一种铁系水质净化药剂生产装置的制作方法

本实用新型属于化工设备技术领域，涉及一种铁系水质净化药剂生产装置。

背景技术：

铁系水质净化药剂生产原理是溶液中亚铁离子在亚硝酸盐或硝酸盐催化剂作用下的氧气氧化法，实际生产为密闭容器中的气液反应。由于氧气在溶液中的溶解度不高，通入溶液内的氧气易于溢出至溶液液面以上，从而无法充分的对溶液内的亚铁离子实现氧化，因而气液之间氧化反应不充分，反应效率低，生产时间长。想要使氧气和亚铁离子充分反应，则需要往密闭容器内通入大量的氧气，导致密闭容器内的气压非常高，这将需要抗压强度更高的密闭容器，大大增加设备的应用成本；另外，由于采用亚硝酸盐作为催化剂，氮氧化物如果不予脱除，产品会在后续蒸发结晶、喷雾干燥、储存、运输以及使用过程以二氧化氮的形式释放出来，造成大气污染，甚至危害操作工的安全。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于提供一种铁系水质净化药剂生产装置，能够使氧气和物料中的亚铁离子充分的接触并反应，反应的时间短，效率高；另外还可以脱除作为催化剂的亚硝酸盐等氮氧化物，在净化药剂在后期作业过程中不会出现二氧化氮溢出，避免造成大气污染甚至危害操作工的安全。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种铁系水质净化药剂生产装置，包括反应罐，反应罐上设有原料液导入管和氧气导入管，反应罐顶端连接有设有排气阀的氮氧化物排出管；

反应罐上还连接有管路组，管路组包括离心泵、喷射泵、物料导出管和混合物料输入管；物料导出管一端与反应罐底端相连通，另一端与离心泵的进口相连通；离心泵的出口与喷射泵的进口相连通；喷射泵的出口通过混合物料输入管与反应罐相连通；喷射泵的气体入口与设在反应罐顶端的氧气导出管相连通，氧气导出管上设有氧气导出阀；喷射泵和氧气导出阀之间的氧气导出管上分别连通有设有催化剂导入阀的催化剂溶液加药管，以及设有氮氧化物脱除剂导入阀的脱除剂溶液加药管。

进一步的，催化剂溶液加药管和脱除剂溶液加药管通过四通连接在氧气导出管中部。

进一步的，管路组中离心泵和喷射泵通过输液管相连通，输液管上设有流量调节阀。

进一步的，管路组的数量为两组，每个物料导出管上均设有物料导出阀；两个物料导出管与设在反应罐上的物料导出接管通过三通相连接；两个混合物料输入管与设在反应罐上的混合物料输入接管通过三通相连接。

进一步的，管路组中两个物料导出管分别在离心泵和流量调节阀之间连通有设有取样阀的取样管，以及设有产品导出阀的产品导出管。

进一步的，反应罐上还设有液位管接管和液位传感器接管。

进一步的，反应罐上还设有温度传感器接管、压力测控仪接管和放空阀。

进一步的，反应罐顶端还设有用于检修的人孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的一种铁系水质净化药剂生产装置，将原料液和氧气导入到反应罐后，开启管路组上的离心泵将反应罐内的物料导入到喷射泵内，喷射泵内负压作用下使反应罐内的氧气吸入喷射泵内；然后从喷射泵的出口通过混合物料输入管再次导入到反应罐内，物料和氧气在混合物料输入管内反应；在动态循环的过程中，物料和氧气充分接触并使溶液内的亚铁离子实现充分氧化，其反应效率高，生产时间短；

另外，关闭氧气导出阀，开启离心泵，打开氮氧化物脱除剂导入阀时，物料和氮氧化物脱除剂溶液在混合物料输入管中充分混合并反应；使液体物料中的氮氧化物形成二氧化氮等氮氧化物气体并排出反应罐，从而实现液体物料中氮氧化物的脱除，避免了造成大气污染和危害操作工的安全；打开催化剂导入阀时，物料和催化剂溶液在混合物料输入管中充分混合。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为本实用新型管路组轴测图。

