一种超重力废碱渣处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种超重力废碱渣处理装置，属于化学技术领域。

背景技术：

随着社会的发展，能源消耗越来越大，社会对能源的需求已然提高到了一个重要的战略高度。所以对于能源的利用已经从单纯的使用上升到了回收再利用的高度。

炼油碱渣是常见的一种炼油废料，其具有数量小、组成复杂、污染物浓度高的特点，而且含有高污染度的硫化物，COD数值很高。目前，对于炼油碱渣的处理，常见的处理方法包括如下几种：

第一、湿式氧化法，即在液态下对碱渣进行氧化处理，该方法处理后的碱渣COD低，可以达到800-1000ppm，但是由于湿式氧化法的氧化程度是有限度的，所以对于未氧化的碱渣部分需要通过稀释再进行排放，这种排放必然会造成二次污染，而且投资较高，设备腐蚀也很严重；

第二、生物氧化法，其利用微生物等生物因子的分解、氧化、转化功能对废碱渣进行生物处理，将其中的污染物完全分解氧化成CO2、H2O、NO32-、SO42-等物质，最终完成无害化处理；经处理后的碱渣COD低，可以达到1000ppm，但是同样存在需要对未氧化完全的碱渣进行稀释造成二次污染的问题；

第三、硫酸中和法，该方法利用了酸碱中和的原理，但是对于COD降低作用不大，同时还存在设备腐蚀严重、中和水COD高、大量盐类外排污染土地的问题；

第四、简易碳化法，在很大程度上解决了对设备腐蚀的问题，但是仍然存在再生碱液中COD高、碳化塔效率低的问题。

超重力是在比地球重力加速度大的多的环境下物质所受的力。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下的要快得多。气-液、液-液、液-固两相和气-液-固三相在超重力环境下，在多孔道的填料中产生流动接触，极大的剪切力可将液体撕碎成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大的和快速更新的相界面。使相间的传质速率比传统的塔器中提高1-3个数量级，单位设备体积的生产效率提高1-2个数量级。

目前，在对废碱渣进行处理时，还没有使用过超重力技术。所以，设计高效的超重力机，并且利用超重力机实现对废碱渣的处理，是目前函待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种废碱渣处理装置，旨在使用超重力来实现对废碱渣的处理。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种超重力废碱渣处理装置，其设置有超重力机；

所述超重力机具有外壳，在外壳的中轴线上贯通外壳设置有动力驱动的中空转轴，所述转轴上设置有可密封的流体进口，在转轴内具有流体通道；在转轴外部，与所述转轴同轴套设连接有套筒，从而在所述转轴与所述套筒内壁之间成形气体通道，在套筒上设置有多个气孔和气体出口；所述转轴朝向所述套筒延伸设置有多个旋转通道，在旋转通道内设置有凸起或者凹入的螺旋通道；所述旋转通道贯通所述套筒设置；所述流体进口为废碱渣和催化剂混合进口；

与所述转轴、套筒同轴套设连接有填料筒，在所述填料筒内成形填料区；所述旋转通道、所述气孔均与所述填料区连通；

在外壳上设置有气体进口和流体出口，所述气体进口、流体出口均和填料区连通；所述气体进口为空气进口；

所述流体出口与沉降罐连接，在所述沉降罐的底部且垂直于水平面设置有隔板，所述隔板的高度低于所述沉降罐的高度，在沉降罐底部且位于隔板的一侧设置有二硫化物沉淀物排出口，沉降罐上部且位于隔板的另一侧设置有再生碱液出口；在所述沉降罐上，流体的入口和所述二硫化物沉淀物排出口对应设置于隔板的同侧。

碱液储存罐的碱液出口和超重力机的流体进口连接；多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径；多个所述气孔的面积之和大于或者等于气体进口的面积。

所述旋转通道垂直于所述转轴设置。

气体进口的设置为气体切线进入。

所述填料区设置有多层填料。

所述转轴与电机连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型所述的超重力废碱渣处理装置，利用空气中的氧气对废碱渣进行氧化处理，并且提供了独特的超重力机结构，该结构通过在外壳的中轴线上贯通外壳设置具有流体通道的中空转轴，并且在中空转轴外套设具有气体通道功能的套筒，同时在此基础上还成形了与填料区连通的具有螺旋通道的旋转通道，实现了流体经中空转轴后再经旋转通道实现流体的自旋进入，并在进入填料区的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，周向速度增加，所产生的离心力将流体推向外缘，在这个过程中流体被填料区内的填料切割、破碎、分散，从而形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大、快速更新的相界面，在众多弯曲孔道的填料中产生流动接触，进一步通过和气体的破碎、撕裂混合提高了气液接触的充分度，使得液态的废碱渣和空气中的氧气发生传质过程和化学反应，在非常短的时间将废碱渣进行氧化，获得了很好的废碱渣再生效果。此外，本实用新型所述的废碱渣处理装置的流体出口与沉降罐连接，沉降罐底部设置有二硫化物沉淀物排出口，沉降罐上部设置有再生碱液出口，并充分利用隔板将上述两个出口分列于两侧，从而在实现对废碱渣进行氧化再生的同时对经再生的碱液进行脱固处理，获得可循环使用的碱液。

2、本实用新型所述的超重力废碱渣处理装置，进一步还设置了多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径，从而保证旋转通道的内径在适宜的区间内，保证流体的自旋速度和自旋状态，从而进一步提高填料区内液体和气体的充分接触；此外，设置多个所述气孔的面积之和大于或者等于气体进口的面积，是为了保证气体经流体进口进入后通过足够多的气孔分布实现气体进一步充分顺畅得进入填料区内。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型所述废碱渣处理装置的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-外壳，2-转轴，3-流体通道，4-套筒，5-气体通道，6-旋转通道，7-填料筒，8-填料区，9-流体进口，10-气体出口，11-气体进口，12-流体出口，13-气孔，14-沉降罐，15-二硫化物沉淀物排出口，16-再生碱液出口，17-隔板。

具体实施方式

本实用新型所述的超重力废碱渣处理装置，包括超重力机，其具有外壳1，在外壳1上设置有气体进口11和流体出口12，所述外壳1用以固定超重力机内部的旋转结构，并且和旋转结构相配套。对于旋转结构，即在外壳1的中轴线上贯通外壳1设置有动力驱动的中空转轴2，对于动力的选择，在本实施例中选择通过中空转轴2和电机连接来实现在电机启动后对中空转轴2的驱动旋转。此外，在转轴2上设置有流体进口9，并且与流体进口9配套设置有密封结构，转轴2为中空结构从而在转轴2内的中空部分实现了对流体通道3的成形。在本实施例中，对于气体的通道设置，采用在转轴2外部与转轴2嵌套连接设置套筒4来实现，从而在转轴2与套筒4内壁之间形成了气体通道5，并在套筒4上设置有多个气孔13；在所述套筒4上还设置有气体出口10；与转轴2内部连通并且朝向套筒4延伸设置有多个旋转通道6，在旋转通道6内设置有凸起或者凹入的螺旋通道，且旋转通道6贯通所述套筒4设置。

在本实施方式中，优选多个旋转通道6均垂直于所述转轴2设置，从而更加利于流体的流动。

本实用新型所述的超重力废碱渣处理装置中，超重力机还设置有与转轴2、套筒4同轴套设连接的填料筒7，填料筒7设置在套筒4外，在填料筒7内成形填料区8，该填料区8和旋转通道6、气孔13均连通，同时填料区8还和气体进口11、流体出口12均连通。在填料筒7内，根据实际需要设置填料，填料可以整体填充，也可以多层铺设，从而将填料区8设置为多层填料区8，目的只要能够保证在超重力机工作时，利用旋转实现在填料区8作用下对气体、液体的旋转切割。

本实施例中的流体出口12与沉降罐14连接，在所述沉降罐14的底部且垂直于水平面设置有隔板17，所述隔板17的高度低于所述沉降罐14的高度，在沉降罐14底部且位于隔板17的一侧设置有二硫化物沉淀物排出口15，沉降罐14上部且位于隔板17的另一侧设置有再生碱液出口16；在所述沉降罐14上，流体的入口和所述二硫化物沉淀物排出口15对应设置于隔板17的同侧。

作为优选的实施方式，优选多个所述旋转通道6的入口直径之和等于或者小于中空转轴2的内径。当然，在实际的工程实施中，需要根据处理物、处理效果要求的不同，设置不同的入口直径和中空转轴2的尺寸关系。同样地，优选多个所述气孔13的面积之和大于或者等于气体进口11的面积。

此外，还优选气体进口11的设置为气体切线进入。

本实用新型所述的超重力废碱渣处理装置，在工作时，超重力机开始在电机驱动下利用转轴2、套筒4、填料筒7进行统一旋转，空气经超重力机的气体进口11以切线形式经气体进口11进入超重力机外壳1内并进一步进入填料区8内，废碱渣和催化剂混合液经超重力机的流体进口9进入中空转轴2内的流体通道3内，并流动至旋转通道6的入口，再次经旋转通道6入口进入旋转通道6内，在旋转通道6内部的凸起或者凹入的螺旋通道的引流作用下，形成流体的旋转流动，并在此作用下进入与通道连通的填料区8内，并在进入填料区8的一刻形成流体的自旋作用力和自旋流向。与此同时，气体则通过气体进口11进入套筒4内，经套筒4这个气体通道5充满整个套筒4，最后通过若干气孔13进入填料区8内。气体和流体均进入填料区8内，并在进入填料区8的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，周向速度增加，所产生的离心力将流体推向外缘，在这个过程中流体被填料区8内的填料切割、破碎、分散，从而形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大、快速更新的相界面，在众多弯曲孔道的填料中产生流动接触，使得废碱渣与空气中的氧气发生传质过程和化学反应，在非常短的时间实现对废碱渣的氧化再生。之后，流体汇集后经流体出口12离开超重力机，经过传质后的气体自气体出口10离开超重力机；流体经流体出口12后进入沉降罐14，由于在所述沉降罐14上，流体的入口和所述二硫化物沉淀物排出口15对应设置于隔板17的同侧，所以流体会首先设置有二硫化物沉淀物排出口15的一侧不断积蓄上升，在此过程中不断实现固体物质的沉积，当液面高度高于隔板17高度后，被沉积固体后的液体则会越过隔板17从隔板17另一侧即设置有再生碱液出口16的一侧进入，不断积蓄后从再生碱液出口16排出。

虽然本实用新型已经通过上述具体实施例对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。