CN219409361U - 一种湿法磷酸喷淋水的处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种湿法磷酸喷淋水的处理装置，包括喷淋塔，所述喷淋塔的液相入口连接水泵，所述喷淋塔的液相出口连接废水池，所述废水池的出口连接中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的透析液出口连接反渗透膜组件，所述反渗透膜组件的透析液出口连接回用水池，所述回用水池的出口连接所述喷淋塔的液相入口；所述中空纤维膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述反渗透膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述制浆机的出口连接过滤装置的入口，所述过滤装置的固相出口连接酸洗设备，所述酸洗设备的出口连接二氧化硅储仓。该装置可以提高种湿法磷酸喷淋水的水质，提高喷淋塔尾气处理效率，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理设备，尤其是一种湿法磷酸喷淋水的处理装置。
背景技术
湿法磷酸生产磷酸的过程中，因磷矿石中含有3％(w/w)氟，所以生产过程中萃取反应逸出的尾气中含有一定量的氟。其涉及的主要反应过程如下：
Ca5F(PO4)3+10HNO3＝3H3PO4+5Ca(NO3)2+HF (1-1)
Ca5F(PO4)3+10HCl＝3H3PO4+5CaCl2+HF (1-2)
Ca5F(PO4)3+5H2SO4+nH2O＝3H3PO4+5Ca SO4·nH2O+HF (1-3)
为了对含氟尾气进行处理，需要用到大量的水作为尾气喷淋水，将氢氟酸溶解到喷淋水中，喷淋水通常循环使用，以节约水资源，但随着喷淋水中的氟化物升高，尾气喷淋处理效率下降，无法达到吸附氢氟酸的预定效果，为此，需要对喷淋水进行处理。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供一种湿法磷酸喷淋水的处理装置，采用中空纤维膜组件串联反渗透膜组件，对湿法磷酸喷淋水中的杂质元素进行处理，使得喷淋水可以循环使用，节约水资源，同时保持对湿法磷酸系统的尾气吸收效率，还能得到副产物二氧化硅，提高经济效益。
为解决此技术问题，本实用新型采取以下方案：
一种湿法磷酸喷淋水的处理装置，包括喷淋塔，所述喷淋塔的液相入口连接水泵，所述喷淋塔的液相出口连接废水池，所述废水池的出口连接中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的透析液出口连接反渗透膜组件，所述反渗透膜组件的透析液出口连接回用水池，所述回用水池的出口连接所述喷淋塔的液相入口；
所述中空纤维膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述反渗透膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述制浆机的出口连接过滤装置的入口，所述过滤装置的固相出口连接酸洗设备，所述酸洗设备的出口连接二氧化硅储仓。
进一步的，所述水泵为耐酸泵。
进一步的，所述中空纤维膜组件中并联或者串联若干个耐酸中空纤维超滤膜。
进一步的，所述耐酸中空纤维超滤膜为聚偏氟乙烯超滤膜，孔径为0.1-2μm。
进一步的，所述反渗透膜组件中串联若干个耐酸反渗透膜。
进一步的，所述耐酸反渗透膜为聚醚砜反渗透膜，孔径为0.1-0.7nm。
进一步的，所述回用水池的出口通过管路连接到所述水泵的进口端。
进一步的，所述过滤装置为板框过滤机。
通过采用前述技术方案，本实用新型与现有技术相比，可以连续地对喷淋水进行处理，除去氟硅酸、可溶性二氧化硅等杂质，实现了喷淋塔使用水源的内部循环，保证喷水塔的尾气吸收效率，具有绿色、环保的优势。
进一步地，所述湿法磷酸喷淋水的处理装置将富集后的氟硅酸、可溶性二氧化硅等进行制浆，回收二氧化硅或白炭黑，获得有经济性副产品，具有较好的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
湿法磷酸生产过程中产生的废水，来源于喷淋塔的出水口，情况如表1所示：
表1废水组成表
从表1可以看出，由于喷淋塔不断地加入新的自来水，各杂质含量有所波动，但是总体保持在较高的水平，尤其是氟硅酸含量较高，使得废水的酸性较强。
下面在原工艺的喷淋塔的基础上搭建湿法磷酸喷淋水的处理装置，参考图1，该装置包括依次连接的水泵6、喷淋塔1、废水池2、中空纤维膜组件3、反渗透膜组件4、回用水池5。所述喷淋塔1的液相入口连接水泵6，所述喷淋塔1的液相出口连接废水池2，所述废水池2的出口连接中空纤维膜组件3，所述中空纤维膜组件3的透析液出口连接反渗透膜组件4，所述反渗透膜组件4的透析液出口连接回用水池5，所述回用水池5的出口连接所述喷淋塔1的液相入口。
所述中空纤维膜组件3的浓缩液出口连接制浆机7的入口，所述反渗透膜组件4的浓缩液出口连接制浆机7的入口，所述制浆机7的出口连接过滤装置8的入口，所述过滤装置8的固相出口连接酸洗设备9，所述酸洗设备9的出口连接二氧化硅储仓10。
具体的，水泵6用于与喷淋水源相连，将喷淋水输送到喷淋塔1的顶部进行喷淋操作，与喷淋塔内逆向扩散的生产尾气接触，携带多种杂质元素进入液相，经喷淋塔1的底部出口流出。为了保证水泵的使用寿命，采用耐酸泵进水。
设置在喷淋塔1底部的液相出口连接废水池2，将废水暂时缓冲截留，以保证后续处理装置的运行稳定。废水池2的出口连接中空纤维膜组件3，利用中空纤维膜组件3对颗粒物进行阻隔，避免后端过滤产生严重堵塞问题。经过中空纤维膜组件3的分离作用，部分不溶性颗粒富集到浓缩液中，包括难溶性氟化物、不溶性二氧化硅等。
本实施例中，中空纤维膜组件3采用并联式耐酸中空纤维超滤膜，为聚偏氟乙烯超滤膜，孔径为0.4-1μm，以提高处理通量。当后端出现堵塞问题时，可以采用串联式的耐酸中空纤维超滤膜，以提高截留效果。根据水质情况，聚偏氟乙烯超滤膜的孔径可以为0.1-2μm。
经过中空纤维膜组件3分离后的透析液中，依然含有较高浓度的氟硅酸，为此，通过反渗透膜组件4，进一步分离出废水中的氟硅酸、可溶性硅等，得到的透析液通过管路输送到回用水池5中。
本实施例中，反渗透膜组件4采用串联的耐酸反渗透膜，为聚醚砜反渗透膜，孔径为0.1-1nm，以避免料液对反渗透膜的侵蚀，免去调节料液酸碱性的操作。在其他一些实施例中，聚醚砜反渗透膜的孔径可以为0.1-0.7nm。
经过处理后的水质情况见表2：
表2处理前后水质组成
从表2可以看到，经过处理后，回用水池中的回用水氟离子含量＜0.1％，说明该设备对总氟离子去除率＞80％，可以有效降低废水中的氟硅酸。同时，氟硅酸以及大量的可溶性二氧化硅被富集到浓缩液中，可以进一步用于二氧化硅或者白炭黑的生产。下面进行二氧化硅回收利用的简要说明。
被反渗透膜组件4阻隔的部分液体通过浓缩液出口，输送到制浆机7中；另一方面，经过中空纤维膜组件3分离形成的浓缩液也输送到制浆机7中，在制浆机7中，采用酸溶法，加入盐酸或硝酸调节酸性，使浓缩液中的Fe2O3、Al2O3、稀土金属或硅酸盐等转化为易溶解的氯化物及SiO2沉淀，从而将浓缩液中的稀土等有价金属元素或铁、铝等杂质元素转移至液相，经过过滤装置8得到富集后的二氧化硅滤饼，经酸洗设备9除去铁、炭等杂质，得到二氧化硅粗品，输送到二氧化硅储仓10中。
本实施例中，过滤装置8采用板框过滤机。后续加工时，将二氧化硅储仓10中的二氧化硅粗品通过干燥及煅烧可以得到白炭黑产品。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：包括喷淋塔，所述喷淋塔的液相入口连接水泵，所述喷淋塔的液相出口连接废水池，所述废水池的出口连接中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的透析液出口连接反渗透膜组件，所述反渗透膜组件的透析液出口连接回用水池，所述回用水池的出口连接所述喷淋塔的液相入口；
所述中空纤维膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述反渗透膜组件的浓缩液出口连接制浆机的入口，所述制浆机的出口连接过滤装置的入口，所述过滤装置的固相出口连接酸洗设备，所述酸洗设备的出口连接二氧化硅储仓。
2.根据权利要求1所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述水泵为耐酸泵。
3.根据权利要求1所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述中空纤维膜组件中并联或者串联若干个耐酸中空纤维超滤膜。
4.根据权利要求3所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述耐酸中空纤维超滤膜为聚偏氟乙烯超滤膜，孔径为0.1-2μm。
5.根据权利要求1所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述反渗透膜组件中串联若干个耐酸反渗透膜。
6.根据权利要求5所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述耐酸反渗透膜为聚醚砜反渗透膜，孔径为0.1-0.7nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述回用水池的出口通过管路连接到所述水泵的进口端。
8.根据权利要求1-6任一项所述湿法磷酸喷淋水的处理装置，其特征在于：所述过滤装置为板框过滤机。
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| CN202223485996.9U CN219409361U (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种湿法磷酸喷淋水的处理装置 |
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2022
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