CN217830025U - 制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，包括原水计量槽、真空抽滤桶、真空接收罐、反应釜、冷凝器、污凝水罐、气液分离罐、输送泵、真空泵、卸料泵、排污泵以及控制柜；所述原水计量槽和所述真空抽滤桶之间借由所述输送泵连通，所述输送泵用于将所述原水计量槽中的废水送入所述真空抽滤桶中；所述真空接收罐通过阀门与管道将所述真空抽滤桶与所述反应釜连通，用于接收与储存真空抽滤后的脱色废水。实用新型结构紧凑，工艺流程简单、易于操作控制，投资低、运行成本低，尤其是从丙烯酸丁酯生产废水中得到回用水及副产品，能够创造良好的环境效益、社会效益及经济收益。

Description

制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置

技术领域

本实用新型涉及丙烯酸丁酯生产尾水处理技术领域，尤其涉及一种丙烯酸丁酯废水生产尾水制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置。

背景技术

丙烯酸及其酯是一类重要的有机化工原料，其独特的优异性能特点逐渐被所认识，其工业衍生品也得到越来越广泛的应用。丙烯酸丁酯在生产过程中会产生大量高盐度、高色度、高有机浓度的生产尾水，如果把丙烯酸丁酯生产尾水当做工业废水进行处理，处理难度极大，工艺复杂，处理成本高，很多企业都难以承受高额的废水环保治理投资及运维成本。

目前，丙烯酸及其酯生产废水的处理主要采用直接焚烧炉焚烧法、湿式空气氧化法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法、电催化氧化法、臭氧催化氧化法等或者采用物化预处理-生物氧化-深度处理组合方法等，存在工艺流程相对复杂，工程投资大、运行成本高，操作难度大等缺点，不适合丙烯酸丁酯生产尾水的治理。

因此，亟需寻找一种操作相对简单、投资成本低、投资回报率高的处理工艺及装置对丙烯酸丁酯生产尾水进行资源化处理。

本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的技术目的在于解决目前丙烯酸丁酯生产尾水处理装置，工艺流程相对复杂、工程投资大、运行成本高、操作难度大的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型提供了制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，包括原水计量槽、真空抽滤桶、真空接收罐、反应釜、冷凝器、污凝水罐、气液分离罐、输送泵、真空泵、卸料泵、排污泵以及控制柜；

所述原水计量槽和所述真空抽滤桶之间借由所述输送泵连通，所述输送泵用于将所述原水计量槽中的废水送入所述真空抽滤桶中；

所述真空接收罐通过阀门与管道将所述真空抽滤桶与所述反应釜连通，用于接收与储存真空抽滤后的脱色废水；

所述冷凝器通过阀门与管道将所述反应釜与所述污凝水罐连通，用于将所述反应釜产生的混合蒸汽中的可凝成分冷凝成凝结污水；

所述污凝水罐用于接收与储存所述冷凝器形成的凝结污水；

所述气液分离罐用于分离所述反应釜中的混合气体，以及所述污凝水罐中的混合气体；

所述真空泵分别通过阀门与管道，将所述真空接收罐与所述气液分离罐、所述反应釜与所述气液分离罐以及所述污凝水罐与所述气液分离罐连通；

所述卸料泵通过阀门与管道与所述反应釜连通，用于输送聚丙烯酸钠水处理剂产品；

所述真空抽滤桶、所述真空接收罐、所述反应釜、所述冷凝器、所述污凝水罐、所述气液分离罐以及所述真空泵分别通过阀门与管道与所述排污泵连通，所述排污泵用于输送污水；

所述控制柜用于控制所述反应釜、所述输送泵、所述真空泵、所述卸料泵和所述排污泵的运行。

优选的，所述原水计量槽包括第一刻度液位计、第一搅拌机、第一进料阀和第一放空阀，所述第一搅拌机通过压缩空气管和阀门连接压缩空气管线。

优选的，所述真空抽滤桶包括第一进料口、过滤槽、蓄水槽、第一出料阀和第二放空阀。

优选的，所述真空接收罐包括第二进料口、第二刻度液位计、第一顶部排气口、第一压力控制阀和第三放空阀。

优选的，所述反应釜为夹套反应釜，包括第二搅拌机、助剂投加计量槽、助剂投加进口、第三进料口、第一出料口、第二顶部排气口、温度计、换热介质出料口、换热介质进料口、蒸汽进料口、第二进料阀、第二出料阀、第一顶部排气阀、第二压力控制阀、安全阀、蒸汽阀和疏水阀；所述助剂投加计量槽的数量为两个。

