一种磺化废硫酸无害化处理装置的制作方法

本实用新型属于合成洗涤剂生产技术领域，具体涉及一种磺化废硫酸无害化处理装置。

背景技术：

目前，国内合成洗涤剂工业普遍使用的烷基苯磺酸(简称磺酸)，一般都是采用三氧化硫膜式磺化装置生产出来的。其基本工艺为：硫磺燃烧产生二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫与十二烷基苯在多管膜式磺化器中顺流进行磺化反应生产十二烷基苯磺酸。磺酸是生产洗衣粉和液体洗涤剂最主要的原料之一，但其在生产过程中，由于干燥后的工艺空气中含有微量的水分，三氧化硫经转化塔出来，通过两级冷却器后会形成少量的含有铁锈的废发烟硫酸(简称废酸)，磺化器前的气体过滤器也会滤出少量废酸，这些废酸属于危险废弃物，必须按照国家对危废的管理规定，由相应资质的单位来处理。

传统的处理废酸的方法是：把收集的废酸作为废品卖给有关用户或有危废处理资质的单位。此法在废酸收集、装卸、运输和使用过程中均要按照危险化学品的管理规定来办，存在较高危险性，且目前的用户也越来越少，作为废品处理的难度加大，而由有危废处理资质的单位来处理费用又越来越高。

生产洗衣粉的喷粉车间通常采用的是高塔喷雾干燥工艺，这需要把各种固体原料和液体原料以及工艺水先混合制备成料浆，然后再经高压泵和喷粉塔去喷雾干燥生产洗衣粉，而配料中的原料有大量的硫酸钠和工艺水。如果磺化废酸经合适的工艺装置进行中和处理，使其转变为硫酸钠和清水，则可直接用于洗衣粉的配料生产中，不仅做到对废酸的无害化处理，变废为宝，而且能节约原料硫酸钠和自来水，降低生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种磺化废硫酸无害化处理的装置，该装置设计合理，工艺设备简单，易操作控制，能将磺化后产生的废硫酸进行无害化处理，处理后的产物能作为原材料回用于生产，达到清洁生产的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种磺化废硫酸无害化处理装置，包括静态混合反应器，静态反应混合器的一端设置有进水口和进酸口，中部设置有进碱口，另一端设置有物料出口，物料出口通过管道连通到分离沉降器，分离沉降器内设置有pH计；进水口、进酸口和进碱口分别通过各自的计量泵连通到清水储罐、废酸储罐和液碱储罐；计量泵和pH计分别连接到自动控制系统。

优选的，所述的静态反应混合器为多级静态反应混合器，静态反应混合器的壳体为圆形筒体，筒体内间隔设置有多个依次排列的折流板层，每个折流板层由三组折流板组成，每组折流板由三块互呈90°角度的板材组成，其尖角位于筒体轴心线，正对筒体设置有进水口的一端；相邻两组折流板(如图3和图4中A-A、B-B)间呈60°交错设置；每个折流板层间的间距为200～300mm，且轴向相邻两折流板层之间各成30°(如图3和图4中A-A、B-B)错开排列；进水口和物料出口分别设在筒体两端轴中心位置；进酸口设在筒体进水口一端的外侧壁上，进碱口设在筒体中间位置的外侧壁上，进酸口和进碱口设置在筒体的同一侧外壁，且方向均朝上。

优选的，所述的分离沉降器为长、宽、高分别为12～20米、1.2～1.5米、0.8～1.2米上部开口的长方形水槽，内部等间距设置3～5个间隔室，其两端口沿处分别设置有进液口和出液口，进液口处设置有pH计，出液口通过水泵连通有输水管道(输水管道上设置有三通和相关的阀门，将液体输送到喷粉车间或送到污水处理厂进行处理)，分离沉降器各个间隔室底部互相连通，出液口端间隔室室设有放净口(用来排出沉降物氢氧化铁)；分离沉降器上部设置有安全网进行覆盖。

优选的，所述的分离沉降器的各个间隔室内设置有圆盘状充气管，充气管上设置有若干排气孔，充气管连通到分离沉降器外部的空压机，空压机连接到自动控制系统。通过定时给分离沉降器内的液体补充空气，可以加速分离沉降器内亚硫酸钠和氢氧化亚铁的氧化，使它们转变成了溶于水的硫酸钠和不溶于水的氢氧化铁。

