制，所述氧化剂罐设有分别用于氧化剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计A和自动流量计B；
包括混配器，用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液的预混，所述混配器设有分别用于氧化剂溶液、酸性调节剂和草甘膦稀碱母液加入的自动流量计C、自动流量计D和自动流量计E，所述混配器和所述氧化剂罐通过所述自动流量计C管路连通；
包括氧化釜，用于预混液的氧化，所述氧化釜和所述混配器管路连通，所述氧化釜设有在线PH测定仪A；
包括中和罐，用于氧化液和草甘膦稀碱母液的中和，所述中和罐设有在线PH测定仪B和分别用于氧化液与草甘膦稀碱母液加入的自动流量计F与自动流量计G，所述中和罐和所述氧化釜通过所述自动流量计F管路连通；
包括尾气吸收装置，用于氧化工艺生成尾气的处理，所述尾气吸收装置和所述氧化釜管路连通；
包括控制器，用于自动连续氧化处理工艺的控制，所述控制器分别与所述自动流量计A、自动流量计B、自动流量计C、自动流量计D、自动流量计E、自动流量计F、自动流量计G和所述在线PH测定仪A、在线PH测定仪B电性连接。
9.根据权利要求8所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，其特征在于：所述氧化釜的数量为四个，四个所述氧化釜依次管路相通，四个所述氧化釜均与所述尾气吸收装置管路相通。
10.根据权利要求8所述的草甘膦稀碱母液焚烧前氧化处理装置，其特征在于：所述氧化釜和所述中和罐分别设有搅拌器A和搅拌器B，所述氧化剂罐设有液位计。
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