优选的，所述冷凝器包括冷却水进口、冷却水出口、冷却水放空口、换热列管、换热壳、换热物料进口、换热物料出口、冷却水进水阀、冷却水出水阀和冷却水放空阀。

优选的，所述污凝水罐包括第三刻度液位计、第四进料口、第三顶部排气口、放空口、第三压力控制阀、第三进料阀、第二顶部排气阀和第四放空阀。

优选的，所述气液分离罐包括第五进料口、第四顶部排气口、排水口和泵循环放空口和泵循环放空阀。

优选的，所述输送泵为计量泵，所述真空泵为水循环真空泵，所述卸料泵和所述排污泵均为离心泵；所述真空泵包括进水口、出水口、第六进料口、第二出料口、进水阀和出水阀；所述卸料泵包括第四进料阀、第三出料阀和采样阀；所述排污泵包括第五进料阀和第四出料阀。

优选的，所述输送泵由两个油桶泵组成。

本实用新型由于上述结构设计，具有如下有益效果：

1、以设备一体化形式处理丙烯酸丁酯生产废水，结构紧凑，工艺流程简单，便于建造与安装，易于操作控制；

2、设备投资费用低、运行成本低；

3、可采用蒸汽作为热源，从而极大程度降低能耗成本，亦可采用温度为 60-90℃的蒸汽冷凝水作为热源，由于水具有高比热容的特点，反应过程温度可控程度高，提高了设备运行效果的稳定性；

4、可采用温度为60-90℃的蒸汽冷凝水作为热源，可高效利用蒸汽冷凝水的热能，使原本难以有效利用的蒸汽冷凝水得到废物利用，极大程度降低能耗成本，具备资源高效节约的优点；

5、在运行过程中，当选用蒸汽冷凝水作为热源时，仅在常压和负压状态下运行，且无需使用高压蒸汽，消除了业主对使用压力容器反应釜的顾虑，提高了设备的安全性能；

6、解决丙烯酸丁酯生产尾水的环境污染问题的同时，可利用废水成分制得回用水。

综上所述，本实用新型结构紧凑，工艺流程简单、易于操作控制，投资低、运行成本低，尤其是从丙烯酸丁酯生产废水中得到回用水及副产品，能够创造良好的环境效益、社会效益及经济收益。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中原水计量槽和真空抽滤桶的结构示意图；

图3为本实用新型中真空接收罐的结构示意图；

图4为本实用新型中反应釜的结构示意图；

图5为本实用新型中冷凝器的结构示意图；

图6为本实用新型中污凝水罐的结构示意图；

图7为本实用新型中气液分离罐的结构示意图；

图8为本实用新型中真空泵的结构示意图。

图中：1.原水计量槽；2.真空抽滤桶；3.真空接收罐；4.反应釜；5.冷凝器；6.污凝水罐；7.气液分离罐；P1.输送泵；P2.真空泵；P3.卸料泵；P4.排污泵；

C101.第一刻度液位计；C102.第一搅拌机；V101.第一进料阀；V102.第一放空阀；

C201.第一进料口；C202.过滤槽；C203.蓄水槽；V201.第一出料阀；V202. 第二放空阀；

C301.第二进料口；C302.第二刻度液位计；C303.第一顶部排气口；V301. 第一压力控制阀；V302.第三放空阀；

C401.第二搅拌机；C402.助剂投加计量槽；C403.助剂投加进口；C404.第三进料口；C405.第一出料口；C406.第二顶部排气口；C407.温度计；C408.换热介质出料口；C409.换热介质进料口；C410.蒸汽进料口；V401.第二进料阀；V402.第二出料阀；V403.第一顶部排气阀；V404.第二压力控制阀；V405.安全阀；V406.蒸汽阀；V407.疏水阀；

C501.冷却水进口；C502.冷却水出口；C503.冷却水放空口；C504.换热列管；C505.换热壳；C506.换热物料进口；C507.换热物料出口；V501.冷却水进水阀；V502.冷却水出水阀；V503.冷却水放空阀；

C601.第三刻度液位计；C602.第四进料口；C603.第三顶部排气口；C604. 放空口；V601.第三压力控制阀；V602.第三进料阀；V603.第二顶部排气阀； V604.第四放空阀；

C701.第五进料口；C702.第四顶部排气口；C703.排水口；C704.泵循环放空口；V701.泵循环放空阀；

CP201.进水口；CP202.出水口；CP203.第六进料口；CP204.第二出料口； VP201.进水阀；VP202.出水阀；

VP301.第四进料阀；VP302.第三出料阀；VP303.采样阀；

VP401.第五进料阀；VP402.第四出料阀。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例：

如图1-图8所示，制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，包括原水计量槽1、真空抽滤桶2、真空接收罐3、反应釜4、冷凝器5、污凝水罐6、气液分离罐7、输送泵P1、真空泵P2、卸料泵P3、排污泵P4和控制柜。

