CN115090604B - 一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,包括串联或并联设置的流化床A床、流化床B床,以及加药装置、加热器、酸泵一、空压机、酸净化系统、尾气处理系统、连续排砂系统以及废水处理系统,以及中控系统;本发明解决了大规模提纯生产石英砂,大型酸洗流化床应用中易堵、有死角、反应时间长难题;本发明采用动态酸砂分离技术,解决了连续生产需连续排砂难题;本发明采用流化床型水洗中和装置,实现了水洗连续化目标;本发明中酸净化技术解决了循环用酸永不外排目标;本发明中水净化技术解决了循环用水永不外排目标。
Description
技术领域
本发明涉及酸洗领域,具体涉及一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置。
背景技术
由于采用低铁砂生产的行业大规模扩产(如光伏用玻璃生产用砂及板材用砂等行业),使对低铁砂(Fe2O380~120ppm)需求大幅提升,每年以15~20%需求上升,反观生产低铁砂产量却满足不了新需求,一直供应紧张,价格高,主要是生产工艺及装置落后,产量少,生产慢;目前主要工艺基本全是采用间断法酸洗生产石英砂,大多用中小型酸洗罐(<40m3/个),每一罐生产有6~7道工序,一个一个来,一般一个罐重复一遍生产需12~24小时,其中用于酸洗时间仅占其1/4,时间大多用于无关酸洗工序,如清罐,进排酸,进砂等,造成无效时间长,占用酸罐量大;如某工程产量低铁砂100万t/a,仅酸洗罐即120台(φ3m),还有配套酸贮罐、循环罐等,大量零星酸罐布置占地大,投资大,操作控制不易,用人多,成本高。再因罐用PP塑料焊结,塑料强度低,热膨胀大,每个周期均是冷—热—冷,每天1~2二周期,势必导致塑料寿命短,塑料老化加快,且安全性也差,因此设计一种节省周期的连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置是相关领域内技术人员急需解决的问题。
发明内容
一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,其包括串联或并联设置的流化床A床、流化床B床,以及加药装置、加热器、酸泵一、空压机、酸净化系统、尾气处理系统、连续排砂系统以及废水处理系统,以及中控系统。
所述流化床A床顶部设置A床进砂装置、加热装置,所述流化床A床底部设置A床气液分配装置、A床酸反冲装置、A床气擦洗装置,所述加热装置连接外部电源及蒸汽管路,所述蒸汽管路与加热器连接;所述加热器一端与流化床A床连接,另一端通过酸泵一连接流化床A床底部的A床气液分配装置、A床酸反冲装置;同时酸泵一与酸净化系统连接;所述加药装置与流化床A床顶部连通,所述空压机通过气提装置与流化床A床底部连通,同时空压机与A床气液分配装置连接,气提装置与流化床B床顶部的B床进砂装置连接;气提装置使用气提砂酸装置从流化床A床底部向上层抽砂。
所述流化床B床底部设置B床气液分配装置、B床酸反冲装置、B床气擦洗装置,所述B床气液分配装置与空压机连接,所述流化床B床下部通过排砂管路与连续排砂系统连接,所述B床酸反冲装置通过酸泵二与连续排砂系统连接,所述连续排砂系统连接与废水处理系统连接。
所述流化床A床、流化床B床顶部通过风机与尾气处理系统连接。
A床气擦洗装置、B床气擦洗装置为压缩空气从流化床A床、流化床B床中下部向上吹气强力擦洗砂酸。
优选地,所述酸净化系统包括酸泵三、酸净化器以及酸加热器,所述酸加热器与酸泵一、酸净化器底部连接,所述酸泵三与酸净化器顶部及连续排砂系统连接。
优选地,所述连续排砂系统为真空皮带机。
优选地,所述废水处理系统包括水洗流化床、砂池、砂泵,所述水洗流化床内底部设置鱼翅管式清洗水管,顶部设置沟槽式分配装置,所述鱼翅管式清洗水管连接外部清洗来水,所述水洗流化床底部与砂池连接,所述砂池通过出砂管、砂泵进行出砂。
