CN210505926U - 丙烯酸废水处理系统 - Google Patents

Abstract

丙烯酸废水处理系统，属于丙烯酸废水处理技术领域。其特征在于：包括换热器（1）、反应釜（5）、板框压滤机（8）以及蒸发结晶装置（9），换热器（1）的壳程入口连接有蒸汽输入管（2），换热器（1）的壳程出口连接有蒸汽输出管（3），换热器（1）的管程入口连接有废水输入管（4），换热器（1）的管程出口与反应釜（5）的进液口相连通，反应釜（5）的出渣口与板框压滤机（8）的进料口相连通，反应釜（5）的出液口与蒸发结晶装置（9）相连通。本丙烯酸废水处理系统与现有的丙烯酸废水处理相比，大大降低了处理成本，而且处理后的乙酸钙晶体经深加工后可得到纯度较高的工业乙酸钙。

Description

丙烯酸废水处理系统

技术领域

丙烯酸废水处理系统，属于丙烯酸废水处理技术领域。

背景技术

处理丙烯酸废水目前多采用传统的热力焚烧废水工艺，即在焚烧炉内部燃烧燃料气或燃料油，使炉内温度达到700～850℃后加入丙烯酸生产过程中排出的废水，使废水中的挥发性有机物在高温下氧化分解成为对环境无害的二氧化碳和水。但是上述处理耗能高，导致分解成本高，并且丙烯酸废水中的有用物质也直接分解排放，造成了原料的浪费，而且处理后的废水难以满足直排要求，对环境的污染较大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种既能够对丙烯酸废水进行处理，还能够对废水中的丙烯酸再利用的丙烯酸废水处理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该丙烯酸废水处理系统，其特征在于：包括换热器、反应釜、板框压滤机以及蒸发结晶装置，换热器的壳程入口连接有蒸汽输入管，换热器的壳程出口连接有蒸汽输出管，换热器的管程入口连接有废水输入管，换热器的管程出口与反应釜的进液口相连通，反应釜的出渣口与板框压滤机的进料口相连通，反应釜的出液口与蒸发结晶装置相连通。

优选的，所述的反应釜并联设置有至少两个。

优选的，所述的反应釜的顶部连接有风机。

优选的，所述的蒸发结晶装置包括蒸发器、分离器以及离心分离机，蒸发器的管程出口与分离器的输入口相连通，蒸发器的管程入口与反应釜的出液口相连通，分离器的出料口与离心分离机的进料口相连通，分离器的出液口与蒸发器的管程入口相连通，分离器的顶部还连接有冷凝器，蒸发器的壳程入口连接有蒸汽输送管，蒸发器的管程出口连接有冷凝水罐，冷凝器也与冷凝水罐相连通并将冷凝水送入冷凝水罐内。

优选的，所述的蒸发器包括串联设置的多级，分离器与蒸发器一一对应。

优选的，所述的离心分离机的出液口连接有母液罐，母液罐的底部连接有母液泵，母液泵的输出口与分离器的进液口相连通。

优选的，所述的分离器的出料口与离心分离机之间设置有稠厚器。

优选的，所述的蒸发器和分离器之间设置有强制循环泵。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、本丙烯酸废水处理系统的通过换热器使丙烯酸废水升温，并在反应釜内与氧化钙发生化学反应，然后通过蒸发结晶装置对混合液进行结晶，从而得到了乙酸钙晶体，对丙烯酸废水进行处理，并对废水中的丙烯酸再次利用，得到了乙酸钙晶体，而且蒸馏水处理后可以回用或排放，与现有的丙烯酸废水处理相比，大大降低了处理成本，而且处理后的乙酸钙晶体经深加工后可得到纯度较高的工业乙酸钙，既避免了材料的浪费，又充分的对废水进行了处理，能够达到直排标准，不会对环境造成污染。

2、反应釜并联设置有至少两个，反应釜能够交替工作从而使板框压滤机以及蒸发结晶装置连续工作，实现了流水线式的处理，处理效率高。

3、风机能够既能够将反应釜内的有害气体抽走，还能够使反应釜内维持负压状态，避免反应釜内的有害气体逸出污染环境。

4、蒸发器对混合液内的水进行蒸发，使产生的乙酸钙结晶，分离器能够对结晶出的乙酸钙进行分离，分离后的乙酸钙再次进入到离心分离机内分离，得到乙酸钙晶体，对丙烯酸废水中的丙烯酸进行了再利用，避免了材料的浪费。

