CN202482079U - 石膏型卤水连续净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石膏型卤水连续净化装置，包括依次连接的预混设备、连续反应设备、絮凝设备和澄清设备；本实用新型设备紧凑，占地面积小，节约了土地面积；突破了卤水净化间歇反应生产瓶颈，为将来实现工业化生产和设计提供了有力的技术支持；减轻工人劳动强度，达到产品质量稳定均衡，提升了最终产品质量；为企业能源系统稳定运行，提供了保障，节约了能源。

Description

石膏型卤水连续净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种水净化装置，特别涉及一种制盐卤水一级净化装置。

背景技术

真空制盐行业硫酸钙型卤水(也称石膏型卤水)中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄ ^2-等多种杂质离子，且Ca²⁺、Mg²⁺含量远高于硫酸钠型卤水，若不经净化而直接进入蒸发系统，卤水带入的Ca²⁺、Mg²⁺等形成的各种化合物的富集将造成设备结垢，降低传热效率，增加能耗；同时对产品质量影响也较大。因此蒸发前应先对卤水进行净化，有利于延长真空制盐装置的运行周期，减少运行成本，提高装置的有效利用率，稳定生产、降低消耗、降低工人劳动强度，提高产品质量和产能。

卤水净化包含有化学工艺和工艺装置等技术环节，在化学工艺技术环节方面：卤水净化的方式有很多种，其中常用的为两碱法、石灰-纯碱法和石灰-芒硝-CO₂法等。目前国内制盐企业大多采用两碱法或石灰-纯碱法净化卤水，以及新兴的石灰-芒硝-CO₂法，如申请号为200710057151.0的中国专利。由于前两种方法所添加的烧碱和纯碱价级较高，且卤水中含有的钙、镁离子含量高，需要烧碱和纯碱的量较大，导致净化成本高。后者则需要大量的CO₂，反应的时间较长，反应速率较慢等不足。

目前，在基本的工艺装置技术环节，在制盐行业中石灰-芒硝- CO₂法卤水净化工程基本上采用的都是间歇式反应方式，采用的反应器为——间歇式反应桶（釜）。对于钙镁型卤水来说，采用石灰-芒硝- CO₂法作为化学主要反应方法，采用间隙式反应方式对卤水进行净化处理。其基本工艺原理是卤水和母液按照一定的比例装入足够大的反应桶中，并搅拌使之混合，石灰经消化后通入到装有经混合的卤水和母液（芒硝）的反应桶中，使之充分反应，待反应一定时间后，使之澄清得到初级卤水，初级卤水在进入二级反应得到精卤。间隙式方式实质是把几种反应物按不同配比先后装入反应桶内进行反应，待反应达到指标要求时即完成实验，再进行絮凝剂添加，接着是澄清工艺，其主要的反应装置为独立运作的反应桶，主要包括：母液储筒、主反应桶、石灰乳中转桶，渣中转桶，（精卤桶）等。据目前使用情况报道来看，间歇式反应方式虽然具有一次处理量可达上千立方，反应过程易控制等优点，但存在反应容器较多、反应过程较长、占地面积较大、单位时间内处理量较少、进料时间较长、瞬时流量大、瞬间负荷大等不足。

现在的卤水净化一直没有采用连续式净化工艺，其原因有主要是反应装置的限制，间隙式的反应装置主要为反应桶，结构较为简单，且物料的停留时间不是主要控制因素之一，而连续反应装置的停留时间是极大影响反应过程的因素之一，物料的停留时间的长短是受连续反应装置的结构及形状控制，还有沉淀的澄清都与连续反应装置的结构及形状有关系，即没有一种较为合适的装置来很好的实现反应时间的控制从而不能很好控制反应过程。这些种种因素就是现在采用间隙式工艺的一些技术瓶颈，但是通过多年的实际运行，在卤水的间隙式净化工艺存在操作、管理、工艺上的问题已难以支撑卤水净化的进一步发展。

另外，连续多级反应发生器,作为连续反应设备的常见的一种形式，目前，都是应用在一些简单化工和水（或废水）处理中有初步应用，比如磷酸的制备、饮用水的污杂物处理、以及城市污水处理。其特点是处理的效果较好、污杂物的去除率较高、处理量较大，生产的产品稳定、操作易稳定控制，但是技术及装备都处于发展的初期，各方面都有待完善和进一步的扩展研究。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的，是针对上述存在的问题，提供一种石膏型卤水连续净化装置。

采用的技术方案是：一种石膏型卤水连续净化装置，包括依次连接的预混设备、连续反应设备、絮凝设备、澄清设备以及沉淀物自然收集排放装置，其中，所述预混设备包括一个原料输入口和一个出料口，所述连续反应设备是由多个反应发生器组成多级反应器，多级反应发生器的第一级反应发生器的入口与上述预混设备的出料口连通，并设置在一级反应发生器的底端，最后一级反应发生器上设置有出料口，所述絮凝设备的入口与上述最后一级反应发生器上的出料口连通，絮凝设备下端分别设置有液体物质出料口和固体物质出料口，所述澄清设备的入口与所述絮凝设备的液体物质出料口连通，还包括石灰乳加药系统，所述石灰乳加药系统的出口与连续反应设备中的至少一个反应发生器连通。