其中，1-物料导出接管，2-物料导出管，3-物料导出阀，4-离心泵，5-流量调节阀，6-喷射泵，7-脱除剂溶液加药管，8-氮氧化物脱除剂导入阀，9-催化剂导入阀，10-催化剂溶液加药管，11-氧气导出管，12-氧气导出阀，13-混合物料输入管，14-混合物料输入接管，15-反应罐，16-原料液导入管，17-氧气导入管，18-氮氧化物排出管，19-取样阀，20-取样管，21-液位管接管，22-液位传感器接管，23-温度传感器接管，24-压力测控仪接管，25-放空阀，26-人孔，27-输液管，28-产品导出阀，29-产品导出管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

下面给出具体的实施例。

如图1和图2所示，本实用新型包括反应罐15，反应罐15上连接有原料液导入管16和氧气导入管17，在进行净化药剂生产之前往反应罐15内导入亚铁盐溶液物料和氧气；反应罐15顶端连接有氮氧化物排出管18，净化剂生产完毕以后，使用氮氧化物脱除剂产生的二氧化氮等氮氧化物气体从氮氧化物排出管18排出；反应罐15上还连接有两套管路组，其可以同时运行，也可以一套运行一套备用，使用两套管理组一起运行效率高，生产时间短；实现原料和氧气反应制备净化药剂以及后期氮氧化物的脱除。

进一步的，如图3所示，每套管路组包括离心泵4、喷射泵6、物料导出管2和混合物料输入管13；物料导出管2一端与反应罐15底端相连通，另一端与离心泵的进口相连通；离心泵4的出口与喷射泵6的进口相连通；喷射泵6的出口通过混合物料输入管13与反应罐15相连通；喷射泵6的气体入口与设在反应罐15顶端的氧气导出管11相连通，催化剂溶液加药管10和脱除剂溶液加药管7通过四通连接在氧气导出管11中部；氧气导出管11、催化剂溶液加药管10和脱除剂溶液加药管7上分别设有氧气导出阀12、催化剂导入阀9和氮氧化物脱除剂导入阀8；其中两个物料导出管2与设在反应罐15上的物料导出接管1通过三通相连接，每个物料导出管2上设有物料导出阀3；两个混合物料输入管13与设在反应罐15上的混合物料输入接管14通过三通相连接。

对上述需要说明的是，在进行净化药剂生产前导入催化剂时，根据实际需要，打开一套或两套管路组上的催化剂导入阀9和物料导出阀3，并关闭氮氧化物脱除剂导入阀8，离心泵4将反应罐5内的物料亚铁盐溶液导入到喷射泵6内，喷射泵6内负压作用下将催化剂从其气体入口吸入喷射泵6内，两者混合并从喷射泵6的出口通过混合物料输入管13再次导入到反应罐5内；在进行净化药剂生产时，关闭催化剂导入阀9，打开氧气导出阀12，离心泵4将反应罐5内的物料亚铁盐溶液导入到喷射泵6内，喷射泵内负压作用下使反应罐5内的氧气吸入喷射泵6内；然后从喷射泵6的出口通过混合物料输入管13再次导入到反应罐5内，亚铁盐溶液和氧气在混合物料输入管13内反应；在动态循环的过程中，亚铁盐溶液和氧气充分接触并使溶液内的亚铁离子实现充分氧化，其反应效率高，生产时间短；混合物料输入管13的管段越长，氧化反应越充分，效率越高，生产时间越短；净化剂药剂制备完毕以后，关闭氧气导出阀12，打开氮氧化物脱除剂导入阀8，控制进药流量，稳定反应罐15气压为设定值，定量加入氮氧化物脱除剂溶液，氮氧化物脱除反应依然在混合物料输入管13内完成，物料进入反应罐15之后，氮氧化物脱除形成氮氧化物气体，经过反应罐15内上端的气室，打开设在氮氧化物排出管18上的排气阀，氮氧化物气体排出并进入氮氧化物吸收装置。