采用以上方案后,本发明具有如下优点:本发明解决了大规模提纯生产石英砂,大型酸洗流化床应用中易堵、有死角、反应时间长难题;本发明采用动态酸砂分离技术,解决了连续生产需连续排砂难题;本发明采用流化床型水洗中和装置,实现了水洗连续化目标;本发明中酸净化技术解决了循环用酸永不外排目标;本发明中水净化技术解决了循环用水永不外排目标;本发明中酸加热采用直吹式取代石墨加热,省钱且解决了石墨不耐磨易损坏难题;酸循环取消了循环酸罐,省钱又不堵;酸回收技术降低成本,又减少了废渣产量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解的是,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置的装置连接示意图。
图2是本发明一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置的工作流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中,“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,包括串联或并联设置的流化床A床1、流化床B床2,以及加药装置3、加热器4、酸泵一5、空压机6、酸净化系统7、尾气处理系统8、连续排砂系统9以及废水处理系统10,以及中控系统。
流化床A床1顶部设置A床进砂装置11、加热装置12,底部设置A床气液分配装置13、A床酸反冲装置14、A床气擦洗装置,加热装置12连接外部电源及蒸汽管路,蒸汽管路与加热器4连接;加热器4一端与流化床A床连接,另一端通过酸泵一5连接流化床A床1底部的A床气液分配装置13、A床酸反冲装置14,将加热器4内的酸再返回A床气液分配装置13、A床酸反冲装置14;同时酸泵一5与酸净化系统7连接;加药装置3与流化床A床1顶部连通,空压机6通过气提装置20与流化床A床1底部连通,同时空压机6与A床气液分配装置13连接,气提装置20与流化床B床2顶部的B床进砂装置15连接。
流化床B床2底部设置B床气液分配装置16、B床酸反冲装置17、B床气擦洗装置,B床气液分配装置16与空压机6连接,流化床B床2下部通过排砂管路与连续排砂系统9连接,B床酸反冲装置17通过酸泵二18与连续排砂系统9连接,连续排砂系统9连接与废水处理系统10连接。
流化床A床1、流化床B床2顶部通过风机19与尾气处理系统8连接。
酸净化系统7包括酸泵三701、酸净化器702以及酸加热器703,酸加热器703与酸泵一5、酸净化器702底部连接,酸泵三701与酸净化器702顶部及连续排砂系统9连接;连续排砂系统9为真空皮带机。
废水处理系统10包括水洗流化床1001、砂池1002、砂泵1003,水洗流化床1001内底部设置鱼翅管式清洗水管1004,顶部设置沟槽式分配装置1005,鱼翅管式清洗水管1004连接外部清洗来水,水洗流化床1001底部与砂池1002连接,砂池1002通过出砂管、砂泵1003进行出砂。
上述装置在进行酸洗工艺时,包括以下步骤:
(1)原料砂由A床进砂装置进入流化床A床,空压机向流化床A床内输入压缩气,同时流化床A床向尾气处理系统排出废气进行废气处理。
(2)流化床A床处理过的原料砂进入流化床B床,流化床B床通过酸泵、加热器进行酸加热。
(3)流化床B床向连续排砂系统的真空皮带机进行排砂,真空皮带机与酸净化系统连接进行废酸回收,回收后的废酸进入流化床A床。
(4)真空皮带机的废水进入废水处理系统进行加药、废水处理、固液分离,经固液分离后的固体渣运输到外部。
0032.(5)经连续排砂系统后的砂进行脱水处理后入库即可,脱水处理的水进入废水处理系统进行处理。
在实施时,流化床A床、流化床B床并联或串联运行,其外壳为钢采集,内衬选择专用胶片,胶片性能选择:耐温≤150℃,耐HF酸性好,自硫化;内衬双层专用自流胶片或四氟,流化床A床、流化床B床的形状可以选择下锥上圆或上方形,大小按具体设计要求来制定。
加热器对酸加热,可以选择石墨体外加热、蒸汽直接加热及电加热循环酸液三种形式,加热酸液温度50~80℃;酸的配方为:草酸(0.5~10%)+HF(0.5~8%)+助剂(0.1~0.2%)。
流化床A床是酸洗主反区,流化床B床作用是调节石英砂残铁量,酸洗操作依据需要采用串并联方式可确保石英砂出来残铁既不过洗,也不会因洗强度不足而不达标,出来产品中残铁稳定,产量大,可操作性强。
