CN209438593U - 一种废酸电石渣混合反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废酸电石渣混合反应器，包括壳体，在所述壳体的一端设置有电石渣进料口和废硫酸进液口，在所述壳体的另一端设置有反应气出口和固体物料出口，在所述壳体内设置有搅拌输送机构，所述搅拌输送机构包括至少一根带桨叶的搅拌轴，所述搅拌轴与设置在壳体外的用于驱动搅拌轴转动的驱动机构连接，所述搅拌输送机构用于对反应器内的固体物料搅拌并向前输送，在所述废酸电石渣混合反应器上设置有冷却结构，所述冷却结构用于带走反应过程中放出的热量。本实用新型应用于干法乙炔生产中废硫酸的综合处理利用技术，其结构简单，能够使电石渣和废硫酸在反应器内的中和反应过程充分、完全，有利于满足后续工艺的要求。

Description

一种废酸电石渣混合反应器

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，特别涉及一种适用于电石渣处理乙炔清净废硫酸工艺中的废酸电石渣混合反应器。

背景技术

在电石乙炔装置，采用浓硫酸清净取代次氯酸钠清净可以大大减少工业水消耗量和废水排放量，但是产生的废硫酸含有烃类碳化物、硫单质、亚硫酸、硫酸及磷酸等多种杂质，呈黑色黏糊状，带刺鼻酸味，发出恶臭，严重影响环境，给运输和利用造成极大困难。企业必须将这些废硫酸送到具有资质的危废中心进行处置，每吨处置费用约500元，全年需要支付数百万元处理费用，这给企业带来较大的经济财务负担；而且随着政府环保监管更加严格，受危废中心处置能力有限和处置费用提高的制约，乙炔生产装置高负荷长周期运行受到严重影响。因此，选择合适的工艺技术处理乙炔副产废硫酸成为企业解决环保问题的重要课题。

目前工业废硫酸的处理技术主要有五种：高温裂解法、浓缩法、化学氧化、萃取以及中和法。

高温裂解法：该法是在高温下将废硫酸裂解成二氧化硫气体，制得的二氧化硫冷却后经触媒催化转化成三氧化硫，随后用浓硫酸吸收，生成发烟硫酸，再用稀硫酸将其稀释成98% 浓硫酸的工艺。此法是最清洁、最彻底处理废硫酸的方法，但投资大、能耗较高，大多数生产装置难以接受。

浓缩法：该法是加热稀废硫酸，结晶析出废酸中的无机物杂质，有机物杂质则发生氧化、聚合等反应转变为深色胶状物或悬浮物，再通过过滤去除这些杂质。此方法对设备材质要求高，蒸汽、水、电消耗量大，运行费用高；操作复杂，维修困难且费用高；废硫酸处理量小，蒸发管道极易堵塞，运行不太稳定。

化学氧化：利用氧化剂将废硫酸中的有机杂质氧化分解成二氧化碳、水和氮氧化物，进而净化回收废硫酸。但此方法效率不高、成本高，需要与其他工艺结合使用。

萃取：选择合适的有机溶剂作为萃取剂，在有机溶剂与废硫酸充分接触后使杂质转移到溶剂中，进而得到净化的硫酸。此方法设备简便，常压操作，萃取剂可循环再生，对设备无腐蚀，但难找到合适的萃取剂，且运行成本较高，国内工业化应用案例较少。

中和法：利用酸碱中和原理，用石灰等碱性中和剂对废硫酸进行中和处理。此方法设备投资少、操作简单、成本较低，实际生产中运用广泛。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种应用于干法乙炔生产中，利用电石渣处理乙炔清净废硫酸的废酸电石渣混合反应器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种废酸电石渣混合反应器，包括壳体，其特征在于：在所述壳体的一端设置有电石渣进料口和废硫酸进液口，在所述壳体的另一端设置有反应气出口和固体物料出口，在所述壳体内设置有搅拌输送机构，所述搅拌输送机构包括至少一根带桨叶的搅拌轴，所述搅拌轴与设置在壳体外的用于驱动搅拌轴转动的驱动机构连接，所述搅拌输送机构用于对反应器内的固体物料搅拌并向前输送，在所述废酸电石渣混合反应器上设置有冷却结构，所述冷却结构用于带走反应过程中放出的热量。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其所述电石渣进料口和废硫酸进液口均设置在壳体一端的顶部，所述反应气出口和固体物料出口分别设置在壳体另一端的顶部和底部。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其在所述电石渣进料口设置有可计量的螺旋进料器，在所述固体物料出口设置有可计量的螺旋出料器，所述废硫酸进液口与废酸输送泵连接，所述废酸输送泵采用带变频调节的计量泵。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其在所述壳体内设置有多个与废硫酸进液口连通的废硫酸喷头。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其在所述壳体内不同部位设置有多个冷却水喷头。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其所述搅拌输送机构包括设置在壳体内、且沿壳体轴向并排设置的两根带桨叶的搅拌轴，两根搅拌轴上的桨叶相互啮合，所述两根搅拌轴在驱动机构的作用下转速一致且转动方向相反。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其所述驱动机构包括驱动电机以及传动部件，所述驱动电机的动力输出端通过传动部件与两根搅拌轴连接。

