CN117756265A - 一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 - Google Patents
一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117756265A CN117756265A CN202311776133.3A CN202311776133A CN117756265A CN 117756265 A CN117756265 A CN 117756265A CN 202311776133 A CN202311776133 A CN 202311776133A CN 117756265 A CN117756265 A CN 117756265A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- micro
- preset
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 147
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 55
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 28
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 22
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 19
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法，所述系统包括：所述微通道反应器，用于在反应条件达到预设要求时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行与所述预设要求相应的操作，并将所生成的反应产物输送至气液分离单元；所述气液分离单元，与所述微通道反应器通过管路连接，用于对所述反应产物进行气液分离，并基于不同反应条件的触发，控制循环泵向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和/或分离液。本实施例系统通过设置微通道反应器，不仅能够加快空气向液相中的传质速率，从而加快硫化物的氧化反应，有效缩短反应时间；而且将微通道反应器和气液分离单元相结合，还能够实现自动化制备硫代硫酸盐，提高了硫化物的转化效率。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法。
背景技术
目前，全球采用管式炉蒸汽裂解工艺生产乙烯的比例约为98％，在乙烯制备过程中产生了含有大量的二氧化碳和硫化氢等酸性气体，这些酸性气体对后续的精馏分离过程留下隐患，会导致设备及管道发生腐蚀，工艺上采用氢氧化钠进行吸收，即为碱洗法。吸收过程中伴随着新鲜碱的补充与废碱液的排出，产生了大量的乙烯废碱液。乙烯废碱液中包含有大量的有机物和Na2S，Na2CO3等无机盐。由于在碱洗过程中裂解气中重组分的冷凝和双烯烃类物质的聚合，使大量的有机物进入到废碱液中形成俗称黄油的油类物质。因此此类废水处理难度比较大。常规处理方法为预处理和生化处理相结合办法。预处理法采用的为中和法、氧化法或生物法进行预处理，然后再送入到综合污水处理厂进行生化处理。
其中氧化法最为常见，该法主要是通过氧化作用把废碱液中的硫化物转化为硫酸盐。硫化物的氧化可以使用臭氧、空气、过氧化氢等作为氧化剂。其中使用空气作为氧化剂是最为经济的方法。在空气条件下硫化物的氧化反应过程如下：
2S2 -+H2O+O2→S2O3 2-+2OH- (1)；
2HS-+2O2→S2O3 2-+H2O (2)；
S2O3 2-+2O2+H2O→2SO4 2-+2H+ (3)；
硫化物转化成硫代硫酸盐，如(1)所示。生成的硫代硫酸盐会进一步氧化生成硫酸盐。与硫酸盐相比，硫代硫酸盐具有更高的经济价值。如果经含硫废水中的硫化物高效并高选择性地转化成硫代硫酸盐加以利用，不仅会减少污水处理过程中污泥的排放量，而且能够为企业创造一定的经济价值。
目前很多基于硫化物制备硫代硫酸盐的系统通常需要人工控制每一个工艺步骤，该制备过程不仅耗时耗力，而且在生产过程中还会出现由于人为主观因素导致工艺不可控的，从而影响硫化物的转化率。
发明内容
本发明提供一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法，该控制系统不仅能够实现自动化制备硫代硫酸盐，而且能够提高硫化物的转化率。
为实现上述目的，根据本申请实施例第一方面提供一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统，所述系统包括：所述微通道反应器，用于在反应条件达到预设要求时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行与所述预设要求相应的操作，并将所生成的反应产物输送至气液分离单元；所述气液分离单元，与所述微通道反应器通过管路连接，用于对所述反应产物进行气液分离，并基于不同反应条件的触发，控制循环泵向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和/或分离液。
