專利名稱：晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，用于可能產(chǎn)生懸浮態(tài)晶粒的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)后物料的固液分離，屬化工單元設(shè)備。
本實(shí)用新型有一個內(nèi)設(shè)攪拌器的反應(yīng)槽，反應(yīng)槽設(shè)有原料液輸入管、藥劑輸入管及排泥管，槽內(nèi)由錐斗分隔為上下兩個區(qū)，下部是反應(yīng)區(qū)，上部是固液分離區(qū)，反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)有錐形罩，錐形罩的外壁與錐斗內(nèi)壁之間形成上下兩區(qū)的物料通道，上下兩區(qū)的物料通道內(nèi)設(shè)有徑向分布的若干個破旋流豎直隔板。錐形罩下方設(shè)有管狀導(dǎo)流桶，該導(dǎo)流桶以支承板支撐，上端的管壁開有若干個導(dǎo)流口，下端與槽內(nèi)底之間留有通道。上述原料液輸入管和藥劑輸入管伸入導(dǎo)流桶內(nèi)，原料液管在反應(yīng)槽外接有循環(huán)泵，循環(huán)泵的進(jìn)口與槽底物料管相接而形成物料外循環(huán)通路；過濾區(qū)的上方設(shè)有若干個滲透膜組件，膜組件的一端與抽濾泵相接。本裝置中，攪拌軸外設(shè)有套管，套管的下端與錐形罩的上端連成一體。
本裝置工作時，反應(yīng)區(qū)內(nèi)預(yù)先加入晶種，并按一定流速輸入物料，反應(yīng)物料通過導(dǎo)流桶的上端導(dǎo)流口和下端與槽底之間的通道自動形成內(nèi)循環(huán)，同時通過循環(huán)泵不斷進(jìn)行外循環(huán)，從而使物料充分混合反應(yīng)，反應(yīng)生成的晶粒在晶種上包裹長大，其中較大晶體沉降下落，從裝置底部分除去。隨著液面上升，物料進(jìn)入固液分離區(qū)的滲透膜組件，依靠抽濾進(jìn)行固液分離。清液透過膜孔后被泵吸出收集，未透過膜組件的固體顆粒被截留在膜組件的表面。依靠壓縮空氣或液體反流使濾餅脫落，并靠重力沉入裝置下部作為反應(yīng)新的晶種。上述薄膜過濾器的濾芯可以是平板狀或軟管狀。
綜上所述，本實(shí)用新型裝置將化學(xué)反應(yīng)與固液分離設(shè)計(jì)在同一個設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，裝置占地小，節(jié)省了投資及動力消耗。物料在反應(yīng)區(qū)內(nèi)通過攪拌器和泵強(qiáng)制循環(huán)，保持物料充分混合均勻，消除了局部過飽和度，增加了反應(yīng)傳質(zhì)推動力，加快了反應(yīng)速度。反應(yīng)物料體系中晶種的存在，使結(jié)晶顆粒易于凝聚長大，不僅有利于分離，而且可有效解決設(shè)備管道堵塞的問題。固液分離區(qū)利用加料推動力使懸浮液平穩(wěn)上升，并控制上升速度，通過大顆粒晶體自然沉降實(shí)現(xiàn)固體懸浮液的一次粗分離。粗分離后的懸浮通過滲透膜組件進(jìn)一步分離，使分離能力及分離質(zhì)量提高，對固體的去除率達(dá)99.9％，清液的質(zhì)量得以保證。本實(shí)用新型裝置還適用于晶種法反應(yīng)處理有機(jī)、無機(jī)污水等領(lǐng)域。
圖2是A-A剖視圖。
如圖所示，反應(yīng)槽1內(nèi)設(shè)有攪拌器4，攪拌軸4-1外設(shè)有套管14；錐斗11將反應(yīng)槽1內(nèi)分隔為上下兩個區(qū)，下部為反應(yīng)區(qū)1-2，上部為固液分離區(qū)1-1。反應(yīng)區(qū)上方設(shè)有錐形罩9，錐形罩9的上端與攪拌軸套管14連成一體。錐斗11和錐形罩9之間形成上下物料通道C，該通道裝有四個破旋流豎直隔板10，四個隔板在錐斗內(nèi)徑向分布〔見圖2〕，每個隔板與錐斗11內(nèi)側(cè)、錐形罩9的外側(cè)及套管14固定相連〔見
圖1〕。導(dǎo)流桶8為管狀體，位于錐形罩9的下方，通過若干個支承板8-3支撐在槽內(nèi)壁。它的上端側(cè)壁分布有設(shè)干個導(dǎo)流口8-1，下端與槽內(nèi)底壁之間留有通道8-2。原料和藥劑分別通過管路2和3高低錯落通過導(dǎo)流桶8輸入槽內(nèi)，經(jīng)攪拌器4攪拌反應(yīng)，并沿