作为优选：所述预混设备为预混桶，石灰乳加药系统的出口还与预混桶相连，且石灰乳加药系统的加药管道出口设置在预混桶出口的正上方。

预混好的两种物质（即卤水及制盐母液）或三种物质（即卤水、制盐母液及石灰乳）利用液体自由流动性和液位高差，在管内高速流动混合，经管道流入连续反应发生器底端，在到达连续反应器时三种物质基本混合完全，流动混合的过程中同时伴随着反应的进行。三种原料在不需要任何机械搅拌的条件下实现了混匀的目的，减少了能源的消耗。同时三种原料是连续进料的，每次的进料较为稳定均匀，整个系统处于相对平衡稳定的反应环境，避免了瞬时负荷较大的不足，同时给最终盐品质的稳定提供了较好的前期基础。

作为优选：所述多级反应发生器，包括至少四级反应发生器，其中前一级反应发生器的出口与后一级反应发生器的入口连通，且相邻反应发生器的出口呈上、下间隔设置。

每级反应器可以均为普通反应池，所谓 “间隔设置”，其具体设置方式可以为：其中第一级反应发生器的出口与第二级反应发生器的入口连通，且第一级反应发生器的出口设置于第一级反应发生器的上端；第二级反应发生器的出口与第三级反应发生器的入口连通，且第二级反应发生器的出口设置于第二级反应发生器的底端，以此类推。

即每级反应发生器的入口和出口都采用了对角布置，这样利用液体自由流动性质及同一水平面压力相等，有利于渣的初沉降，避免卤水净化过程中出现短路的现象，同时也增加了卤水连续净化过程的路程，增加反应时间。

这样，各级反应发生器间卤水的转换流动不需要外加机械动力，利用卤水自然重力流动性及水平衡性达到自然流通流动，相对的节约了能源，避免了电力的瞬间负荷的突然不稳定性。

反应发生器级数的多少是根据卤水的性质及化学反应的快慢或需要停留的时间长短而决定，也可根据卤水净化的效果来确定反应发生器级数、或者是根据主反应所需要的时间来决定。

每级反应发生器的入口：出口尺寸比例按照1：(1.2-3），或者是按照处理流量的截面积和需要停留的时间来控制入口和出口的尺寸大小。

这样逐渐降低了卤水在各反应发生器的流动速率，提高卤水连续反应的时间，以及降低沉淀的流动速率，有利于沉淀晶核的长大，提高硫酸根的转化率。同时增加了沉淀在各反应发生器沉降的时间，缩短了初级精卤的沉降时间。

进一步地：在每级反应发生器底部内侧均设置列管，且列管上设置有孔；

这样，使得反应发生器采用空气鼓泡方式进行搅拌，即利用鼓气装置鼓风机鼓气，进入在连续多级反应发生器底部设置的具有一定孔径大小的孔的列管中，空气从孔的列管中排出，形成较大气泡在反应液不断中上升，形成鼓泡翻滚，最终达到较好的模拟搅拌的效果；

在每级反应发生器的四个直角都设置了倒角，避免反应时存在的反应死角。

进一步地：在连续多级反应发生器的底部设置斜板沉降装置，并在底部设置有沉淀收集槽，有利于沉淀的沉降收集。

进一步地：所述的絮凝设备为絮凝剂（混合絮凝）发生器，所述絮凝剂反应发生器底部设置有斜板沉降装置，并在底部设置有沉淀收集槽。

进一步地：所述澄清设备为澄清池，所述澄清池的入口位于其下端，澄清池底部设置有斜板沉降装置和沉淀收集槽，澄清池中部设置有斜管澄清管；多级的沉降方式提高了卤水的澄清效率，有利于第二级反应的初级精卤的品质提高，减少澄清的时间。

本实用新型提供的设备主要用于卤水净化的一级除镁连续反应。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：一是设备紧凑，占地面积小，节约了土地面积；二是突破了卤水净化间歇反应生产瓶颈，为将来实现工业化生产和设计提供了有力的技术支持；三是减轻工人劳动强度，达到产品质量稳定均衡，提升了最终产品质量；四是为企业能源系统稳定运行，提供了保障，节约了能源。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为图1中第2级反应发生器的结构示意图；

