CN211620092U - 一种除去水中钙镁离子的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工或环保设备技术领域，公开一种除去水中钙镁离子的反应装置，包括反应混合机构、缓冲釜和沉降罐，反应混合机构包括进料管道、至少三个反应混合室和出料管道，进料管道的进料端侧壁上连接有二氧化碳进气管道，至少三个反应混合室通过管道相连，进料管道、至少三个反应混合室、出料管道、缓冲釜和沉降罐依次连通，各反应混合室内设有至少两个挡板，缓冲釜为竖直圆柱状，其下部设有与出料管道相连的进料口、上部连接有排水管，沉降罐为倒圆锥状，沉降罐的顶部为物料进口，物料进口与缓冲釜的底部相连，沉降罐的底部设有排渣口。该装置可实现水中钙镁离子去除的连续操作，水中钙镁离子去除质量好、效率高。

Description

一种除去水中钙镁离子的反应装置

技术领域

本实用新型属于化工或环保设备技术领域，具体涉及一种除去水中钙镁离子的反应装置。

背景技术

在化工生产和中水处理过程中，钙镁离子的脱除是重要的一个工艺单元，目前脱除钙镁离子的方法包括：1、加热软化法：借助加热把钙镁转化为溶解度很小的碳酸钙和碳酸镁；2、药剂软化法：借助化学助剂将钙镁离子转化为碳酸钙和碳酸镁，常用的助剂包括石灰、石灰-纯碱、石灰-石膏；3、离子交换法：利用离子交换剂将钙镁转化成钠，其他阴离子成分不变；4、膜分离法：利用纳滤膜（NF）或者反渗透膜（RO）孔隙小的特性，将水中的钙镁离子截留。

上述方法中，离子交换法和膜分离法存在造价高、运行费用高的缺点，不适用于大流量废水处理。二氧化碳法是药剂软化法降低钙镁离子工艺的改进方法，利用二氧化碳和钙镁离子反应生成沉淀物将其除去，该方法具有运行成本低，沉渣量小，不引入钠离子造成回水中盐度富集的问题。

现有的二氧化碳法脱钙镁装置大多为间歇操作，运行过程中存在二氧化碳和水溶解慢，以及与钙镁离子反应效率差，过程控制繁琐，原料消耗大等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种除去水中钙镁离子的反应装置，实现连续化操作，提升水处理效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种除去水中钙镁离子的反应装置，包括反应混合机构、缓冲釜和沉降罐，所述反应混合机构包括进料管道、至少三个反应混合室和出料管道，所述进料管道的进料端侧壁上连接有二氧化碳进气管道，至少三个所述反应混合室通过管道相连，所述进料管道、至少三个反应混合室、出料管道、缓冲釜和沉降罐依次连通，各所述反应混合室内设有至少两个挡板，所述缓冲釜为竖直圆柱状，其下部设有与出料管道相连的进料口、上部连接有排水管，所述沉降罐为倒圆锥状，沉降罐的顶部为物料进口，所述物料进口与缓冲釜的底部相连，所述沉降罐的底部设有排渣口。

优选地，所述反应混合室与进料管道相垂直的截面面积为进料管道内径截面积的3-10倍。另外，进料管道、出料管道和反应混合室之间连接的管道管径可以相同。

本实用新型中，所述挡板的作用面与物料的进出方向垂直，且相邻两挡板分别固定于反应混合室的相对两部位。挡板的设置可改变管道和反应混合室内气液流动状态，将管道和反应混合室内部平推流调整为混合流，保证二氧化碳与水的充分混合和溶解，提高二氧化碳和钙镁离子的反应效率；避免气液两相在管道和反应混合室中形成平推流，气液两相混合效果差，体系无返混的问题。相对两部位是指反应混合室的上部和下部、左部和右部等，使物料只能从相邻两挡板的相对方位通过。

优选地，所述挡板的遮挡面积为与挡板平行的反应混合室截面面积的1/2至2/3。挡板的遮挡面积设置需不影响反应流动速率，同时保证水处理效率。

优选地，所述缓冲釜的横截面面积为出料管道内径截面积的80-150倍。钙镁离子与二氧化碳反应生成的微小颗粒在缓冲釜和沉降罐中缓慢沉降长大，最终沉积于沉降罐底部，间歇排出。

按照本实用新型的一种优选实施方式，反应混合机构中包括三个反应混合室，进料管道、出料管道和三个反应混合室之间连接的管道水平设置，反应混合室内设有两个挡板，两个挡板分别竖直连接于反应混合室的上部和下部，使水只能从挡板的下方或上方通过，使气液两相形成混合流。

本实用新型中还包括能够使该除去水中钙镁离子的反应装置正常使用的其它组件，例如，设置于排渣口、排水管上的阀门，与二氧化碳进气管道相连的供气组件，输料体系中连接的输送泵等均属于本领域的常规选择。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规手段。