原水计量槽1和真空抽滤桶2之间借由输送泵P1连通，输送泵P1用于将原水计量槽1中的废水送入真空抽滤桶2中。

真空接收罐3通过阀门与管道将真空抽滤桶2与反应釜4连通，用于接收与储存真空抽滤后的脱色废水。

冷凝器5通过阀门与管道将反应釜4与污凝水罐6连通，用于将反应釜4 产生的混合蒸汽中的可凝成分冷凝成凝结污水。

污凝水罐6用于接收与储存冷凝器5形成的凝结污水。

气液分离罐7用于分离反应釜4中的混合气体，以及污凝水罐6中的混合气体。

真空泵P2分别通过阀门与管道，将真空接收罐3与气液分离罐7、反应釜 4与气液分离罐7以及污凝水罐6与气液分离罐7连通。

卸料泵P3通过阀门与管道与反应釜4连通，用于输送聚丙烯酸钠水处理剂产品。

真空抽滤桶2、真空接收罐3、反应釜4、冷凝器5、污凝水罐6、气液分离罐7以及真空泵P2分别通过阀门与管道与排污泵P4连通，排污泵P4用于输送污水；

控制柜用于控制反应釜4、输送泵P1、卸料泵P3和排污泵P4的运行。

原水计量槽1中的废水经输送泵P1通过软管输送至真空抽滤桶2的第一进料口C201，真空抽滤桶2的第一出料阀V201与真空接收罐3的第二进料口 C301通过管道相连接，真空接收罐3与反应釜4的第二进料阀V401通过管道相连接，反应釜4第一顶部排气阀V403与冷凝器5换热物料进口C506通过管道相连接，反应釜4产品经第二出料阀V402与卸料泵P3第四进料阀VP301通过管道相连接，反应釜4蒸汽阀V406与蒸汽管线通过管道相连接，反应釜4 疏水阀V407与冷却水出水管线通过管道相连接，反应釜4换热介质进料口C409 与蒸汽冷凝水进水管线、冷却水进水管线通过管道和相关阀门相连接，冷凝器 5换热物料出口C507与污凝水罐6第四进料口C602通过管道相连接，污凝水罐6第二顶部排气阀V603与气液分离罐7第五进料口C701通过真空泵P2第二出料口CP204和管道相连接，气液分离罐7第四顶部排气口C702与不凝气管线通过管道相连接，真空泵P2进水阀VP201与气液分离罐7泵循环放空阀 V701、自来水管线通过管道相连接，真空泵P2第六进料口CP203与真空接收罐3顶部排气口C303、反应釜4的第一顶部排气阀V403、污凝水罐6的第二顶部排气阀V603通过管道相连接，排污泵P4的第五进料阀VP401与原水计量槽1的第一放空阀V102、真空抽滤桶2的第二放空阀V202、真空接收罐3的第三放空阀V302、反应釜4的换热介质出料口C408、冷凝器5的冷却水放空阀V503、污凝水罐6的第四放空阀V604、气液分离罐7的排水口C703、真空泵P2的出水阀VP202通过管道相连接，排污泵P4的第四出料阀VP402与排污管线通过管道相连接。控制柜控制反应釜4的第二搅拌机C401、输送泵P1、卸料泵P3和排污泵P4的运行。其中，控制柜为DCS控制柜或PLC控制柜，根据需要设定防爆等级。

如图2所示，具体的，原水计量槽1包括第一刻度液位计C101、第一搅拌机C102、第一进料阀V101和第一放空阀V102，且第一搅拌机C102通过压缩空气管和阀门连接压缩空气管线，其中原水计量槽1材质为PP材质。

真空抽滤桶2包括第一进料口C201、过滤槽C202、蓄水槽C203、第一出料阀V201和第二放空阀V202，其中真空抽滤桶2材质为PP材质。

如图3所示，具体的，真空接收罐3包括第二进料口C301、第二刻度液位计C302、第一压力控制阀V301和第三放空阀V302，其中真空抽滤罐3材质为 316L不锈钢。