可选的，所述系统还包括：分析单元；所述分析单元与所述气液分离单元通过管路连接，用于基于预设检测时间的触发，从所述气液分离单元的输出端采集分离液，并对所述分离液中硫化物浓度和硫代硫酸盐浓度进行分析，生成分析结果。
可选的，所述系统还包括：第一输送单元，与所述微通道反应器通过管路连接；用于基于气液分离单元中硫化物废碱液体积的触发，按照预设次数将氮气输送至微通道反应器以置换系统内部的空气；并基于预设反应温度的触发，将压缩后的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器。
可选的，所述气液分离单元包括气液分离器；所述气液分离器的输出端与所述循环泵的输入端连接，所述循环泵的输出端与所述微通道反应器的输入端连接；所述气液分离器用于在所述系统内氮气置换完空气后通过循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液，并在确定系统温度达到预设反应温度时结束该输送操作。所述气液分离器还用于在所述系统压力达到预设反应压力且所述空气流输送流量达到第一预设流量时通过所述循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和分离液。
可选的，所述气液分离单元还包括恒温水槽；所述气液分离器上设置有夹套，所述夹套内盛有循环热水；所述恒温水槽与所述夹套通过管路连接，用于对所述循环热水进行加热，并将加热后的循环热水通过热水循环泵输送至所述夹套以控制所述系统温度维持于预设反应温度。
可选的，所述气液分离器上还设置有背压阀；所述背压阀用于输出所述气液分离器分离后的分离气体，并调整所述系统的压力为预设反应压力。
可选的，所述气液分离器上还设置有液位计和排液阀；所述液位计用于调整所述气液分离器中滞留分离液的体积；所述排液阀用于将所述气液分离器中多余的分离液按照第三预设流量排出，以便所述液位计中液位保持恒定。
可选的，所述微通道反应器，用于在所述反应条件达到第一预设条件时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行氧化反应操作；并在所述反应时间达到预设反应时间时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行停止反应操作。
可选的，所述第一输送单元包括：气压泵和流量计；所述气压泵与所述微通道反应器通过管路连接，所述气压泵用于将采集的空气压缩成空气流并输送至所述微通道反应器；所述流量计设置在所述微通道反应器的输入端管路上，用于控制气压泵输出的空气流按照第一预设流量输送至所述微通道反应器；
为实现上述目的，根据本申请实施例第二方面还提供一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法，所述方法包括：当监测到系统温度达到预设反应温度时，控制输送单元将压缩的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器；并控制背压阀调整系统压力为预设反应压力；生成第一触发指令；基于所述第一触发指令，控制气液输送单元将盛放的硫化物废碱液按照第二预设流量输送至微通道反应单元；并监测所述微通道反应器中的反应时间，当监测结果表征所述反应时间达到预设反应时间时，则控制所述所述微通道反应器结束反应操作。
根据本发明实施例第三方面，还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统，所述系统包括：所述微通道反应器，用于在反应条件达到预设要求时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行与所述预设要求相应的操作，并将所生成的反应产物输送至气液分离单元；所述气液分离单元，与所述微通道反应器通过管路连接，用于对所述反应产物进行气液分离，并基于不同反应条件的触发，控制循环泵向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和/或分离液。本实施例系统通过设置微通道反应器，不仅能够加快空气向液相中的传质速率，从而加快硫化物的氧化反应，有效缩短反应时间；而且将微通道反应器和气液分离单元相结合，还能够实现自动化制备硫代硫酸盐，提高了硫化物的转化效率。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明一实施例提供的一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法的流程示意图；
图3为实施例1测得的经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度随时间变化的示意图；
图4为对比例1测得的经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度随时间变化的示意图；
图5为实施例2-8的实验条件及结果的表格。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
如图1所示，为本发明一实施例提供的一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统的结构示意图。
