CN211864987U - 一种连续式高效氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续式高效氧化反应器，包括配制槽，所述配制槽通过料浆输送泵、进料管连接氧化反应器主体，所述氧化反应器主体底部设有空气管，所述空气管连接氧化风机，所述氧化反应器主体为2台或2台以上，在相邻的氧化反应器主体之间安装有混合泵，所述混合泵与氧化反应器主体之间通过溢流管相连，所述溢流管上装有螺旋混合管，所述混合泵与次级相邻的氧化反应器之间通过次级进料管相连,所述次级进料管上装有次级螺旋混合管；所述氧化反应器主体上部为封头，封头上安装有与搅拌器相连的减速机，其筒体外装有夹套加热器；本设备系统以镁法脱硫废渣为原料，以空气为氧化剂，控大幅度提高了生产效率，缩短了氧化时间，降低了生产成本。

Description

一种连续式高效氧化反应器

技术领域

本实用新型涉及镁法脱硫废渣氧化法生产硫酸镁的设备技术领域，尤其涉及一种连续式高效氧化反应器。

背景技术

用氧化镁或氢氧化镁料浆脱除烟气中的二氧化硫是一项成熟的锅炉燃烧尾气治理技术，但是在脱硫过程会产生大量的脱硫废渣—亚硫酸镁，将这些废渣废弃，不仅会对环境造成污染，而且会造成硫、镁元素的大量损失。目前，由镁法脱硫废渣生产硫酸镁的主流工艺为曝气氧化法，但该工艺系间歇式反应，存在着氧化速度慢、生产效率低、氧化后液中硫酸镁浓度低、硫酸镁结晶需进行蒸发、能耗高等不足，使这一技术的工业应用受到制约。

氧化反应器是由镁法脱硫废渣氧化法生产硫酸镁的的核心设备，根据镁法脱硫废渣的物性特征和氧化反应规律，研究开发一种生产效率高、氧化速度快、氧化后液中硫酸镁浓度高、硫酸镁生产过程避免蒸发的高效专用型氧化反应设备，是镁法脱硫行业脱硫废渣资源化利用的迫切需要。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供了一种连续式高效氧化反应器，该设备系统以镁法脱硫废渣为原料，以空气为氧化剂，控制工艺条件采用连续运行的方式对镁法脱硫废渣进行快速氧化，并制得硫酸镁浓度为30~37%的氧化后液，所得氧化后液可直接冷却结晶生产硫酸镁，结晶过程不需要蒸发，从而大幅度提高了生产效率，缩短了氧化时间，降低了生产成本。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种连续式高效氧化反应器，包括镁法脱硫废渣料浆用的配制槽，所述配制槽通过料浆输送泵、进料管连接氧化反应器主体，所述氧化反应器主体底部设有空气管，所述空气管连接氧化风机，所述氧化反应器主体为2台或2台以上，在相邻的氧化反应器主体之间安装有混合泵，所述混合泵与氧化反应器主体之间通过溢流管相连，所述溢流管上装有螺旋混合管，所述混合泵与次级相邻的氧化反应器之间通过次级进料管相连,所述次级进料管上装有次级螺旋混合管；所述氧化反应器主体为平底筒状容器，上部为封头，所述封头上安装有与搅拌器相连的减速机，所述封头两侧设有人孔、液位计接口和温度计接口，所述筒体外装有夹套加热器，所述夹套加热器的上部设有蒸汽入口，下部设有冷凝水排出口，所述氧化反应器主体筒体的下部设有进料口和空气进气管道接口，所述进料口连接进料管，空气进气管道接口连接空气管；所述搅拌器安装在氧化反应器主体的筒体内侧，在其内壁安装有折流板，内筒体与外壳之间为夹套加热器的加热室，在氧化反应器主体的底部安装有放射状空气分布器，且氧化反应器主体底部设有排污口，其上部设有料浆溢流囗，所述料浆溢流囗与溢流管相连。

进一步的，所述氧化反应器主体为圆柱形筒状容器，筒体长径比1:1.6~3，材质304或316L，所述封头既可以使用球形封头，也可以采用平顶封头。

进一步的，所述放射状空气分布器的放射状布气管与氧化反应器主体底脚线呈平行状态，所述放射状空气分布器由空气进气管、空气集气盒和放射状布气管组成，其中放射状布气管上以梅花状分布有通径1~1.5mm的空气分布孔，布气管开孔率18-35%，所述放射状空气分布器的材质为304或316L。

