聚合硫酸铁反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种反应装置，尤其涉及一种生产聚合硫酸铁的反应装置。
【背景技术】
[0002]聚合硫酸铁是一种高效的污水处理剂，其优良的絮凝效果，使其在污水和污泥行业的应用越来越多。目前生产聚合硫酸铁的方法较多，但在工业化生产中应用较为普遍的方法是催化氧化法，即以硫酸亚铁和硫酸为原料，借助催化剂的作用，催化剂主要为亚硝酸钠，利用氧化剂氧气或空气使硫酸亚铁氧化为硫酸铁，然后水解、聚合制成聚合硫酸铁。
[0003]聚合硫酸铁的制备机理中起主要催化氧化作用的是氧气和氮氧化合物，是典型的气液反应，因此增大气液接触面积或增大气液相压力，才能缩短反应时间，提高反应效率。
[0004]传统反应釜进行聚合硫酸铁生产时，气液接触的动力主要是搅拌器，气液接触的面积小，导致反应的效率较低，反应时间较长，平均都在6个小时以上，极大的影响了产品的生产效率。
[0005]为了解决上述不足，不少研究者提出了许多对反应设备的改进方法，如提高反应釜搅拌速度，增大反应釜的最高耐压等手段增大气液接触面积，提高反应速率。即使改进这些条件，反应时间也仅仅有限的缩减，缩减后也在4个小时以上，反应效率依然较低，所以这些苛刻的条件限制了聚合硫酸铁生产技术的进步，从而导致聚合硫酸铁的产量跟不上日益增加的需求量。
[0006]中国专利2009100477950揭示了一种氯化亚铁快速氧化制备氯化铁的方法，具体的，将料搅匀后，利用循环栗使液体处于循环状态，然后在液体循环过程中，在一定压力下，通过加气管通入氧气。从而实现亚铁向三价铁转变，最终得到产品。而聚合硫酸铁的制备过程中，原料固体硫酸亚铁很容易结晶，尤其是在冬天，在用管道进料时，溶液遇到冷的管道，很容易结晶堵塞管道，导致反应减慢，甚至导致反应系统崩溃。另外通过进气管进氧气，导致通入的氧气不均匀，造成物料局部反应，气液接触的面积小，导致反应的效率较低。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种聚合硫酸铁反应装置。
[0008]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
聚合硫酸铁反应装置，包括反应釜和循环管路，所述反应釜为立式反应釜，反应釜下方设有用于固定和承重的底座，反应釜的釜体上设有排气口、人孔、进料口和出料口，进料口位于反应釜的顶部正上方，出料口位于反应釜底部中心位置，所述循环管路与反应釜上的进料口和出料口首尾相连，包括循环管道、设置于循环管道上的循环栗、卸料管道及催化剂进料管道，其特征在于：所述反应釜的内腔设置有多孔筛板单元和曝气单元，所述多孔筛板单元水平设置于釜体内腔的上半部，其由顶层筛板、底层筛板和夹设于所述顶层筛板与底层筛板之间的填充体组成，所述曝气单元设置于釜体内腔的底部，其由供气管道及设置于所述供气管道上的复数曝气盘组成，所述供气管道与反应釜外部的供气设施相连。
[0009]进一步地，所述填充体至少包括环形填充体和环鞍形填充体。
[0010]进一步地，所述环形填充体至少包括鲍尔环填充体和阶梯环填充体，其中，所述鲍尔环填充体为PP鲍尔环填充体、PVC鲍尔环填充体或PTFE鲍尔环填充体，所述阶梯环填充体为PP阶梯环填充体、PVC阶梯环填充体或PTFE阶梯环填充体。
[0011]进一步地，所述顶层筛板和底层筛板均具有复数均匀分布的筛孔，所述筛孔直径为 10~20mm。
[0012]进一步地，所述底层筛板的底面位于反应釜高度的2/3至3/4之间，所述多孔筛板单元的整体高度占反应釜总高度的2.5%~5%。
[0013]进一步地，所述供气管道包括一穿过反应釜釜体壁而到达反应釜内腔的进气管和至少一环形管，所述曝气盘均匀设置于所述环形管上。
[0014]进一步地，所述循环管道上缠绕设置有伴热电缆。
[0015]进一步地，所述反应釜的顶部还设有用于检测其内腔压力的压力表。
[0016]进一步地，所述循环栗为离心栗。
[0017]本发明的有益效果主要体现在:
1.在传统的反应釜内增设了多孔筛板单元和曝气单元，多孔筛板单元通过填充体增加了液体的悬停时间，氧气从曝气单元中曝出，弥漫整个反应釜内，增大了气液的接触面积和接触时间，提高了反应速率及生产效率；
2.参与反应的未溶解固态颗粒会滞留在多孔筛板单元上，有效防止固体颗粒对反应釜壁的撞击，减少了磨损，延长了反应釜的使用寿命；
3.伴热电缆能给循环管道进行初期供热，有效防止硫酸亚铁结晶后堵塞管道；
4.反应釜的反应过程都在低压下完成，对反应釜的冲击力较小，进一步延长了反应釜的使用寿命。
【附图说明】
[0018]图1是本发明聚合硫酸铁反应装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]本发明提供聚合硫酸铁反应装置，反应效率高。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
[0020]聚合硫酸铁反应装置，包括反应釜和循环管路，所述反应釜为立式反应釜，反应釜下方设有用于固定和承重的底座，反应釜的釜体11上设有排气口 9、人孔15及进料口 8和出料口 17，进料口 8位于反应釜的顶部正上方，出料口 17位于反应釜底部中心位置，另外，釜体顶部还设有一用于检测其内腔压力的压力表10，循环管路与反应釜上的进料口 8和出料口 17首尾相连，包括循环管道4、设置于循环管道4上的循环栗2、卸料管道3及催化剂进料管道6，循环栗2为离心栗，釜体11底部进入循环管道4具有一球阀18，催化剂进料管道具有一单向阀7，反应釜的釜体11内腔设置有多孔筛板单元和曝气单元，多孔筛板单元水平设置于釜体11内腔的上半部，其由顶层筛板12、底层筛板14和夹设于顶层筛板12与底层筛板14之间的填充体13组成，曝气单元设置于釜体11内腔的底部，其由供气管道16及设置于环形管道19上的复数曝气盘20组成，供气管道与反应釜外部的供气设施相连。
[0021]细化描述本案中的填充体的材料为惰性固体物料，从结构上描述，填充体至少包括环形填充体、环鞍形填充体。环形填充体至少包括鲍尔环填充体、阶梯环填充体，环鞍形填充体至少包括金属环矩鞍填充体。其中，鲍尔环填充体和阶梯环填充体的材质为PP、PVC或PTFE，金属环矩鞍填充体的材质一般为耐腐蚀金属。当为鲍尔环填充体时，型号规格为(直径X高度X壁厚)25mm*25mm*l.2 mm,当为阶梯环填充体时，型号规格为(直径x高度X壁厚)25mm*13mm*1.2 mm,当为金属环矩鞍填充体时，型号规格为(直径x高度x壁厚)25mm氺20mm氺0.6 mm。
[0022]对顶层、底层筛板作进一步描述，顶层筛板和底层筛板均具有复数均匀分布的筛孔，筛板的筛孔直径为10~20mm，最优为15mm，筛孔的孔间距为15~25mm，最优为20mm，筛板的厚度为3~10mm，最优为