一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统，所述系统包括：
微通道反应器，用于在反应条件达到预设要求时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行与所述预设要求相应的操作，并将所生成的反应产物输送至气液分离单元；
气液分离单元，与所述微通道反应器通过管路连接，用于对所述反应产物进行气液分离，并基于不同反应条件的触发，控制循环泵向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和/或分离液；
第一输送单元，与所述微通道反应器通过管路连接；用于基于气液分离单元中硫化物废碱液体积的触发，按照预设次数将氮气输送至微通道反应器以置换系统内部的空气；并基于预设反应温度的触发，将压缩后的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器。
示例性的，所述微通道反应器，用于在所述反应条件达到第一预设条件时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行氧化反应操作；并在所述反应时间达到预设反应时间时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行停止反应操作。所述第一输送单元包括：气压泵和流量计；所述气压泵与所述微通道反应器通过管路连接，所述气压泵用于将采集的空气压缩成空气流并输送至所述微通道反应器；所述流量计设置在所述微通道反应器的输入端管路上，用于控制气压泵输出的空气流按照第一预设流量输送至所述微通道反应器。
具体地，微通道反应器是利用精密加工技术制造的通道当量直径在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器，微通道反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微通道反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。微通道反应器内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微通道反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热。
本实施例的微通道反应器能够将空气流充分分散在硫化钠废碱液中，从而使得两者充分接触后在第一预设条件下发生充分的化学反应，生成反应产物；之后微通道反应器还能将反应产物输送至气液分离单元。
气液分离单元分离后生成分离气体和分离液；所述分离气体通过气液分离单元排出，所述分离液分成两份；第一份分离液作为循环液输送至所述微通道反应器的输入端，第二份分离液待输出。
本实施例系统通过设置微通道反应器，能够利用微通道反应器内气液两项间传质效率高的特点，加快空气向液相中的传质速率，从而加快硫化钠的氧化反应，有效缩短反应时间，提高了硫化钠的转化效率。
在优选的实施方式中，所述气液分离单元包括气液分离器和恒温水槽；所述气液分离器的输出端与所述循环泵的输入端连接，所述循环泵的输出端与所述微通道反应器的输入端连接；所述气液分离器用于在所述系统内氮气置换完空气后通过循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液，并在确定系统温度达到预设反应温度时结束该输送操作。所述气液分离器还用于在所述系统压力达到预设反应压力且所述空气流输送流量达到第一预设流量时通过所述循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和分离液。
所述气液分离器上设置有夹套，所述夹套内盛有循环热水；所述恒温水槽与所述夹套通过管路连接，用于对所述循环热水进行加热，并将加热后的循环热水通过热水循环泵输送至所述夹套以控制所述系统温度维持于预设反应温度。
所述气液分离器上设置有背压阀；所述背压阀用于输出所述气液分离器分离后的分离气体，并调整所述系统的压力为预设反应压力。
所述气液分离器上设置有液位计；所述液位计用于调整所述气液分离器中滞留分离液的体积。
所述气液分离器上设置有排液阀；所述排液阀用于将所述气液分离器中多余的分离液按照第三预设流量排出，以便所述液位计中液位保持恒定。
例如：一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统，包括：控制器，以及分别与控制器电连接的微通道反应器、气液分离器、恒温水槽、气压泵、循环泵、热水循环泵、背压阀，压力表以及分析单元；
气压泵的输出端与微通道反应器底部的输入端通过管路连接；微通道反应器顶部的输出端与气液分离器顶部的输入端通过管路连接；气液分离器底部的输出端与循环泵的输入端通过管路连接；循环泵的输出端与微通道反应器底部的输入端通过管路连接。气液分离器顶部上设置有背压阀，以及用于检测系统压力的压力表；气液分离器的侧面还设有液位计，该液位计的一端与气液分离器侧面相连通；气液分离器上还设置有夹套；夹套内设置有用于加热气液分离器的循环热水；夹套的输出端与恒温水槽的输入端通过管路连接；恒温水槽的输出端与热水循环泵的输入端通过管路连接，热水循环泵的输出端与夹套的输入端通过管路连接；气液分离器底部的输出端还设有排液阀，顶部设有紧急放空阀。