本实用新型的除去水中钙镁离子的反应装置的作用原理包括：待处理水与二氧化碳进入进料管道，通过调节物料流速调整管道内压力，形成加压溶液（压力一般为0.7MPa以上），加速二氧化碳在水中的溶解，加压溶液经过进料管道的初步混合后进入至少三个反应混合室进一步混合反应，在反应混合室中挡板的作用下，气液两相充分混合溶解，同时与处理水中的钙镁离子反应，生成微小颗粒（碳酸钙和碳酸镁），反应后的含细微钙镁颗粒的溶液进入缓冲釜中，微小颗粒沉降长大落入沉降罐中，间歇排出、压滤，除去钙镁离子的水由缓冲釜的上部排水管排出，进行后续使用或处理。

本实用新型的反应装置使含钙镁离子的水在各管道和反应混合室中与二氧化碳进行连续化充分混合反应，在缓冲釜和沉降罐中进行缓慢长大沉降，改变原有间歇式操作，提升了水处理效率。

附图说明

图1为实施例的除去水中钙镁离子的反应装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1所示，一种除去水中钙镁离子的反应装置，包括反应混合机构、缓冲釜1和沉降罐2，所述反应混合机构包括进料管道3、三个反应混合室4和出料管道5，所述进料管道3的进料端侧壁上连接有二氧化碳进气管道6，三个所述反应混合室4通过管道相连，所述进料管道3、三个反应混合室4、出料管道5、缓冲釜1和沉降罐2依次连通，各所述反应混合室4内设有两个挡板7，所述缓冲釜1为竖直圆柱状，其下部设有与出料管道5相连的进料口、上部连接有排水管8，所述沉降罐2为倒圆锥状，沉降罐2的顶部为物料进口，所述物料进口与缓冲釜1的底部相连，所述沉降罐2的底部设有排渣口9。

所述反应混合室4与进料管道3相垂直的截面面积为进料管道3内径截面积的10倍。

所述挡板7的作用面与物料的进出方向（水平）垂直，且两个挡板7分别固定于反应混合室4的上、下相对两个内侧壁上。所述挡板7的遮挡面积为与挡板7平行的反应混合室截面面积的2/3。

所述缓冲釜1的横截面面积为出料管道5内径截面积的100倍。

该除去水中钙镁离子的反应装置的作用原理包括：待处理水a与二氧化碳b进入进料管道3，通过调节物料流速调整管道内压力，形成加压溶液（压力一般为0.7MPa以上），加速二氧化碳b在水中的溶解，加压溶液经过进料管道3的初步混合后进入至少三个反应混合室4进一步混合反应，在反应混合室4中挡板7的作用下，气液两相充分混合溶解，同时与水中的钙镁离子反应，生成微小颗粒，反应后的含细微钙镁颗粒的溶液进入缓冲釜1中，微小颗粒沉降长大落入沉降罐2中，间歇排出、压滤，除去钙镁离子的水由缓冲釜1的上部排水管8排出，进行后续使用或处理。

该反应装置使含钙镁离子的水在各管道和反应混合室4中与二氧化碳b进行连续化充分混合反应，生成的颗粒在缓冲釜1和沉降罐2中进行缓慢长大沉降，该反应装置改变原有间歇式操作，提升了水处理效率，采用上述反应装置处理后的水与处理前进行对比，总硬度由处理前的＜1000mg/L降低为＜200mg/L，悬浮物由＜50mg/L降低为＜20mg/L。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种除去水中钙镁离子的反应装置，包括反应混合机构，其特征在于：还包括缓冲釜和沉降罐，所述反应混合机构包括进料管道、至少三个反应混合室和出料管道，所述进料管道的进料端侧壁上连接有二氧化碳进气管道，至少三个所述反应混合室通过管道相连，所述进料管道、至少三个反应混合室、出料管道、缓冲釜和沉降罐依次连通，各所述反应混合室内设有至少两个挡板，所述缓冲釜为竖直圆柱状，其下部设有与出料管道相连的进料口、上部连接有排水管，所述沉降罐为倒圆锥状，沉降罐的顶部为物料进口，所述物料进口与缓冲釜的底部相连，所述沉降罐的底部设有排渣口。

2.根据权利要求1所述的除去水中钙镁离子的反应装置，其特征在于：所述反应混合室与进料管道相垂直的截面面积为进料管道内径截面积的3-10倍。

3.根据权利要求1所述的除去水中钙镁离子的反应装置，其特征在于：所述挡板的作用面与物料的进出方向垂直，且相邻两挡板分别固定于反应混合室的相对两部位。

4.根据权利要求1或3所述的除去水中钙镁离子的反应装置，其特征在于：所述挡板的遮挡面积为与挡板平行的反应混合室截面面积的1/2至2/3。

5.根据权利要求1所述的除去水中钙镁离子的反应装置，其特征在于：所述缓冲釜的横截面面积为出料管道内径截面积的80-150倍。

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