另外，通过离心泵4和喷射泵6，能够在净化药剂制备之前向反应罐15内加入催化剂，在净化药剂生产过程中使物料和氧气反应，以及在净化药剂生产完毕后向物料中导入氮氧化物脱除剂；其将不需要在反应罐15上设置专用的催化剂和氮氧化物脱除剂的加药口；也不需要人工向反应罐15内加入催化剂和氮氧化物脱除剂，节省了人力。

进一步的，如图1和图3所示，管路组中离心泵4和喷射泵6通过输液管27相连通，输液管27上设有流量调节阀5；一组管路组中，离心泵4和流量调节阀5之间连通有设有取样阀19的取样管20，另一组管路组中，离心泵4和流量调节阀5之间连通有设有产品导出阀28的产品导出管29。在物料和氧气混合反应过程中，为了检测物料和氧气的反应情况，在检测亚铁离子含量时，打开取样阀19从取样管20中取样并检测；在净化药剂生产完毕后产生液体物料，液体物料和氮氧化物脱除剂溶液混合反应的过程中，为了检测液体物料中的氮氧化物的含量，打开取样阀19从取样管20中取样并检测；在净化剂产品制备完成且脱除氮氧化物后，打开产品导出阀28，产品通过产品导出管29导出至储罐内。

进一步的，如图1和图2所示，反应罐15上还设有液位管接管21和液位传感器接管22，液位管接管21上安装液位管，用于工作人员在向反应罐15内导入和导出物料时观测反应罐15的液位；液位传感器接管21上安装液位传感器，液位传感器与相关仪器连接，用于工作人员在氧化反应过程中观测反应罐15内物料面的波动情况。

进一步的，如图1和图2所示，反应罐15上还设有温度传感器接管23、压力测控仪接管24和放空阀25，压力测控仪通过压力测控仪接管24连接在反应罐15上，从而实现充氧过程中的间歇式充氧，避免反应罐15内的气压过大；在后期脱出催化剂亚硝酸盐或硝酸盐中的氮氧化物时，会产生大量的气体和热量，导致反应罐15内的气压过大，此时能够打开放空阀25释放压力。

进一步的，如图2所示，反应罐15顶端还设有用于检修的人孔26，工作人员能够从人孔26处进入反应罐15内，并对反应罐15内的部件进行检修。

本实用新型的工艺过程如下：进料开始前，打开设在反应罐15顶端的放空阀和物料导入阀。物料亚铁溶液从原料储罐通过原料液导入管16泵入反应罐15内，罐内液面上升至指定高度位置时，停止进料，关闭物料导入阀。

打开催化剂导入阀9和物料导出阀3，开启离心泵4，缓慢开启流量调节阀5，调节流量，物料循环，负压作用下，定量催化剂溶液通过催化剂溶液加药管10加入，加料完毕，催化剂导入阀9关闭，放空阀关闭，管路与反应罐15形成密封系统。

打开氧气导出阀12、氧气导入阀，流量调节阀5处于全开状态，反应罐15内气室充氧、负压作用下，氧气吸入喷射泵6内与物料混合，混合物料输入管13内发生氧化反应，随后混合物料经过混合物料输入管13进入反应罐15。在反应的过程中取样，当液体物料中亚铁离子的含量降低至要求指标含量以下时，氧化反应结束；

离心泵4依然运转，关闭氧气导出阀12，打开排气阀，打开氮氧化物脱除剂导入阀8，控制脱除剂进药流量，稳定反应罐15气压为设定值，定量加入氮氧化物脱除剂溶液，氮氧化物脱除反应在喷射泵6内和混合物料输入管13内完成，物料进入反应罐15之后，氮氧化物脱除，经过气室，通过排气阀排出进入氮氧化物吸收装置，加药完毕1～5min，在反应的过程中取样检测，氮氧化物完全释放。生产结束后通过产品通过产品导出管29导出至储罐内。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。