本实施例控制系统基于自动化工艺实现了自动化制备硫代硫酸盐，不仅减少了生产过程中由于人为主观因素导致工艺不可控的现象，而且提高了硫化物的转化率。
在优选的实施方式中，控制系统还包括与控制器连接的分析单元；分析单元与排液阀通过管路连接。
如图2所示，为本发明一实施例提供的一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法的流程示意图。
一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法，至少包括如下步骤：
S201，当监测到系统的温度达到预设反应温度时，控制输送单元将压缩的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器；并控制背压阀调整系统的压力为预设反应压力；生成第一触发指令；
S202，基于第一触发指令，控制气液输送单元将盛放的硫化物废碱液按照第二预设流量输送至微通道反应单元；并检测微通道反应器中的反应时间，当监测结果表征反应时间达到预设反应时间时，则控制微通道反应器结束反应操作。
具体地，按照预设次数控制气压泵向系统内部输入氮气，并通过压力表监测系统压力；当监测结果表征系统压力达到预设反应压力时，则控制循环泵开启；当监测结果表征系统压力未达到预设反应压力，则控制背压阀调节系统压力，直到系统压力达到预设反应压力。通过循环泵输出端的流量计控制气液分离器中的硫化物废碱液按照第二预设流量输送至微通道反应器内，生成第二触发指令。
基于第二触发指令开启恒温水槽以及热水循环泵；并对系统温度进行监测；当监测结果表征系统温度达到预设反应温度时，则关闭循环泵，生成第三触发指令；基于第三触发指令，控制气压泵将压缩的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器，并通过压力表监测系统压力；当监测结果表征系统压力达到预设反应压力时，则通过流量计调整空气流的流量；当监测结果表征系统压力没有达到预设反应压力时，则控制背压阀调节系统压力，直到系统压力达到预设反应压力，生成第一触发指令。
基于第一触发指令，控制循环泵开启，并通过流量计控制循环泵输入微通道反应器内硫化物废碱液的流量，生成第四触发指令；基于第四触发指令，监测微通道反应器中的反应时间；当监测结果表征反应时间达到预设反应时间时，则控制微通道反应器结束反应操作。
基于预设检测时间的触发，对排液阀输出的分离液进行分析，得到硫化物浓度分析结果和硫代硫酸盐浓度分析结果。
本实施例基于自动化制备硫代硫酸盐的工艺，能够适时终止反应，使废碱液中硫化物的浓度达到污水处理池可接受的排放标准，同时获得较高的硫代硫酸盐收率。
本实施例的反应条件如下：
预设反应温度：T＝40-150℃，最佳T＝70-90℃；
预设反应压力：P＝0.1-2.0MPa，最佳P＝0.6-1.0MPa；
硫化物初始浓度：C0＝1×102～1×106mg/L；
微通道反应器内的液体流速：V＝10～100m/s；
空气流量(Qo)与废碱液循环流量(QR)的比例：R＝0.005～0.75；
预设反应时间：60～300min。
实施例1
将含有23449mg/L Na2S废水2L放入气液分离器中，该Na2S废水体量占气液分离器总体积等的1/3。向系统内通入氮气，使压力达到1MPa，然后放空。该步骤重复2次，以使系统内的空气尽量被氮气置换干净。开启循环泵，使废碱液也80L/h的流量循环。开启恒温水槽和热水循环泵，将系统温度控制在90℃。当系统温度稳定后，停止废碱液循环泵。然后将空气以36L/h的流量引入系统，使系统内压力达到1MPa。调整计量空气流量的气体质量流量计流量，使引入系统的空气流量为36L/h。开启废碱液循环泵，使流量控制在80L/h，并开始计时。在反应过程中，定时从气液分离器的底部取样，监测经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度。实施1测得的经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度随时间的变化如图3所示，图中Na2S2O3的收率计算方法如下式(1)所示：
如图3所示，为实施例1测得的经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度随时间变化的示意图。从图3可以看出，随着氧化反应时间的延长，废碱液中Na2S的浓度迅速降低，Na2S2O3浓度先迅速增加，到达最大值后有迅速降低。在本实施例中，当氧化反应时间达到200min时Na2S2O3的收率到达最高，约为92％。本实施例的结果表明，在使用空气氧化法处理废碱液的过程中，利用本发明的方法可以通过氧化反应时间的控制，适时终止反应，使废碱液中硫化物的浓度达到污水处理池可接受的排放标准，同时获得较高的硫代硫酸盐收率。
对比例1
对比例1与实施例1的反应条件基本相同，但不使用微通道反应器。在此情况下，Na2S的氧化反应仍然可以发生。由于在此情况下气液两相的混合及接触程度远远低于使用微通道反应器时的混合及接触程度，因此Na2S的氧化速率与使用微通道反应器时的速率相比很低，正如下面的实验结果所证实的那样。