如图4所示，具体的，反应釜4为夹套反应釜，包括第二搅拌机C401、助剂投加计量槽C402、助剂投加进口C403、第三进料口C404、第一出料口C405、第二顶部排气口C406、温度计C407、换热介质出料口C408、换热介质进料口 C409、蒸汽进料口C410、第二进料阀V401、第二出料阀V402、第一顶部排气阀V403、第二压力控制阀V404、安全阀V405、蒸汽阀V406和疏水阀V407，其中助剂投加计量槽C402数量为2台，用于分别投加不同助剂，蒸汽加热管线设置保温棉，反应釜4材质为碳钢衬搪瓷。

如图5所示，具体的，冷凝器5包括冷却水进口C501、冷却水出口C502、冷却水放空口C503、换热列管C504、换热壳C505、换热物料进口C506、换热物料出口C507、冷却水进水阀V501、冷却水出水阀V502和冷却水放空阀V503，其中冷凝器5材质为碳钢。

如图6所示，具体的，污凝水罐6包括第三刻度液位计C601、第四进料口 C602、第三顶部排气口C603、放空口C604、第三压力控制阀V601、第三进料阀V602、第二顶部排气阀V603和第四放空阀V604，其中污凝水罐6材质为316L 不锈钢。

如图7所示，具体的，气液分离罐7包括第五进料口C701、第四顶部排气口C702、排水口C703和泵循环放空口C704和泵循环放空阀V701，其中气液分离罐7材质为碳钢内防腐。

具体的，输送泵P1包括2台油桶泵，一用一备，材质为PPHT。

如图8所示，具体的，真空泵P2为水循环真空泵，包括进水口CP201、出水口CP202、第六进料口CP203、第二出料口CP204、进水阀VP201和出水阀 VP202，其中真空泵P2叶轮材质为304不锈钢。

具体的，卸料泵P3为离心泵，包括第四进料阀VP301、第三出料阀VP302 和采样阀VP303，其中卸料泵P3叶轮材质为碳钢衬氟。

具体的，排污泵P4为离心泵，包括第五进料阀VP401和第四出料阀VP402，其中排污泵P4叶轮材质为碳钢衬氟。

本实用新型的工作原理及使用流程：

废水经过第一进料阀V101进入原水计量槽1，当废水到达第一刻度液位计 C101指定液位时，停止加入废水，打开第一搅拌机C102，反应直至废水色度达到工艺要求，在搅拌下将物料通过输送泵P1输送至真空抽滤桶2，开启真空接收罐3上的第一压力控制阀V301，在负压下进行抽滤操作，直至抽干为止，关闭第一压力控制阀V301并打开第二放空阀V202放空真空抽滤桶2。此时，滤液即脱色废水已储存在真空接收罐3内，取出真空抽滤桶2内的滤饼袋，倒出滤饼，用固废袋包装后，集中送焚烧车间处理。打开反应釜4的第二压力控制阀V404，将真空接收罐3内的脱色废水抽入反应釜4，再通过阀组将反应釜 4由真空抽料状态切换为真空蒸发状态，打开冷凝器5的冷却水进水阀V501和冷却水出水阀V502，如果使用蒸汽作为热源，则打开反应釜4的蒸汽阀V406 和疏水阀V407，控制加热蒸汽压力和气相真空度达到工艺要求进行蒸发预浓缩，如果使用蒸汽冷凝水作为热源，则打开反应釜4的换热介质出料口C408、换热介质进料口C409和蒸汽冷凝水管线相关阀门，关闭冷却水管道相关阀门，使反应釜换热介质只通入蒸汽冷凝水，控制气相真空度达到工艺要求进行蒸发预浓缩，二者均可作为热源选项进行蒸发预浓缩，蒸出的蒸汽经冷凝器5冷凝成水后，进入污凝水罐6计量，达到工艺要求后，停止蒸发，根据热源情况选择关闭蒸汽阀V406和疏水阀V407或蒸汽冷凝水管线相关阀门，打开冷却水进水管线相关阀门，使反应釜换热介质只通入冷却水，将反应釜4内物料冷却至室温，并将此预浓缩液留置在反应釜4内。根据留置在反应釜4内预浓缩液的数量和含固量，按配方计算助剂投加计量槽C402内两种不同助剂的投加用量，并分别配置成水溶液；开动第二搅拌机C401，先通过助剂投加进口C403一次性加入助剂A溶液，然后再缓慢滴加助剂B溶液，开始时，需要用循环冷却水取走聚合热，助剂投加结束、聚合反应开始时，根据热源情况选择打开蒸汽阀 V406和疏水阀V407或蒸汽冷凝水管线相关阀门，关闭冷却水管道相关阀门，使反应釜换热介质只通入热源，在工艺要求下进行反应，直至聚合产物达到工艺要求，并将此聚合产物留置在反应釜4内。对留置在反应釜4的缩合产物进行产品蒸发浓缩时，打开冷却水进水阀V501和冷却水出水阀V502，再打开蒸汽阀V406和疏水阀V407，将反应釜4的阀组转为真空蒸发状态，控制加热蒸汽压力和气相真空度达到工艺要求进行产品蒸发浓缩，蒸出的蒸汽经冷凝器5 冷凝成水后，进入污凝水罐7计量，至产品达到工艺要求，将反应釜4中的物料冷却至常温，包装入桶。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：包括原水计量槽(1)、真空抽滤桶(2)、真空接收罐(3)、反应釜(4)、冷凝器(5)、污凝水罐(6)、气液分离罐(7)、输送泵(P1)、真空泵(P2)、卸料泵(P3)、排污泵(P4)以及控制柜；