本实用新型所述的废酸电石渣混合反应器，其所述冷却结构为半圆夹套式结构的壳体以及空心结构的搅拌轴，反应过程中放出的热量由半圆夹套壳体和空心搅拌轴内的冷却介质带走。

本实用新型应用于干法乙炔生产中废硫酸的综合处理利用技术，针对电石法制乙炔过程中会产生大量的碱性废渣，利用中和法将废硫酸与电石渣反应生产供水泥用的石膏并掺混到大量过剩的电石渣中用于生产合格的水泥，本实用新型结构简单，能够使电石渣和废硫酸在反应器内的中和反应过程充分、完全，有利于满足后续工艺的要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型在工艺中的使用示意图。

图中标记：1为壳体，2为搅拌轴，3为驱动电机，4为传动部件，5为废酸输送泵。

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。

如图1所示，一种废酸电石渣混合反应器，包括壳体1，在所述壳体1的一端顶部设置有电石渣进料口和废硫酸进液口，在所述壳体1的另一端顶部设置有反应气出口，底部设置有固体物料出口，在所述电石渣进料口设置有可计量的螺旋进料器，便于精确控制电石渣加料量，同时保证稳定、均匀向反应器供料，在所述固体物料出口设置有可计量的螺旋出料器，便于精确控制反应转化率，所述废硫酸进液口与废酸输送泵5连接，所述废酸输送泵5采用带变频调节的计量泵，通过调节计量泵频率精确控制废酸加入量，严密监控好反应器温度和压力使反应连续稳定的进行；在所述壳体1内设置有搅拌输送机构，所述搅拌输送机构包括至少一根带桨叶的搅拌轴2，所述搅拌轴2与设置在壳体1外的用于驱动搅拌轴2转动的驱动机构连接，所述搅拌输送机构用于对反应器内的固体物料搅拌并向前输送，在所述废酸电石渣混合反应器上设置有冷却结构，所述冷却结构用于带走反应过程中放出的热量，所述冷却结构为半圆夹套式结构的壳体1以及空心结构的搅拌轴2，反应过程中放出的热量由半圆夹套壳体1和空心搅拌轴2内的冷却介质带走，所述冷却介质采用冷冻水，而非循环水，尽量保证撤走更多热量。

在本实施例中，所述搅拌输送机构包括设置在壳体1内、且沿壳体1轴向并排设置的两根带桨叶的搅拌轴2，两根搅拌轴分主动轴和从动轴，两根搅拌轴2上的桨叶相互啮合，所述两根搅拌轴2在驱动机构的作用下转速一致且转动方向相反，废硫酸和电石渣在电石渣混合反应器反应时，根据情况调节反应器两个搅拌轴的搅拌方向和搅拌速度尽可能保证两者均匀混合，避免局部高温，搅拌轴由厚壁管和轴头焊接而成，在轴上焊接有桨叶，轴和桨叶的外表面衬有哈C276板，提高桨叶和轴的寿命；所述驱动机构包括驱动电机3以及传动部件4，所述驱动电机3的动力输出端通过传动部件4与两根搅拌轴2连接。其中，所述传动部件4由减速机、联轴器、齿轮传动组成。驱动机构动力储备大，支持反应器长期连续运行，通过变频器调整电机转速，最终改变搅拌轴的转速，搅拌轴的转速范围在5～15 rpm之间可调，以适应现场不同的工艺条件。

如图2所示，为本实用新型的废酸电石渣混合反应器在电石渣处理乙炔清净废硫酸工艺中的具体应用，具体为：将电石渣和废硫酸分别送入至废酸电石渣混合反应器中，整个反应过程在封闭状态下进行，其中，乙炔发生工序产生的电石渣经斗提机提送至电石渣料仓缓存，通过电石渣料仓旋转下料阀及电石渣料仓称重模块计量后送进废酸电石渣混合反应器，乙炔装置罐区单元废硫酸储罐的废硫酸，经废酸输送泵送至废酸电石渣混合反应器，经喷头均匀喷撒在反应器内部，与来自电石渣储仓的电石渣进行反应，反应生成硫酸钙和含有硫化氢等杂质的水蒸汽，并释放出大量的热，生成的硫酸钙经卸料阀卸至灰渣车，通过灰渣车辆运输至水泥厂，反应产生的含有硫化氢等杂质的尾气由废酸电石渣混合反应器的顶部排出，并经风机抽入至洗涤塔用碱液洗涤，清净后的尾气高点放空，洗涤液排至污水处理，洗涤塔洗涤液需控制好pH值，保证在碱性状态下实现尾气洗涤确保尾气达标排放，以避免环境污染；而反应过程中放出的热量由废酸电石渣混合反应器的冷却结构内的冷却介质带走，使废酸电石渣混合反应器内的反应温度保持在一定范围内。