将含有22350mg/L Na2S废水2L放入气液分离器中，该Na2S废水体量占气液分离器总体积等的1/3。向系统内通入氮气，使压力达到1MPa，然后放空。该步骤重复2次，以使系统内的空气尽量被氮气置换干净。开启循环泵，使废碱液也80L/h的流量循环。开启恒温水槽和热水循环泵，将系统温度控制在90℃。当系统温度稳定后，停止废碱液循环泵。然后将空气以36L/h的流量引入系统，使系统内压力达到1MPa。调整计量空气流量的气体质量流量计流量，使引入系统的空气流量为36L/h。开启废碱液循环泵，使流量控制在80L/h，并开始计时。在反应过程中，定时从气液分离器的底部取样，监测经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度。如图4所示，为对比例1测得的经过氧化后废碱液中的Na2S和Na2S2O3浓度随时间变化的示意图。
实施例2-9
实施例2-9给出了采用本发明的方法，在不同的反应条件下进行了实验验证，获得的实验结果如图5表2所示。从表2的数据可以看出，采用本发明的方法可以将硫化物高效、高收率地转化成硫代硫酸盐；其中，表2为实施例2-9的实验条件及结果。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本发明还提供一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明所述的基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法。
除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请如下各实施例的方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
微通道反应器，用于在反应条件达到预设要求时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行与所述预设要求相应的操作，并将所生成的反应产物输送至气液分离单元；
所述气液分离单元，与所述微通道反应器通过管路连接，用于对所述反应产物进行气液分离，并基于不同反应条件的触发，控制循环泵向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和/或分离液。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：分析单元；
所述分析单元与所述气液分离单元通过管路连接，用于基于预设检测时间的触发，从所述气液分离单元的输出端采集分离液，并对所述分离液中硫化物浓度和硫代硫酸盐浓度进行分析，生成分析结果。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第一输送单元，与所述微通道反应器通过管路连接；用于基于气液分离单元中硫化物废碱液体积的触发，按照预设次数将氮气输送至微通道反应器以置换系统内部的空气；并基于预设反应温度的触发，将压缩后的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元包括气液分离器；
所述气液分离器的输出端与所述循环泵的输入端连接，所述循环泵的输出端与所述微通道反应器的输入端连接；
所述气液分离器用于在所述系统内氮气置换完空气后通过循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液，并在确定系统温度达到预设反应温度时结束该输送操作。
所述气液分离器还用于在所述系统压力达到预设反应压力且所述空气流输送流量达到第一预设流量时通过所述循环泵按照第二预设流量向所述微通道反应器输送硫化物废碱液和分离液。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述气液分离单元还包括恒温水槽；
所述气液分离器上设置有夹套，所述夹套内盛有循环热水；
所述恒温水槽与所述夹套通过管路连接，用于对所述循环热水进行加热，并将加热后的循环热水通过热水循环泵输送至所述夹套以控制所述系统温度维持于预设反应温度。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述气液分离器上设置有液位计和排液阀；所述液位计用于调整所述气液分离器中滞留分离液的体积；所述排液阀用于将所述气液分离器中多余的分离液按照第三预设流量排出，以便所述液位计中液位保持恒定；
所述气液分离器上还设置有背压阀；所述背压阀用于输出所述气液分离器分离后的分离气体，并调整所述系统的压力为预设反应压力。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述微通道反应器，用于在所述反应条件达到第一预设条件时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行氧化反应操作；并在所述反应时间达到预设反应时间时，对内部的空气流和硫化物废碱液执行停止反应操作。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一输送单元包括：气压泵和流量计；所述气压泵与所述微通道反应器通过管路连接，所述气压泵用于将采集的空气压缩成空气流并输送至所述微通道反应器；所述流量计设置在所述微通道反应器的输入端管路上，用于控制气压泵输出的空气流按照第一预设流量输送至所述微通道反应器。
9.一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