优选的，所述的自动控制系统为PLC自动控制系统。

实用新型原理：

将洗衣粉中主要原料之一的十二烷基苯磺酸(简称磺酸)生产过程中产生的废酸进入静态混合反应器，经过水稀释、液碱中和后，再进入到重力沉降水槽，经过空气氧化、重力沉降分离，然后将得到的主要产物(溶有硫酸钠的清水)作为喷粉车间的原材料回用到生产中去。沉降物中主要成分为氢氧化铁，可以作为净水剂用于污水处理站进行污水净化。整个处理过程安全，不产生新的有害物质，为无害化处理工艺。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的静态反应混合器外形结构为圆形筒体，反应器内部设置多段折流板结构(板材间呈90°、两组折流板60°交错及折流板层间30°交错)，并在不同位置设置有不同的进料口，从而使物料在混合器中经流动搅动而充分混合和反应，根据要求不同的物料在不同阶段加入，确保反应完全，这样通过多级的混合反应，碱液充分与废酸混合反应，将废硫酸这种难以储存运输的危险化学品彻底转换成可以被下道工序直接利用的安全的有价值的物料；

2.本实用新型能将磺化工艺中产生的废酸通过密闭的安全的工艺系统处理掉，避免了废硫酸这种危化品输送、储存、运输中存在的安全隐患和环境污染，同时将处理后的物料进行再利用，起到了节能降耗的作用；

3.本实用新型处理后的沉淀物中因为氢氧化铁的含量很高，直接送到污水处理站作为净水剂使用。总之，本实用新型设备简单，便于操作控制，消除了原来废酸收集处理过程的危险性，符合清洁生产要求；不仅做到对废酸的无害化处理，变废为宝，而且能节约原料，降低生产成本，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型实施例的生产工艺流程图；

图2是本实用新型静态反应混合器的结构示意图；

图3是本实用新型静态反应混合器A-A剖面侧视图；

图4是本实用新型静态反应混合器B-B剖面侧视图；

图中，1-静态反应混合器；101-筒体；102-折流板层；103-折流板；2-进水口；3-进酸口；4-进碱口；5-物料出口；6-分离沉降器；7-pH计；8-计量泵；9-清水储罐；10-废酸储罐；11-液碱储罐；12-自动控制系统；13-喷粉车间；14-放净口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

实施例一：

如图1至图4所示，磺化废硫酸无害化处理的装置，包括静态反应混合器1，静态反应混合器1的一端设置有进水口2和进酸口3，中部设置有进碱口4，另一端设置有物料出口5，物料出口5通过管道连通到分离沉降器6，分离沉降器6内设置有pH计7；进水口2、进酸口3和进碱口4分别通过各自的计量泵8连通到清水储罐9、废酸储罐10和液碱储罐11；计量泵8和pH计7分别连接到自动控制系统12。

静态反应混合器1为多级静态反应混合器，静态反应混合器的壳体为圆形筒体101，筒体101内间隔设置有多个依次排列的折流板层102，每个折流板层102由三组折流板103组成，每组折流板103由三块互呈90°角度的板材组成(其中一块连接于另两块的中部，起支撑作用)，其尖角位于筒体轴心线，正对进水口；相邻两组折流板103(见图3和图4中A-A、B-B)间呈60°交错设置；每个折流板层102间的间距为200～300mm，且轴向相邻两折流板层102之间各成30°(见图3和图4中A-A、B-B)错开排列；进水口2和物料出口5分别设在筒体101两端轴中心位置；进酸口3设在筒体进水口2一端的外侧壁上，进碱口4设在筒体101中间位置的外侧壁上，进酸口3和进碱口4设置在筒体101的同一侧外壁，且方向均朝上。筒体101及其内折流板材质可使用不锈钢(316L)、玻璃钢或碳钢内衬氟的耐腐蚀材料。

分离沉降器6内部等间距设置5个间隔室(未标出)，其两端分别设置有进液口(未标出)和出液口(未标出)，进液口处设置有pH计7，出液口通过计量泵8连通有输水管道，输水管道通过计量泵8连通到喷粉车间13；各间隔室由活动设置的隔流板(未标出)隔开，分离沉降器6的各个间隔室底部互相连通，出液口端间隔室设有放净口14(用来排出沉降物氢氧化铁)；分离沉降器6上部敞口并使用安全网覆盖。

使用本实用新型进行处理，对一套3.8t/h磺酸生产装置的进行统计，根据一年四季环境温度的变化，废酸产生量有所不同，夏季较多冬季较少，每年大约总共产生废硫酸40t。通过本发明的方法和装置做无害化处理后，年可回收利用硫酸钠58t、回用清水2.4万m³、氢氧化铁净水剂520kg，折算后每年可获得直接经济效益15万元。

应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。