CN2587488Y - 晶种法反应与分离一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶种法反应与分离一体化装置，反应槽内由锥斗分为下部反应区和上部固液分离区，反应区设有锥形罩，锥形罩的外壁与锥斗内壁之间形成上下两区的物料通道，通道内设有破旋流板，锥形罩下方设有管状导流桶，导流桶上端有导流口，下端与槽内底壁之间留有通道，反应槽外设有循环泵和外循环通路。分离区设有与抽滤泵相接的渗透膜组件。物料在反应区内反复进行内、外两个循环，达到充分混合反应，在晶种存在下，反应生成的晶粒凝聚长大；分离区内，大晶粒沉降卸入反应区作新的晶种，悬浮物料进一步由膜组件分离得清液。本装置使物料的成晶反应与固液分离合为一体，设备简化，投资降低。

Description

晶种法反应与分离一体化装置

技术领域

本发明涉及一种晶种法反应与分离一体化装置，用于可能产生悬浮态晶粒的化学反应及反应后物料的固液分离，属化工单元设备。

背景技术

某些产生悬浮态晶粒的反应中，由于晶粒生成过程缓慢，生成晶粒非常细小，很难将它从溶液中分离完全，且细小晶粒极易粘附于设备及管道，造成设备堵塞，难以长周期连续正常运行。如卤水中除硫酸根离子、酸性污水的中和处理等过程，此类反应晶粒生成过程缓慢，物料需在反应器内有较长的停留时间，且反应和固液分离通常在两个分体的设备中进行，未反应完全的物料在固液分离设备内继续反应，形成的晶粒极易堵塞分离设备及后续的管路系统。反应器和固液分离设备庞大，投资及操作成本较高，且需要频繁地清理，设备的操作维修非常困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过预先加入晶种，加速晶粒凝聚长大的晶种法反应与分离一体化装置，它能使反应物料在较短时间内形成稳定的悬浮态晶粒凝聚物，便于固液分离并解决设备易堵塞的问题，以较小的设备同时完成反应和分离两个工艺过程，从而节省设备投资及简化操作。

本实用新型有一个内设搅拌器的反应槽，反应槽设有原料液输入管、药剂输入管及排泥管，槽内由锥斗分隔为上下两个区，下部是反应区，上部是固液分离区，反应区的上部设有锥形罩，锥形罩的外壁与锥斗内壁之间形成上下两区的物料通道，上下两区的物料通道内设有径向分布的若干个破旋流竖直隔板。锥形罩下方设有管状导流桶，该导流桶以支承板支撑，上端的管壁开有若干个导流口，下端与槽内底之间留有通道。上述原料液输入管和药剂输入管伸入导流桶内，原料液管在反应槽外接有循环泵，循环泵的进口与槽底物料管相接而形成物料外循环通路；过滤区的上方设有若干个渗透膜组件，膜组件的一端与抽滤泵相接。本装置中，搅拌轴外设有套管，套管的下端与锥形罩的上端连成一体。

本装置工作时，反应区内预先加入晶种，并按一定流速输入物料，反应物料通过导流桶的上端导流口和下端与槽底之间的通道自动形成内循环，同时通过循环泵不断进行外循环，从而使物料充分混合反应，反应生成的晶粒在晶种上包裹长大，其中较大晶体沉降下落，从装置底部分除去。随着液面上升，物料进入固液分离区的渗透膜组件，依靠抽滤进行固液分离。清液透过膜孔后被泵吸出收集，未透过膜组件的固体颗粒被截留在膜组件的表面。依靠压缩空气或液体反流使滤饼脱落，并靠重力沉入装置下部作为反应新的晶种。上述薄膜过滤器的滤芯可以是平板状或软管状。

综上所述，本实用新型装置将化学反应与固液分离设计在同一个设备内进行，装置占地小，节省了投资及动力消耗。物料在反应区内通过搅拌器和泵强制循环，保持物料充分混合均匀，消除了局部过饱和度，增加了反应传质推动力，加快了反应速度。反应物料体系中晶种的存在，使结晶颗粒易于凝聚长大，不仅有利于分离，而且可有效解决设备管道堵塞的问题。固液分离区利用加料推动力使悬浮液平稳上升，并控制上升速度，通过大颗粒晶体自然沉降实现固体悬浮液的一次粗分离。粗分离后的悬浮通过渗透膜组件进一步分离，使分离能力及分离质量提高，对固体的去除率达99.9％，清液的质量得以保证。本实用新型装置还适用于晶种法反应处理有机、无机污水等领域。

附图说明

图1是晶种法反应与分离一体化装置的结构示意图。

图2是A-A剖视图。

如图所示，反应槽1内设有搅拌器4，搅拌轴4-1外设有套管14；锥斗11将反应槽1内分隔为上下两个区，下部为反应区1-2，上部为固液分离区1-1。反应区上方设有锥形罩9，锥形罩9的上端与搅拌轴套管14连成一体。锥斗11和锥形罩9之间形成上下物料通道C，该通道装有四个破旋流竖直隔板10，四个隔板在锥斗内径向分布〔见图2〕，每个隔板与锥斗11内侧、锥形罩9的外侧及套管14固定相连〔见图1〕。导流桶8为管状体，位于锥形罩9的下方，通过若干个支承板8-3支撑在槽内壁。它的上端侧壁分布有设干个导流口8-1，下端与槽内底壁之间留有通道8-2。原料和药剂分别通过管路2和3高低错落通过导流桶8输入槽内，经搅拌器4搅拌反应，并沿图1中箭头m方向在导流桶内外不断进行内循环；此外，循环泵6的进口与槽底物料管5相接，出口通过管7与进料管2相连，使物料按箭头n方向进行外循环。物料经内、外多次循环充分混合，完成反应。随着进料，槽内液位升高，物料经锥斗11和与锥形罩9之间的液流通道C进入分离区进行固液分离，通道C内竖直破旋流隔板10使料液的湍流状态消减，防止湍动物料对固液分离的影响。破旋流挡板可设多块，本例设有四块，每块板均以三个侧边分别与锥斗11的内侧、锥形罩9的外侧及套管14固定相连；如图2所示，四块破旋流隔板是以套管14为中心，在锥斗内径向分布。本装置上部固液分离区内，悬浮液在缓慢上升过程中，较大的固体颗粒受重力的作用自然沉降落入锥斗9、11，从通道C卸入反应区，较小的颗粒仍悬浮于液体中，进入薄膜组件13，经膜组件过滤分离，悬浮液中固体悬浮物被挡在膜的外侧，清液透过膜组件并在抽滤泵18抽吸下，经管道17，从管道19输出。随着分离过程的进行，附着在多孔薄膜表面的固体物增加，当过滤阻力达到一定值时，自控系统使泵18停抽，同时将压缩空气通过管道16向膜组件反吹，使附着在膜上的滤饼脱落，沉降卸入反应区，膜组件得到清理，自控系统启动泵18下一次过滤又重新开始，如此循环往复，保持膜组件在高流量、低阻力下运行。沉降的固体颗粒作为反应物料的晶种，并维持一定的含固率，当反应区含固率超过设定值时，可通过排污管12向外排出一定量的泥渣。

Claims (6)

1.晶种法反应与分离一体化装置，有一个内设搅拌器的反应槽，设有原料液输入管、药剂输入管及排泥管，其特征是反应槽(1)内由锥斗(11)分隔为上下两个区，下部是反应区〔1-2〕，上部是固液分离区〔1-1〕，反应区的上部设有锥形罩(9)，锥形罩的外壁与锥斗内壁之间形成上下两区的物料通道，该物料通道设有若干个径向分布的的破旋流竖直隔板(10)；锥形罩下方设有管状导流桶(8)，该导流桶上端的管壁开有若干个导流口(8-1)，下端与槽内底壁之间留有通道(8-2)，固液分离区〔1-1〕设有若干个渗透膜组件(13)。

2.根据权利要求1的晶种法反应与分离一体化装置，其特征是原料液输入管(2)在反应槽外接有循环泵(6)，循环泵的进口与槽底物料管(5)相接而形成物料外循环通路。

3.根据权利要求1的晶种法反应与分离一体化装置，其特征是导流桶(8)通过支承板(8-3)支撑。

4.根据权利要求1或2或3的晶种法反应与分离一体化装置，其特征是膜组件(13)的一端与抽滤泵(19)相接。

5.根据权利要求4的晶种法反应与分离一体化装置，其特征是搅拌轴(4-1)外设有套管(14)，套管的下端与锥形罩(9)的上端连成一体。

6.根据权利要求5的晶种法反应与分离一体化装置，其特征是原料液输入管(2)和药剂液输入管(3)均伸入导流桶(8)内。

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