当监测到系统的温度达到预设反应温度时，控制输送单元将压缩的空气流按照第一预设流量输送至微通道反应器；并控制背压阀调整系统的压力为预设反应压力；生成第一触发指令；
基于第一触发指令，控制气液输送单元将盛放的硫化物废碱液按照第二预设流量输送至微通道反应单元；并检测微通道反应器中的反应时间，当监测结果表征反应时间达到预设反应时间时，则控制微通道反应器结束反应操作。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311776133.3A CN117756265A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311776133.3A CN117756265A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117756265A true CN117756265A (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=90315769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311776133.3A Pending CN117756265A (zh) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | 一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117756265A (zh) |
-
2023
- 2023-12-22 CN CN202311776133.3A patent/CN117756265A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103819044B (zh) | 一种磁强化紫外光微波复合变压催化氧化高浓度有机废水处理系统及方法 | |
| CN104211629B (zh) | 过氧化二异丙苯缩合反应的生产设备和生产方法 | |
| JP7111320B2 (ja) | Ｐｍｉｄａ高塩廃水の処理システム及び方法 | |
| CN203612955U (zh) | 一种液硫脱气装置 | |
| CN103157405A (zh) | 液体废物处理装置 | |
| CN104496004A (zh) | 高浓度有机农药废水超临界水氧化法的处理系统及方法 | |
| CN110028040A (zh) | 一种铝-氢氧化钠反应制氢的生产工艺及其装置 | |
| CN117756265A (zh) | 一种基于硫化物生成硫代硫酸盐的控制系统及控制方法 | |
| CN112678847B (zh) | 一种尿素耦合水解器及其尿素耦合水解方法 | |
| CN106315885A (zh) | 一种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统及方法 | |
| CN112456450B (zh) | 一种含有机物废硫酸资源化利用的系统和方法 | |
| CN105251231A (zh) | 有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法 | |
| US3592586A (en) | Method for treating cyanide wastes | |
| CN106278900A (zh) | 一种制备并连续供应亚硝酸甲酯气体的方法 | |
| CN207405000U (zh) | 一种复合高级氧化工艺处理高cod废液的装置 | |
| CN104370783B (zh) | 硫氢化钠法连续化生产巯基乙酸的硫化氢回收再利用方法及系统 | |
| CN107902627B (zh) | 一种高纯度二氧化氯发生器 | |
| CN104817057A (zh) | 一种硫碘循环制氢系统的预混装置及硫碘循环制氢系统 | |
| CN103706236A (zh) | 用于实验室处理高温含h2s/co2混合尾气的方法 | |
| CN105502789B (zh) | 利用短波紫外线催化降解有机氟废水的方法 | |
| RU2458915C2 (ru) | Способ модернизации установки для получения мочевины | |
| CN217341203U (zh) | 一种用于丙烷制丙烯废碱液的预处理配比装置 | |
| CN211971876U (zh) | 一种可控制臭氧投加量的小试验装置 | |
| CN104912605B (zh) | 一种发电设备 | |
| RU2793265C2 (ru) | Способ удаления угольной кислоты из пароводяного тракта теплоэнергетической установки и устройство для удаления угольной кислоты из пароводяного тракта теплоэнергетической установки |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |