[發明專利]聚合硫酸鐵反應裝置

在審

• 申請號: 201510655217.0
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN105214592A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 秦娟;李龍;隋恒睿;王虎
• 申請（專利權）人: 江蘇綠威環保科技有限公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陸明耀;陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種反應裝置，尤其涉及一種生產聚合硫酸鐵的反應裝置。

背景技術

聚合硫酸鐵是一種高效的污水處理劑，其優良的絮凝效果，使其在污水和污泥行業的應用越來越多。目前生產聚合硫酸鐵的方法較多，但在工業化生產中應用較為普遍的方法是催化氧化法，即以硫酸亞鐵和硫酸為原料，借助催化劑的作用，催化劑主要為亞硝酸鈉，利用氧化劑氧氣或空氣使硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，然后水解、聚合制成聚合硫酸鐵。

聚合硫酸鐵的制備機理中起主要催化氧化作用的是氧氣和氮氧化合物，是典型的氣液反應，因此增大氣液接觸面積或增大氣液相壓力，才能縮短反應時間，提高反應效率。

傳統反應釜進行聚合硫酸鐵生產時，氣液接觸的動力主要是攪拌器，氣液接觸的面積小，導致反應的效率較低，反應時間較長，平均都在6個小時以上，極大的影響了產品的生產效率。

為了解決上述不足，不少研究者提出了許多對反應設備的改進方法，如提高反應釜攪拌速度，增大反應釜的最高耐壓等手段增大氣液接觸面積，提高反應速率。即使改進這些條件，反應時間也僅僅有限的縮減，縮減后也在4個小時以上，反應效率依然較低，所以這些苛刻的條件限制了聚合硫酸鐵生產技術的進步，從而導致聚合硫酸鐵的產量跟不上日益增加的需求量。

中國專利2009100477950揭示了一種氯化亞鐵快速氧化制備氯化鐵的方法，具體的，將料攪勻后，利用循環泵使液體處于循環狀態，然后在液體循環過程中，在一定壓力下，通過加氣管通入氧氣。從而實現亞鐵向三價鐵轉變，最終得到產品。而聚合硫酸鐵的制備過程中，原料固體硫酸亞鐵很容易結晶，尤其是在冬天，在用管道進料時，溶液遇到冷的管道，很容易結晶堵塞管道，導致反應減慢，甚至導致反應系統崩潰。另外通過進氣管進氧氣，導致通入的氧氣不均勻，造成物料局部反應，氣液接觸的面積小，導致反應的效率較低。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種聚合硫酸鐵反應裝置。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

聚合硫酸鐵反應裝置，包括反應釜和循環管路，所述反應釜為立式反應釜，反應釜下方設有用于固定和承重的底座，反應釜的釜體上設有排氣口、人孔、進料口和出料口，進料口位于反應釜的頂部正上方，出料口位于反應釜底部中心位置，所述循環管路與反應釜上的進料口和出料口首尾相連，包括循環管道、設置于循環管道上的循環泵、卸料管道及催化劑進料管道，其特征在于：所述反應釜的內腔設置有多孔篩板單元和曝氣單元，所述多孔篩板單元水平設置于釜體內腔的上半部，其由頂層篩板、底層篩板和夾設于所述頂層篩板與底層篩板之間的填充體組成，所述曝氣單元設置于釜體內腔的底部，其由供氣管道及設置于所述供氣管道上的復數曝氣盤組成，所述供氣管道與反應釜外部的供氣設施相連。

進一步地，所述填充體至少包括環形填充體和環鞍形填充體。

進一步地，所述環形填充體至少包括鮑爾環填充體和階梯環填充體，其中，所述鮑爾環填充體為PP鮑爾環填充體、PVC鮑爾環填充體或PTFE鮑爾環填充體，所述階梯環填充體為PP階梯環填充體、PVC階梯環填充體或PTFE階梯環填充體。

進一步地，所述頂層篩板和底層篩板均具有復數均勻分布的篩孔，所述篩孔直徑為10~20mm。

進一步地，所述底層篩板的底面位于反應釜高度的2/3至3/4之間，所述多孔篩板單元的整體高度占反應釜總高度的2.5%~5%。

進一步地，所述供氣管道包括一穿過反應釜釜體壁而到達反應釜內腔的進氣管和至少一環形管，所述曝氣盤均勻設置于所述環形管上。

進一步地，所述循環管道上纏繞設置有伴熱電纜。

進一步地，所述反應釜的頂部還設有用于檢測其內腔壓力的壓力表。

進一步地，所述循環泵為離心泵。

本發明的有益效果主要體現在：

1.在傳統的反應釜內增設了多孔篩板單元和曝氣單元，多孔篩板單元通過填充體增加了液體的懸停時間，氧氣從曝氣單元中曝出，彌漫整個反應釜內，增大了氣液的接觸面積和接觸時間，提高了反應速率及生產效率；

2.參與反應的未溶解固態顆粒會滯留在多孔篩板單元上，有效防止固體顆粒對反應釜壁的撞擊，減少了磨損，延長了反應釜的使用壽命；

3.伴熱電纜能給循環管道進行初期供熱，有效防止硫酸亞鐵結晶后堵塞管道；

4.反應釜的反應過程都在低壓下完成，對反應釜的沖擊力較小，進一步延長了反應釜的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明聚合硫酸鐵反應裝置的結構示意圖。