5、蒸发器串联设置有多级，提高了混合液内的水的蒸发效率，进而大大提高了结晶的效率。

6、离心分离机分离出的母液再次通过母液泵送回分离器内，再次完成蒸发结晶，保证了对废水的处理效果好。

7、稠厚器提高了乙酸钙结晶的含量，进而提高了离心分离机的分离效率。

8、强制循环泵增加了流动效果，减少在蒸发器内结晶，提高传热效率，不会产生挂壁和堵管的现象，性能更加可靠。

附图说明

图1为丙烯酸废水处理系统的管路连接图。

图2为蒸发结晶装置的管路连接图。

图中：1、换热器 2蒸汽输入管 3、蒸汽输出管 4、废水输入管 5、反应釜 6、污泥泵7、提升泵 8、板框压滤机 9、蒸发结晶装置 10、冷凝水预热器 11、冷凝水回水管 12、原料输入管 13、蒸汽输送管 14、循环水进水管 15、一效蒸发器 16、一效分离器 17、二效蒸发器 18、二效分离器 19、三效蒸发器 20、三效分离器 21、强制循环泵 22、冷凝器 23、出料泵 24、冷凝水罐 25、冷凝水泵 26、真空泵 27、母液罐 28、母液泵 29、离心分离机 30、稠厚器 31、循环水回水管 32、冷凝水输送管 33、风机。

具体实施方式

图1~2是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~2对本实用新型做进一步说明。

丙烯酸废水处理系统，包括换热器1、反应釜5、板框压滤机8以及蒸发结晶装置9，换热器1的壳程入口连接有蒸汽输入管2，换热器1的壳程出口连接有蒸汽输出管3，换热器1的管程入口连接有废水输入管4，换热器1的管程出口与反应釜5的进液口相连通，反应釜5的出渣口与板框压滤机8的进料口相连通，反应釜5的出液口与蒸发结晶装置9相连通。本丙烯酸废水处理系统的通过换热器1使丙烯酸废水升温，并在反应釜5内与氧化钙发生化学反应，然后通过蒸发结晶装置9对混合液进行结晶，从而得到了乙酸钙晶体，对丙烯酸废水进行处理，并对废水中的丙烯酸再次利用，得到了乙酸钙晶体，而且蒸馏水处理后可以回用或排放，与现有的丙烯酸废水处理相比，大大降低了处理成本，而且处理后的乙酸钙晶体经深加工后可得到纯度较高的工业乙酸钙，既避免了材料的浪费，又充分的对废水进行了处理，能够达到直排标准，不会对环境造成污染。

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本实用新型的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1所示：换热器1的壳程入口连接有蒸汽输入管2，换热器1的壳程出口连接有蒸汽输出管3，换热器1的管程入口连接有废水输入管4，换热器1的管程出口与反应釜5的进液口相连通，废水通过换热器1升温，从而达到适宜的反应温度，保证在反应釜5内能够更好地发生化学反应。

反应釜5的顶部还设置有加料口，通过加料口可以向反应釜5内加入氧化钙，以对丙烯酸废水进行中和，并调节丙烯酸废水的pH。反应釜5底部的出料口连接有板框压滤机8，反应釜5的出料口与板框压滤机8之间设置有污泥泵6，通过污泥泵6将反应釜5底部的渣滓泵入到板框压滤机8内，并通过板框压滤机8对渣滓进行压滤分离，方便进行后续处理。

反应釜5的中部或中下部的出液口连接有蒸发结晶装置9，反应釜5的出液口与蒸发结晶装置9之间设置有提升泵7，通过提升泵7能够将反应釜5内的混合液泵入到蒸发结晶装置9内进行蒸发结晶，得到乙酸钙晶体。

反应釜5的底板设置有曝气器（图中未画出），曝气器连接与压缩空气，压缩空气通过曝气器对反应釜5内的混合液进行搅拌，以提高反应速度，保证反应釜5内的物料充分发生反应。反应釜5外壁还缠绕有盘管（图中未画出），盘管的输入端与蒸汽输入管2相连通，盘管的输出端与蒸汽输出管3相连通，且盘管与蒸汽输入管2之间设置有阀门，通过盘管能够保证反应釜5内的温度维持发生化学反应的所需要的温度，保证反应快速进行。反应釜5内还设置有pH计，以实时监测反应釜5内的pH。

反应釜5至少设置有并联的两个，在本实施例中，反应釜5并联设置有两个，两个反应釜5的进液口同时与换热器1的管程出口相连通，且每个反应釜5的进液口与换热器1的管程出口之间均设置有阀门。两个反应釜5的出渣口均通过污泥泵6与板框压滤机8的进料口相连通，且两个反应釜5的出渣口与污泥泵6之间均设置有阀门。两个反应釜5的顶部均与风机33的进风口相连通。

如图2所示：蒸发结晶装置包括蒸发器、分离器以及离心分离机29，蒸发器包括一效蒸发器15、二效蒸发器17以及三效蒸发器19，分离器与蒸发器一一对应，分离器包括一效分离器16、二效分离器18以及三效分离器20，一效蒸发器15的管程出口与一效分离器16的输入口相连通，一效分离器16的出料口与二效蒸发器17的管程入口相连通，二效蒸发器17的管程出口与二效分离器18的输入口相连通，二效分离器18的出料口与三效蒸发器19的管程入口相连通，三效蒸发器19的管程出口与三效分离器20的输入口相连通，三效分离器20的出料口与离心分离机29的进料口相连通。

一效分离器16的出液口与一效蒸发器15的管程入口相连通，二效分离器18的出液口与二效蒸发器17的管程入口相连通，三效分离器20的出液口与三效蒸发器19的管程入口相连通。

一效蒸发器15的输入端连接有冷凝水预热器10，一效蒸发器15的壳程入口连接有蒸汽输送管13，一效蒸发器15的壳程出口与冷凝水预热器10的壳程入口相连通，冷凝水预热器10的壳程出口连接有冷凝水回水管11，冷凝水预热器10的管程入口连接有原料输入管12，原料输入管12与提升泵7的输出口相连通，从而将混合液通过冷凝水预热器10后送入到一效蒸发器15内，冷凝水预热器10的管程出口与一效分离器16的输入口或一效蒸发器15的管程入口相连通，在本实施例中，冷凝水预热器10的管程出口与一效分离器16的输入口相连通。

三效蒸发器19的管程入口连接有强制循环泵21，强制循环泵21的输入口与三效分离器20的出液口相连通，强制循环泵21的输出口与三效蒸发器19的管程入口相连通。一效蒸发器15和二效蒸发器17过程中乙酸钙浓度较低，故自然循环可满足要求，乙酸钙在三效蒸发器19中析出，故在三效蒸发器19中加入强制循环泵21，增加流动效果，减少在蒸发器内结晶，提高传热效率，不宜挂壁和堵管，针对可蒸发结晶的物料或容易结疤的物料，性能更加可靠。

三效分离器20的出料口与离心分离机29之间设置有稠厚器30，三效分离器20的出料口与稠厚器30的进料口相连通，离心分离机29的进料口与稠厚器30的出料口相连通。离心分离机29的出液口连接有母液罐27，母液罐27的底部连接有母液泵28，母液泵28的输入端与母液罐27相连通，母液泵28的输出端与三效分离器20的进料口相连通。三效分离器20的出料口与稠厚器30之间设置有出料泵23。

蒸发结晶装置包括还包括冷凝器22以及冷凝水罐24，一效分离器16的顶部与二效蒸发器17的壳程入口相连通，二效蒸发器17的壳程出口与冷凝水罐24相连通，二效分离器18的顶部与三效蒸发器19的壳程入口相连通，三效蒸发器19的壳程出口与冷凝水罐24相连通，三效分离器20的顶部与冷凝器22的管程入口相连通，冷凝器22的管程出口与冷凝水罐24相连通，冷凝器22的壳程入口连接有循环水进水管14，冷凝器22的壳程出口连接有循环水回水管31，从而对三效分离器20蒸发的水蒸气进行冷凝。冷凝器22的壳程出口还连接有真空泵26，用于调节一效分离器16、二效分离器18和三效分离器20内的压强，以方便混合液的输送。

冷凝水罐24还连接有冷凝水输送管32，冷凝水输送管32上设置有冷凝水泵25。

一种利用上述丙烯酸废水处理系统进行水处理的新型的丙烯酸废水处理工艺，包括如下步骤：

步骤1）将丙烯酸废水加热至70~80℃后投入反应釜5内；

丙烯酸废水在换热器1内与蒸汽换热后，温度提升至70~80℃，然后投入一个反应釜5内。

步骤2）向反应釜5内连续投加氧化钙，并使反应釜5内的pH为9.5~10；

向该反应釜5内投入氧化钙，每升丙烯酸废水对应的氧化钙的质量为38g，并通过盘管使反应釜5的温度维持80℃，通过底部的曝气器对反应釜5内曝气搅拌，反应时间为0.5~1h。反应过程中，通过风机33使反应釜5内维持负压状态。反应过程中，维持反应釜5内的pH为9.5~10。

反应釜5内发生的化学反应为：2CH₃COOH+CaO→（CH₃COO)₂Ca+H₂O；乙酸钙还可以直接掺入到煤中燃烧，乙酸钙加热至160℃时发生的化学反应的化学反应方程式为：(CH₃COO)₂Ca+4O₂=CaCO₃+3CO₂+3H₂O；乙酸钙在高温下完全燃烧时的化学反应的化学反应方程式为：(CH₃COO)₂Ca+4O₂=CaO+4CO₂+3H₂O。而废水中的甲醛在氧化钙的催化氧化作用下发生缩聚反应生成葡萄糖，颜色为红棕色。

反应过程中需要对反应釜5内的混合液取样，当样品无甲醛异味，且颜色为红棕色时，则判断反应釜5内的反应终止。

步骤3）将反应釜5底部的渣滓送入板框压滤机8内处理；

启动污泥泵6和板框压滤机8，将反应釜5内的渣滓送入板框压滤机8内压滤。同时向另一个反应釜5内加入丙烯酸废水和氧化钙。

步骤4）对混合液蒸发结晶后分离，对蒸馏水处理后回用或排放，对结晶的乙酸钙包装收集。

通过三级蒸发分离，对混合液进行蒸发结晶，混合液由提升泵7进入到一效蒸发器15内浓缩，然后经过一效分离器16分离；通过压差进入到二效蒸发器17内蒸发浓缩，并经二效分离器18分离；在通过压差进入三效蒸发器19内浓缩，并通过三效分离器20分离，并通过出料泵23泵入稠厚器30内，再通过离心分离机29得到乙酸钙固体，母液返回三效蒸发器19继续浓缩。

通过蒸汽作为一效蒸发器15的热源，一效蒸发器15蒸出的二次气作为二效蒸发器17的热源，为二效蒸发器17加热。二效蒸发器17蒸出的二次气作为三效蒸发器19的热源，为三效蒸发器19加热。三效蒸发器19蒸出的二次气进入到冷凝器22内，冷凝后进入到冷凝水罐24内。

一效蒸发器15产生的冷凝水进入冷凝水预热器对物料继续加热后去界外处理，二效蒸发器17的二次气冷凝水进入到三效壳程，三效壳程和冷凝器内的冷凝水进入到冷凝水罐24内，通过冷凝水泵25泵送至界外。

通过上述蒸发结晶的过程对乙酸钙进行提纯，在分别对样品中的乙酸钙进行含量测定，样品的提纯进行三次平均试验。为考察提纯后样品的纯度变化，对原样品以及提纯样品进行测定，对于样品1：原样品中乙酸钙的含量为64.14%，提纯后样品中乙酸钙的含量为99.12%；对于样品2：原样品中乙酸钙的含量为60.39%，提纯后样品中乙酸钙的含量为99.37%；对于样品3：原样品中乙酸钙的含量为59.47%，提纯后样品中乙酸钙的含量为98.43%。原样品乙酸钙的平均含量为61%，而通过提纯胡，样品中的乙酸钙的平均含量则接近99%，乙酸钙的纯度提升明显。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.丙烯酸废水处理系统，其特征在于：包括换热器（1）、反应釜（5）、板框压滤机（8）以及蒸发结晶装置（9），换热器（1）的壳程入口连接有蒸汽输入管（2），换热器（1）的壳程出口连接有蒸汽输出管（3），换热器（1）的管程入口连接有废水输入管（4），换热器（1）的管程出口与反应釜（5）的进液口相连通，反应釜（5）的出渣口与板框压滤机（8）的进料口相连通，反应釜（5）的出液口与蒸发结晶装置（9）相连通。

2.根据权利要求1所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的反应釜（5）并联设置有至少两个。

3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的反应釜（5）的顶部连接有风机（33）。

4.根据权利要求1所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的蒸发结晶装置（9）包括蒸发器、分离器以及离心分离机（29），蒸发器的管程出口与分离器的输入口相连通，蒸发器的管程入口与反应釜（5）的出液口相连通，分离器的出料口与离心分离机（29）的进料口相连通，分离器的出液口与蒸发器的管程入口相连通，分离器的顶部还连接有冷凝器（22），蒸发器的壳程入口连接有蒸汽输送管（13），蒸发器的管程出口连接有冷凝水罐（24），冷凝器（22）也与冷凝水罐（24）相连通并将冷凝水送入冷凝水罐（24）内。

5.根据权利要求4所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的蒸发器包括串联设置的多级，分离器与蒸发器一一对应。

6.根据权利要求4所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的离心分离机（29）的出液口连接有母液罐（27），母液罐（27）的底部连接有母液泵（28），母液泵（28）的输出口与分离器的进液口相连通。

7.根据权利要求4所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的分离器的出料口与离心分离机（29）之间设置有稠厚器（30）。

8.根据权利要求4所述的丙烯酸废水处理系统，其特征在于：所述的蒸发器和分离器之间设置有强制循环泵（21）。

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