圖1中箭頭m方向在導(dǎo)流桶內(nèi)外不斷進(jìn)行內(nèi)循環(huán)；此外，循環(huán)泵6的進(jìn)口與槽底物料管5相接，出口通過管7與進(jìn)料管2相連，使物料按箭頭n方向進(jìn)行外循環(huán)。物料經(jīng)內(nèi)、外多次循環(huán)充分混合，完成反應(yīng)。隨著進(jìn)料，槽內(nèi)液位升高，物料經(jīng)錐斗11和與錐形罩9之間的液流通道C進(jìn)入分離區(qū)進(jìn)行固液分離，通道C內(nèi)豎直破旋流隔板10使料液的湍流狀態(tài)消減，防止湍動物料對固液分離的影響。破旋流擋板可設(shè)多塊，本例設(shè)有四塊，每塊板均以三個側(cè)邊分別與錐斗11的內(nèi)側(cè)、錐形罩9的外側(cè)及套管14固定相連；如圖2所示，四塊破旋流隔板是以套管14為中心，在錐斗內(nèi)徑向分布。本裝置上部固液分離區(qū)內(nèi)，懸浮液在緩慢上升過程中，較大的固體顆粒受重力的作用自然沉降落入錐斗9、11，從通道C卸入反應(yīng)區(qū)，較小的顆粒仍懸浮于液體中，進(jìn)入薄膜組件13，經(jīng)膜組件過濾分離，懸浮液中固體懸浮物被擋在膜的外側(cè)，清液透過膜組件并在抽濾泵18抽吸下，經(jīng)管道17，從管道19輸出。隨著分離過程的進(jìn)行，附著在多孔薄膜表面的固體物增加，當(dāng)過濾阻力達(dá)到一定值時，自控系統(tǒng)使泵18停抽，同時將壓縮空氣通過管道16向膜組件反吹，使附著在膜上的濾餅脫落，沉降卸入反應(yīng)區(qū)，膜組件得到清理，自控系統(tǒng)啟動泵18下一次過濾又重新開始，如此循環(huán)往復(fù)，保持膜組件在高流量、低阻力下運(yùn)行。沉降的固體顆粒作為反應(yīng)物料的晶種，并維持一定的含固率，當(dāng)反應(yīng)區(qū)含固率超過設(shè)定值時，可通過排污管12向外排出一定量的泥渣。
權(quán)利要求1.晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，有一個內(nèi)設(shè)攪拌器的反應(yīng)槽，設(shè)有原料液輸入管、藥劑輸入管及排泥管，其特征是反應(yīng)槽(1)內(nèi)由錐斗(11)分隔為上下兩個區(qū)，下部是反應(yīng)區(qū)〔1-2〕，上部是固液分離區(qū)〔1-1〕，反應(yīng)區(qū)的上部設(shè)有錐形罩(9)，錐形罩的外壁與錐斗內(nèi)壁之間形成上下兩區(qū)的物料通道，該物料通道設(shè)有若干個徑向分布的的破旋流豎直隔板(10)；錐形罩下方設(shè)有管狀導(dǎo)流桶(8)，該導(dǎo)流桶上端的管壁開有若干個導(dǎo)流口(8-1)，下端與槽內(nèi)底壁之間留有通道(8-2)，固液分離區(qū)〔1-1〕設(shè)有若干個滲透膜組件(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，其特征是原料液輸入管(2)在反應(yīng)槽外接有循環(huán)泵(6)，循環(huán)泵的進(jìn)口與槽底物料管(5)相接而形成物料外循環(huán)通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，其特征是導(dǎo)流桶(8)通過支承板(8-3)支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3的晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，其特征是膜組件(13)的一端與抽濾泵(19)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，其特征是攪拌軸(4-1)外設(shè)有套管(14)，套管的下端與錐形罩(9)的上端連成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，其特征是原料液輸入管(2)和藥劑液輸入管(3)均伸入導(dǎo)流桶(8)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及晶種法反應(yīng)與分離一體化裝置，反應(yīng)槽內(nèi)由錐斗分為下部反應(yīng)區(qū)和上部固液分離區(qū)，反應(yīng)區(qū)設(shè)有錐形罩，錐形罩的外壁與錐斗內(nèi)壁之間形成上下兩區(qū)的物料通道，通道內(nèi)設(shè)有破旋流板，錐形罩下方設(shè)有管狀導(dǎo)流桶，導(dǎo)流桶上端有導(dǎo)流口，下端與槽內(nèi)底壁之間留有通道，反應(yīng)槽外設(shè)有循環(huán)泵和外循環(huán)通路。分離區(qū)設(shè)有與抽濾泵相接的滲透膜組件。物料在反應(yīng)區(qū)內(nèi)反復(fù)進(jìn)行內(nèi)、外兩個循環(huán)，達(dá)到充分混合反應(yīng)，在晶種存在下，反應(yīng)生成的晶粒凝聚長大；分離區(qū)內(nèi)，大晶粒沉降卸入反應(yīng)區(qū)作新的晶種，懸浮物料進(jìn)一步由膜組件分離得清液。本裝置使物料的成晶反應(yīng)與固液分離合為一體，設(shè)備簡化，投資降低。
文檔編號B01D9/02GK2587488SQ0228659
公開日2003年11月26日 申請日期2002年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者潘才娣 申請人:上海源脈工貿(mào)發(fā)展有限公司