所述原水计量槽(1)和所述真空抽滤桶(2)之间借由所述输送泵(P1)连通；

所述真空接收罐(3)通过阀门与管道将所述真空抽滤桶(2)与所述反应釜(4)连通；

所述冷凝器(5)通过阀门与管道将所述反应釜(4)与所述污凝水罐(6)连通；

所述真空泵(P2)分别通过阀门与管道，分别将所述真空接收罐(3)与所述气液分离罐(7)、所述反应釜(4)与所述气液分离罐(7)以及所述污凝水罐(6)与所述气液分离罐(7)连通；

所述卸料泵(P3)通过阀门与管道与所述反应釜(4)连通；

所述真空抽滤桶(2)、所述真空接收罐(3)、所述反应釜(4)、所述冷凝器(5)、所述污凝水罐(6)、所述气液分离罐(7)以及所述真空泵(P2)分别通过阀门与管道与所述排污泵(P4)连通；

所述控制柜用于控制所述反应釜(4)、所述输送泵(P1)、所述真空泵(P2)、所述卸料泵(P3)和所述排污泵(P4)的运行。

2.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述原水计量槽(1)包括第一刻度液位计(C101)、第一搅拌机(C102)、第一进料阀(V101)和第一放空阀(V102)，所述第一搅拌机(C102)通过压缩空气管和阀门连接压缩空气管线。

3.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述真空抽滤桶(2)包括第一进料口(C201)、过滤槽(C202)、蓄水槽(C203)、第一出料阀(V201)和第二放空阀(V202)。

4.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述真空接收罐(3)包括第二进料口(C301)、第二刻度液位计(C302)、第一顶部排气口(C303)、第一压力控制阀(V301)和第三放空阀(V302)。

5.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述反应釜(4)为夹套反应釜，包括第二搅拌机(C401)、助剂投加计量槽(C402)、助剂投加进口(C403)、第三进料口(C404)、第一出料口(C405)、第二顶部排气口(C406)、温度计(C407)、换热介质出料口(C408)、换热介质进料口(C409)、蒸汽进料口(C410)、第二进料阀(V401)、第二出料阀(V402)、第一顶部排气阀(V403)、第二压力控制阀(V404)、安全阀(V405)、蒸汽阀(V406)和疏水阀(V407)；所述助剂投加计量槽(C402)的数量为两个。

6.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述冷凝器(5)包括冷却水进口(C501)、冷却水出口(C502)、冷却水放空口(C503)、换热列管(C504)、换热壳(C505)、换热物料进口(C506)、换热物料出口(C507)、冷却水进水阀(V501)、冷却水出水阀(V502)和冷却水放空阀(V503)。

7.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述污凝水罐(6)包括第三刻度液位计(C601)、第四进料口(C602)、第三顶部排气口(C603)、放空口(C604)、第三压力控制阀(V601)、第三进料阀(V602)、第二顶部排气阀(V603)和第四放空阀(V604)。

8.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述气液分离罐(7)包括第五进料口(C701)、第四顶部排气口(C702)、排水口(C703)和泵循环放空口(C704)和泵循环放空阀(V701)。

9.根据权利要求1所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述输送泵(P1)为计量泵，所述真空泵(P2)为水循环真空泵，所述卸料泵(P3)和所述排污泵(P4)均为离心泵；所述真空泵(P2)包括进水口(CP201)、出水口(CP202)、第六进料口(CP203)、第二出料口(CP204)、进水阀(VP201)和出水阀(VP202)；所述卸料泵(P3)包括第四进料阀(VP301)、第三出料阀(VP302)和采样阀(VP303)；所述排污泵(P4)包括第五进料阀(VP401)和第四出料阀(VP402)。

10.根据权利要求5所述的制备聚丙烯酸钠水处理剂的蒸汽源或水热源反应装置，其特征在于：所述输送泵(P1)由两个油桶泵组成。

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