在本实施例中，电石渣和废硫酸从废酸电石渣混合反应器的顶部同端进入，废酸电石渣混合反应器内带桨叶的搅拌轴转动使固体电石渣物料不断翻转、搅拌，不断的更新反应介质，废硫酸由反应器内喷头均匀喷洒在电石渣物料上并与之反应，使中和反应过程充分、完全，同时，固体电石渣物料随桨叶不断向前输送，待输送至反应器另一端出口时，反应产生的固体物料通过底部出料装置排出。

其中，所述废酸电石渣混合反应器采用半圆夹套壳体，所述搅拌轴采用空心结构，反应过程中放出的热量由废酸电石渣混合反应器半圆夹套壳体和空心搅拌轴内的冷却介质带走，废酸电石渣混合反应器排气口温度不大于90℃，否则会烧坏洗涤塔内部附件和填料；在反应器内不同部位设置工业水喷头，当废酸电石渣混合反应器温度升高时，向废酸电石渣混合反应器内喷淋适量的冷却水，喷淋进废酸电石渣混合反应器的水吸热变成水蒸气，并随尾气一起放空，使废酸电石渣混合反应器的温度及时下降；由于电石渣中含有约2wt%未反应电石，其与废硫酸反应时会有少量乙炔气产生，故在尾气排放管线上设置乙炔和氧气含量在线分析仪，同时在废酸电石渣混合反应器的排气出口管线上设置空气吸入口，当反应产生的气体中乙炔含量偏高时，通过加入空气以将乙炔含量控制在远低于爆炸范围下限。

反应产生的气体经两级洗涤塔用碱液进行洗涤，洗涤塔内的洗涤液为乙炔装置罐区单元碱液储罐的23～25wt%碱液，经碱液输送泵输送至第二级洗涤塔，与第二级洗涤塔内的酸性尾气逆流接触充分洗涤，待碱液浓度低至10～15wt%排至第一级洗涤塔，与第一级洗涤塔内的酸性尾气逆流接触充分洗涤，待碱液浓度低至2～5wt%时，外排至污水处理，采用两级碱洗处理中和反应产生的废气，以除去反应产生的酸性气体，减少环境污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种废酸电石渣混合反应器，包括壳体（1），其特征在于：在所述壳体（1）的一端设置有电石渣进料口和废硫酸进液口，在所述壳体（1）的另一端设置有反应气出口和固体物料出口，在所述壳体（1）内设置有搅拌输送机构，所述搅拌输送机构包括至少一根带桨叶的搅拌轴（2），所述搅拌轴（2）与设置在壳体（1）外的用于驱动搅拌轴（2）转动的驱动机构连接，所述搅拌输送机构用于对反应器内的固体物料搅拌并向前输送，在所述废酸电石渣混合反应器上设置有冷却结构，所述冷却结构用于带走反应过程中放出的热量。

2.根据权利要求1所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：所述电石渣进料口和废硫酸进液口均设置在壳体（1）一端的顶部，所述反应气出口和固体物料出口分别设置在壳体（1）另一端的顶部和底部。

3.根据权利要求1所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：在所述电石渣进料口设置有可计量的螺旋进料器，在所述固体物料出口设置有可计量的螺旋出料器，所述废硫酸进液口与废酸输送泵（5）连接，所述废酸输送泵（5）采用带变频调节的计量泵。

4.根据权利要求1所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：在所述壳体（1）内设置有多个与废硫酸进液口连通的废硫酸喷头。

5.根据权利要求1所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：在所述壳体（1）内不同部位设置有多个冷却水喷头。

6.根据权利要求1所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：所述搅拌输送机构包括设置在壳体（1）内、且沿壳体（1）轴向并排设置的两根带桨叶的搅拌轴（2），两根搅拌轴（2）上的桨叶相互啮合，所述两根搅拌轴（2）在驱动机构的作用下转速一致且转动方向相反。

7.根据权利要求6所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机（3）以及传动部件（4），所述驱动电机（3）的动力输出端通过传动部件（4）与两根搅拌轴（2）连接。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的废酸电石渣混合反应器，其特征在于：所述冷却结构为半圆夹套式结构的壳体（1）以及空心结构的搅拌轴（2），反应过程中放出的热量由半圆夹套壳体（1）和空心搅拌轴（2）内的冷却介质带走。