图3为图1中的A-A视图；

图4为图1中澄清池的B-B视图。

图中标记：1为第一级反应发生器，2为第二级反应发生器，3为第三级反应发生器，4为第四级反应发生器，5为预留池，6为絮凝剂反应发生器，7为澄清池，8为预混桶，9为原料输入口，10a为第一出口，10b为第二出口，10c为第三出口，10d为第四出口，11为石灰乳加药系统，12为沉淀收集槽，13为倒角，14为斜板沉降装置，15为斜管澄清管，16为渣排放收集系统，17为精卤输出口，18为鼓泡搅拌列管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种石膏型卤水连续净化装置，包括依次连接的预混桶8、四级反应发生器1-4、絮凝剂反应发生器6、澄清池7和精卤输出口17，还包括石灰乳加药系统11，预混桶8上设置有原料输入口9，原料输入口9为卤水和制盐母液的入口，所述石灰乳加药系统11的出口与四级反应发生器连接，第一级反应发生器1的第一出口10a与第二级反应发生器2的入口连通，且第一出口10a设置在第一级反应发生器1的上端；第二级反应发生器2的第二出口10b与第三级反应发生器3的入口连通，且第二出口10b设置在第二级反应发生器2的底端；第三级反应发生器3的第三出口10c与第四级反应发生器4的入口连通，且第三出口10c设置在第三级反应发生器3的上端，第四级反应发生器4的第四出口10d与预留池5的入口连通，且第四出口10d设置在第四级反应发生器4的底端，即每个反应发生器的入口和出口都采用了对角布置,每个反应发生器的入口：溢流口尺寸比例均按照1：1.5设置；

在每级反应发生器底部内侧均设置鼓泡搅拌列管18，且鼓泡搅拌列管18上设置有孔；在每级反应发生器的四个直角都设置了倒角13，斜板沉降装置14与水平面的夹角为41°，如图2所示；

在每连续多级反应发生器的底部设置斜板沉降装置14，并在底部设置有沉淀收集槽12，所述絮凝剂反应发生器6底部也设置有斜板沉降装置14，并在底部也设置有沉淀收集槽12，澄清池7的入口位于其下端，澄清池7底部设置有斜板沉降装置14和沉淀收集槽12，澄清池7中部设置有斜管澄清管15；如图3和图4所示，沉淀收集槽12的沉淀通过渣排放收集系统16去渣处理，从澄清池7出来的卤水通过精卤输出口17去二级处理；

使用时按照以下步骤进行一级除镁反应：

A、采用连续进料方式加入原料，所述原料包括卤水、制盐母液，按物质的量的比例计，卤水：制盐母液=4:1，并将原料在预混桶中进行混合，得到混合卤水；

B、混合后的原料进入连续多级反应发生器，连续多级反应发生器为5级，每级反应发生器的处理能力为1m³/h，其中1-4级为主反应发生器，第5级为预留池，并在连续多级反应发生器中加入石灰乳，进行反应；连续反应器中的石灰乳加入量，是每1L混合卤水中添加总量为35ml的石灰乳，加入的规律是1-4号反应发生器按照逐渐递减的方式，分别加入10ml、9ml、8.5ml、7.5ml；连续多级反应发生器采用空气鼓泡方式进行搅拌，

最终实现了一级反应的连续处理，反应时间为4小时，即实现了1m³/h处理能力的连续处理，镁离子完全除去，最终硫酸根的除去率可达到30.9%，其与间歇式反应达到的去除率20.84%相比，提高了10个百分点，硫酸根的去除率有较大的提高。

实施例2

石灰乳加药系统11的出口还与预混桶8相连，且石灰乳加药系统11的加药管道出口设置在预混桶8出口的正上方，即在预混桶也加入石灰乳，其余与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：

包括依次连接的预混设备、连续反应设备、絮凝设备和澄清设备，其中，所述预混设备包括一个原料输入口和一个出料口，所述连续反应设备是由多个反应发生器组成多级反应器，多级反应发生器的第一级反应发生器的入口与上述预混设备的出料口连通，最后一级反应发生器上设置有出料口，所述絮凝设备的入口与上述最后一级反应发生器上的出料口连通，絮凝设备下端分别设置有液体物质出料口和固体物质出料口，所述澄清设备的入口与所述絮凝设备的液体物质出料口连通，还包括石灰乳加药系统，所述石灰乳加药系统的出口与连续反应设备中的至少一个反应发生器连通。

2.根据权利要求1所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：所述预混设备为预混桶，石灰乳加药系统的出口还与预混桶相连，且石灰乳加药系统的加药管道出口设置在预混桶出口的正上方。

3.根据权利要求1所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：所述多级反应发生器，包括至少四级反应发生器，其中前一级反应发生器的出口与后一级反应发生器的入口连通，且相邻反应发生器的出口呈上、下间隔设置。

4.根据权利要求3所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：在每级反应发生器底部内侧均设置列管，且列管上设置有孔；在每级反应发生器的四个直角都设置了倒角。

5.根据权利要求3所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：在连续多级反应发生器的底部设置斜板沉降装置，并在底部设置有沉淀收集槽。

6.根据权利要求3所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：所述的絮凝设备为絮凝剂反应发生器，所述絮凝剂反应发生器底部设置有斜板沉降装置，并在底部设置有沉淀收集槽。

7.根据权利要求3所述的石膏型卤水连续净化装置，其特征在于：所述澄清设备为澄清池，所述澄清池的入口位于其下端，澄清池底部设置有斜板沉降装置和沉淀收集槽，澄清池中部设置有斜管澄清管。

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