流化床A床、流化床B床内均设置酸反冲装置、压缩空气气提装置及气擦洗装置,其中酸反冲装置为装有鱼翅管的专用装置,反冲流速流化床中5~20m3/m2.h,保证酸砂充分接触;压缩空气气提装置使用10~30支专用气提砂酸装置从床底部向上层抽砂,每2~4小时抽砂量是存量100%;气擦洗装置为压缩空气从中下部配气装置向上吹气强力擦洗砂酸,促进砂粒翻动,加快酸洗速度,气洗流量20~50m3/m2.min;酸液反冲,气提移砂,气反冲擦洗三项技术组成大型酸洗流化床内酸、砂快速反应,清除死角。
连续流水线生产难题是酸砂分离难,排酸管易堵,难清除堵砂,堵网,本实施例采用体外机械真空皮带机动态分离技术,一举解决了这一行业难题;机械真空皮带机可以吸收皮带机处外逸余热废气的装置,消除了对空气污染,皮带机有故障也好修;或加台备用设备,从此不会产生因酸砂分离有问题而停产。
酸泵三、酸净化器、循环管道及酸加热装置组成酸循环系统,本实施例取消了酸循环罐,减少了占地及酸箱易积砂堵管道难题。
废水处理系统选择了一套流化床式水冲洗装置,水洗流化床上部连续进砂,下部连续排砂,清水从水洗流化床下部鱼翅管式清洗水管进入,从上部沟槽式分配装置中出来,冲洗效果好,一般工程设计砂水比1:8~10,本技术1:3~4,省水50%之多。
流化床设计采用化工专业常用流化床反应原理,清洗效果大幅提高,产品砂中超标准目数细砂,可以通过调整砂水比例达到目标要求。
废水处理系统内可以加石灰、草酸、氢氟酸,中和产生胶体状沉淀物,传统工艺重力沉淀及加絮凝剂净水方式处理,一来成本大,二来出水差,本实施例解决了这一难题,清洗水可以长期使用不排还可以配置专用降氟器,以保证即使排水,水质也达标。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,其特征在于,包括串联或并联设置的流化床A床、流化床B床,以及加药装置、加热器、酸泵一、空压机、酸净化系统、尾气处理系统、连续排砂系统以及废水处理系统,以及中控系统;
所述流化床A床顶部设置A床进砂装置、加热装置,所述流化床A床底部设置A床气液分配装置、A床酸反冲装置、A床气擦洗装置,所述加热装置连接外部电源及蒸汽管路,所述蒸汽管路与加热器连接;所述加热器一端与流化床A床连接,另一端通过酸泵一连接流化床A床底部的A床气液分配装置、A床酸反冲装置;同时酸泵一与酸净化系统连接;所述加药装置与流化床A床顶部连通,所述空压机通过气提装置与流化床A床底部连通,同时空压机与A床气液分配装置连接,气提装置与流化床B床顶部的B床进砂装置连接;气提装置使用气提砂酸装置从流化床A床底部向上层抽砂;
所述流化床B床底部设置B床气液分配装置、B床酸反冲装置、B床气擦洗装置,所述B床气液分配装置与空压机连接,所述流化床B床下部通过排砂管路与连续排砂系统连接,所述B床酸反冲装置通过酸泵二与连续排砂系统连接,所述连续排砂系统连接与废水处理系统连接;
所述流化床A床、流化床B床顶部通过风机与尾气处理系统连接;
A床气擦洗装置、B床气擦洗装置为压缩空气从流化床A床、流化床B床中下部向上吹气强力擦洗砂酸。
2.根据权利要求1所述的一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,其特征在于,所述酸净化系统包括酸泵三、酸净化器以及酸加热器,所述酸加热器与酸泵一、酸净化器底部连接,所述酸泵三与酸净化器顶部及连续排砂系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,其特征在于,所述连续排砂系统为真空皮带机。
4.根据权利要求1所述的一种连续流水线式大规模酸洗生产低铁石英砂装置,其特征在于,所述废水处理系统包括水洗流化床、砂池、砂泵,所述水洗流化床内底部设置鱼翅管式清洗水管,顶部设置沟槽式分配装置,所述鱼翅管式清洗水管连接外部清洗来水,所述水洗流化床底部与砂池连接,所述砂池通过出砂管、砂泵进行出砂。
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- 2022-07-18 CN CN202210841014.0A patent/CN115090604B/zh active Active
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