一种用于SO₂还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置的制作方法

专利名称：一种用于SO₂还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工领域，具体涉及一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置。
背景技术：
近年来，随着金属矿的大量开发以及砷在工业上的广泛应用，含砷废水、废渣量日益增加，砷对环境的污染日趋严重。目前，湿法处理含砷废渣和废液主要是采用SO2还原砷酸盐水溶液，以三氧化二砷的形式来回收砷。SO2溶解度较小,且该反应在常温常压下SO2和 砷酸盐水溶液反应进行很慢，现有的设备难以适应批量的废水处理。

实用新型内容本实用新型的目的是为提高SO2还原砷酸盐的反应速率，并能实时监测SO2浓度以便能方便地掌握反应结束时间，且有效防止产生的三氧化二砷附着而提供的一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置。本实用新型是由如下技术方案实现一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，包括耐高压密封槽体，槽体内设有带耙架的搅拌器和SO2浓度在线监测仪，槽体外部设有加热装置；所述槽体上部开设有进料口、进气口和排气口，槽体的下部设置成锥形，在其底部开设有出料口。所述加热装置为夹套式换热器，包括夹套、加热蒸汽入口和冷凝水出口 ；所述的夹套套装在槽体外壳上，夹套上设有加热蒸汽入口和冷凝水出口。所述搅拌器包括搅拌叶片、传动轴和耙架；耙架设置于传动轴的底部。搅拌器通过传动轴与槽体外部的驱动装置连接。在所述槽体上设置有压力表和温度计，在槽体的侧面设置有视镜。在所述槽体上还设置有人孔。在所述槽体的两侧设置有支耳。本实用新型用于SO2还原砷酸盐水溶液的工艺，在槽体外部设有夹套式换热器，可使反应在较高温度下进行，从而大大加快反应速率，同时加压可克服高温导致SO2的溶解度变小的缺点，反而加大其溶解度，从而有效地将SO2浓度维持在较高水平,促进反应进行,提高砷酸盐的转化率；设置在槽体内的SO2浓度在线监测仪可以是内置式、全抽取式或稀释抽取式烟气在线监测系统中的任何一种，通过SO2浓度在线监测仪、压力表、温度计和视镜等监测装置，可监测槽体内的反应过程，并在SO2浓度基本保持不变后及时停止反应，缩短反应周期；槽体内的设有带耙架的搅拌器及锥形的槽体底部可有效防止产生的三氧化二砷产品附着在槽壁，提高砷的回收率。反应结束无需冷却，可直接送至下一工序进行蒸发浓缩结晶，节约能源。在槽体上还设有人孔便于对槽体内部进行检修。由上所述，本实用新型具有反应速率高、操作方便、砷回收率高等优点，能够对反应过程进行实时监控，可以批量应用于含砷的废水废渣处理。[0013]
图I为本实用新型的结构示意图。图中标号1 一进料口 ；2—进气口 ；3—排气口 ；4一人孔；5—驱动装置；6 — SO2浓度在线监测仪；7—压力表；8—温度计；9一支耳；10—视镜；11一IE架；12—搅拌叶片；13—传动轴；14一夹套；15—槽体；16—加热蒸汽入口 ；17—冷凝水出口 ；18—出料口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型加以详细描述。 实施例本实施例如图I所示，槽体15为耐高压密封壳体，其上部开设有进料口 I、进气口2和排气口 3，槽体15的下部设置成锥形，在其底部开设有出料口 18 ;带耙架的搅拌器设置在槽体15内，包括搅拌叶片12、传动轴13和耙架11，传动轴13设置于槽体15的中心线位置，其一端连接驱动装置5，另一端连接耙架11，在传动轴13上靠近耙架的位置设置有搅拌叶片12 ;夹套式换热器为一个形状与槽体相同但体积略大于槽体的夹套14套装于槽体15外周，夹套14和槽体15之间形成加热通道，在夹套14上部设置有加热蒸汽入口 16，在夹套14的底部设置有冷凝水出口 17。在槽体15上设置的SO2浓度在线监测仪6为杭州合众环境科技有限公司产的型号为ENDA-600ZG的HORIBA烟气在线监测仪，在槽体上还设置有压力表7和温度计8，在槽体的侧面设置有视镜10。在槽体15上还设置有人孔4和支耳9。砷酸盐溶液由进料口 I进入槽体15，通过视镜10观察使之达到一定液位；再从加热蒸汽入口 16通入加热蒸汽到夹套式换热器中对槽体内的砷酸盐溶液进行加热，冷凝水由冷凝水出口 17流出；由进气口 2通入压缩SO2气体进入槽体进行反应，并开启驱动装置5进行搅拌，当槽体内体系温度达到12(T150°C左右(由温度计8测量)，压强达到3MPa左右(由压力表7测量)，停止通SO2，并调节加热蒸汽流速使温度稳定在12(T150°C。在反应过程中随着SO2气体的消耗，压力逐渐降低，当压力表示数低于2. 5Mpa时，再补加SO2 ;当S02浓度在线监测仪显示槽体内SO2气体浓度保持不变时，即表示反应已达平衡。反应结束后，停止加入加热蒸汽，开启排气口 3使槽内压强降至常压，气体导入尾气回收系统处理；开启出料口 18，通过耙架11将沉积在锥形槽体底部的三氧化二砷导入下一工序。
权利要求1.一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，其特征在于包括耐高压密封槽体，槽体内设有带耙架的搅拌器和SO2浓度在线监测仪，槽体外部设有加热装置；所述槽体上部开设有进料口、进气口和排气口，槽体的下部设置成锥形，在其底部开设有出料□。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述加热装置为夹套式换热器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述夹套式换热器包括夹套、加热蒸汽入口 和冷凝水出口 ；所述的夹套套装在槽体外壳上，夹套上设有加热蒸汽入口和冷凝水出口。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述搅拌器包括搅拌叶片、传动轴和耙架；耙架设置于传动轴的底部。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于搅拌器通过传动轴与槽体外部的驱动装置连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，其特征在于在所述槽体上设置有压力表和温度计，在槽体的侧面设置有视镜。
7.根据权利要求6所述的一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，其特征在于在所述槽体上还设置有人孔。
8.根据权利要求7所述的一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，其特征在于在所述槽体的两侧设置有支耳。
专利摘要一种用于SO2还原砷酸盐水溶液制备三氧化二砷的装置，包括耐高压密封槽体，槽体内设有带耙架的搅拌器和SO2浓度在线监测仪，槽体外部设有夹套式换热器；所述槽体上部开设有进料口、进气口和排气口，槽体的下部设置成锥形，在其底部开设有出料口。本实用新型使SO2气体还原砷酸盐水溶液的反应在高温高压下进行，提高砷酸盐的转化率；通过SO2浓度在线监测仪、压力表、温度计和视镜等监测装置，缩短反应周期；耙架能提高三氧化二砷的回收率，可广泛应用于含砷的废水废渣处理。
文档编号C01G28/00GK202369410SQ20112053657
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者唐新村, 曾冬铭, 潘春跃, 王晖, 符剑刚, 陈凯达 申请人:湖南展泰有色金属有限公司