进一步的，所述减速机通过搅拌器接口与搅拌器连接，所采用的搅拌器既可以是桨式搅拌，也可以是推进式搅拌，还可以是涡轮式搅拌。

进一步的，所述折流板按氧化反应器主体内壁所形成的圆周，呈18~36°、10~20支均布，材质316L。

进一步的，所述氧化反应器主体下部的进料口位置在放射状空气分布器的上部。

进一步的，所述氧化风机既可以是罗茨风机，也可以是高压离心风机，也可以是空气压缩机。

进一步的，所述氧化反应器主体缸颈法兰以下设有溢流口23，管径DN100~300，所述混合泵可以是轴流泵，也可以是混流泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提出了一种连续式高效氧化反应器，以空气为氧化剂，通过反应器内部特殊内部结构和管路中所安装的螺旋混合管、混合泵，提高了空气中氧的利用率，增加了氧化效率，缩短了氧化时间，实现了氧化操作的连续化。所产氧化后液硫酸镁浓度稳定在30~37%之间，符合不蒸发冷却结晶分离硫酸镁浓度要求，较蒸发结晶工艺降低了能源消耗量和生产成本。

本实用新型所提出的一种连续式高效氧化反应器，与行业内目前所使用的氧化反应器相比具有明显的技术进步，其推广与应用，将有利于推进我国镁法脱硫废渣综合利用产业的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1所示为本实用新型结构示意图；

图2所示为氧化反应器主体结构示意图；

图3所示为折流板按氧化反应器主体内壁所形成的圆周结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述：

参照图1-3所示，根据本实用新型提出的一种连续式高效氧化反应器，本设备系统包括镁法脱硫废渣料浆配制槽1、料浆输送泵2、进料管3、氧化风机4、空气管5和氧化反应器主体6，所述氧化反应器主体6由2至n台组成，具体配置量根据工艺需要确定；所述氧化反应器主体6为平底筒状容器，上部为封头7，封头7上安装有与搅拌器9相连的减速机8及人孔18，并开设有液位计接口21和温度计接口22。筒体外装有夹套加热器11，加热器的上部设有蒸汽入口24，下部设有冷凝水排出口25，底部设有排污口26，在筒体的下部设有进料口19和空气进气管道接口20；所述氧化反应器主体6内部结构为：装配有搅拌器9，在内壁安装有折流板10，内筒体与外壳之间为夹套加热器11的加热室，在反应器的底部安装有放射状空气分布器12，在反应器的上部设有料浆溢流囗23。

所述氧化反应器主体6由2至n台组成，在氧化反应器主6之间安装有混合泵15，氧化反应器主体6与混合泵15之间通过溢流管13相连，所述溢流管上装有螺旋混合管14。混合泵15与次级氧化反应器之间通过次级进料管16相连，所述次级进料管上装有次级螺旋混合管17。

如图2-3所示，氧化反应器主体6具有特殊结构，予以说明：

所述氧化反应器主体1为圆柱形筒状容器，筒体长径比1:1.6~3，材质304或316L，其上部安装有封头7，所述封头7既可以使用球形封头，也可以采用平顶封头（平顶盖板）。

所述氧化反应器主体6的底部安装有放射状空气分布器12，空气分布器12之放射状布气管与反应器底脚线呈平行状态。空气分布器12由空气进气管、空气集气盒和放射状布气管组成，其中放射状布气管上以梅花状分布有通径1~1.5mm的空气分布孔，布气管开孔率18-35%，所述空气分布器12的材质为304或316L。

所述氧化反应器主体6配套有夹套式换热器11，夹套式换热器11上部设蒸汽入口24，底部设冷凝水排出口25。

所述氧化反应器主体6的上封头7安装有减速机8，通过搅拌器接口与搅拌器9连接，所采用的搅拌器既可以是桨式搅拌，也可以是推进式搅拌，还可以是涡轮式搅拌。

所述氧化反应器主体6的内壁安装有折流板10，折流板10按反应器主体1内壁所形成的圆周，呈18~36°、10~20支均布，材质316L。

所述氧化反应器主体6底部安装有进料口19，通过料浆输送管道3与料浆输送泵2及料浆配制槽1连接，料浆进入氧化反应器主体1后的出口位置于空气分布器8的的上部。

所述氧化反应器主体6的底部安装有空气进入口，其通过反应器主体6底部空气进口20连接空气分布器8和氧化风机4。

所述氧化风机4既可以是罗茨风机，也可以是高压离心风机，也可以是空气压缩机。

所述氧化反应器主体6缸颈法兰以下设有溢流口23，管径DN100~300。溢流口23 通过溢流管13连接混合泵15，在溢流口23与混合泵15之间的溢流管13上竖向装有螺旋混合管14，混合泵15通过管道与次级氧化反应器主体进料口连接，与次级氧化反应器主体进料口连接的进料管16上安装有螺旋混合管17，所述混合泵15可以是轴流泵，也可以是混流泵。

所述氧化反应器主体6封头7设有液位计口21和温度计口22。底部设有排污口26。

参照图1-3所示，本实用新型的工作原理：

（1）首先通过定量加入系统向料浆配制槽1中加入二级氧化后液，启动搅拌器，再向料浆配制槽1中加入定量的镁法脱硫废渣，搅拌均匀后，打开料浆配制槽1与连续式高效氧化反应器6之间管道上的阀门和进料阀，启动料浆输送泵2，控制泵流量与反应器单级工作容积和预设反应时间相匹配，将料浆配制槽1中的料浆连续泵入氧化反应器6中。

（2）在启动料浆输送泵2的同时同步开启氧化风机4、搅拌器9和氧化反应器6的蒸汽进气阀，对来自料浆配制槽1的料浆进行加热、搅拌，同时由氧化风机将空气送入氧化反应器6底部的空气分布器12，再由空气分布器12将空气呈细泡状分散于氧化反应器6中对氧化槽1中，通过与料浆的接触、混合实现对镁法脱硫废渣的氧化。随着料浆配制槽1中料浆的连续注入，氧化反应器6中的液位逐渐上升，当液位上升至氧化反应器上部的溢流口23时，料浆连同由料浆逸出的空气溢入溢流管13，再流经竖向螺旋混合管14，进入混合泵15，混合泵15通过次级进料管16，流经平装次级螺旋混合管17送入次级氧化反应器中。溢流及输送过程由氧化反应器上部的溢流口23溢出的料浆和由氧化风机4送入、从反应器内料浆液面逸出的空气在流经竖向螺旋混合管14、平装次级螺旋混合管17和混合泵15时，利用管内壁设置的螺旋状叶片和混合泵高速运转的叶轮进行混合，由此实现对空气中氧的充分利用和对料浆中亚硫酸镁的强化氧化。次级氧化反应器所配套的风机功率可大副降低，甴此达到节能、高效的目的。

（3）所述氧化槽可2级或N台串联安装，最后一级氧化槽溢出的料浆而反应成熟料浆，溢流进入中转槽中，再经压滤机进料泵送过滤机进行过滤。过滤所得氧化后液送结晶工序结晶收得硫酸镁，结晶分离工序所得硫酸镁母液返回料浆配制槽1用作配料液。

其它：所述氧化反应器配置级数根据总反应时间确定。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，在于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：包括配制槽，所述配制槽通过料浆输送泵、进料管连接氧化反应器主体，所述氧化反应器主体底部设有空气管，所述空气管连接氧化风机，所述氧化反应器主体为2台或2台以上，在相邻的氧化反应器主体之间安装有混合泵，所述混合泵与氧化反应器主体之间通过溢流管相连，所述溢流管上装有螺旋混合管，所述混合泵与次级相邻的氧化反应器之间通过次级进料管相连,所述次级进料管上装有次级螺旋混合管；所述氧化反应器主体为平底筒状容器，上部为封头，所述封头上安装有与搅拌器相连的减速机，所述封头两侧设有人孔、液位计接口和温度计接口，所述氧化反应器主体的筒体外装有夹套加热器，所述夹套加热器的上部设有蒸汽入口，下部设有冷凝水排出口，所述氧化反应器主体筒体的下部设有进料口和空气进气管道接口，所述进料口连接进料管，空气进气管道接口连接空气管；所述搅拌器安装在氧化反应器主体的筒体内侧，在其内壁安装有折流板，内筒体与外壳之间为夹套加热器的加热室，在氧化反应器主体的底部安装有放射状空气分布器，且氧化反应器主体底部设有排污口，其上部设有料浆溢流囗，所述料浆溢流囗与溢流管相连。

2.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述氧化反应器主体为圆柱形筒状容器，筒体长径比1:1.6~3，材质304或316L，所述封头使用球形封头或平顶封头。

3.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述放射状空气分布器的放射状布气管与氧化反应器主体底脚线呈平行状态，所述放射状空气分布器由空气进气管、空气集气盒和放射状布气管组成，其中放射状布气管上以梅花状分布有通径1~1.5mm的空气分布孔，布气管开孔率18-35%，所述放射状空气分布器的材质为304或316L。

4.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述减速机通过搅拌器接口与搅拌器连接，所采用的搅拌器是桨式搅拌或推进式搅拌或涡轮式搅拌。

5.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述折流板按氧化反应器主体内壁所形成的圆周，呈18~36°、10~20支均布，材质316L。

6.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述氧化反应器主体下部的进料口位置在放射状空气分布器的上部。

7.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述氧化风机是罗茨风机或高压离心风机或空气压缩机。

8.根据权利要求1所述的一种连续式高效氧化反应器，其特征在于：所述氧化反应器主体缸颈法兰以下设有溢流口23，管径DN100~300，所述混合泵是轴流泵或混流泵。

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