一种含磷氟渣的资源化利用处理系统

本发明涉及含磷氟渣利用，具体为一种含磷氟渣的资源化利用处理系统。

背景技术：

1、磷石膏堆场污水处理过程中，会产生大量的含磷氟渣，含磷氟渣里面还有大量的枸溶性磷和氟，目前主要用于水稻复合肥原料，其价值低廉。在不久的将来随着人民生活水平的提高和食品安全的加强，中国也会像欧美日一样，会对肥料中的有害元素进行限制，肥料中的氟含量也必然受限制，这时含磷氟渣的出路会更加面临巨大挑战，同时也会威胁生产企业的生存；将来磷石膏产品化、含磷氟渣的高附加值化和无害化是维系磷石膏堆场处理的生存要害。目前对含磷氟渣的处理过程为先气提再吸收，气提：将含磷氟渣与硫酸混合，并以空气为气体介质进行气提，生成的尾气通过尾气处理装置进行处理后排放，固体物质通过硫酸再次反应生成磷酸，完成含磷氟渣的资源利用处理，而目前在气提反应中效果不理想，含磷氟渣的利用率低，由于含磷氟渣与硫酸反应受压强与混合强度的影响较大，由于生成的气提被及时排入尾气处理装置中，造成目前的气提装置无法维持特定的压强对含磷氟渣进行处理，同时现有的气提装置搅拌强度较低，无法保证含磷氟渣与硫酸的充分混合反应，从而造成含磷氟渣的利用率较低，使得含磷氟渣资源化利用处理有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，用于解决现有含磷氟渣利用率不高的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，包括气提反应釜和尾气处理单元，所述气提反应釜内设置有搅拌组件，所述气提反应釜的侧壁设置有气压式排气机构，所述气压式排气机构包括小直径管、大直径管、锥形堵阀和弹性组件，所述小直径管的一端连通所述气提反应釜，另一端同轴连接所述大直径管，所述大直径管远离所述小直径管的一端连接所述尾气处理单元，所述大直径管内设置有所述锥形堵阀，所述锥形堵阀的大直径端固定有安装盘，所述安装盘的直径大于所述小直径管的内径，所述安装盘的直径小于所述大直径管的内径，所述安装盘的直径大于所述锥形堵阀的最大直径，所述锥形堵阀的两侧均设置有所述弹性组件，所述弹性组件的一端连接所述安装盘，另一端连接在所述小直径管与大直径管形成的台阶上，当所述锥形堵阀的小直径端适配在所述小直径管内时，所述弹性组件处于拉伸状态。

3、在一些实施例中，所述弹性组件包括固定筒、中空滑动筒和弹簧，所述固定筒的一端固定连接在所述小直径管与大直径管形成的台阶上，另一端滑动穿设有所述中空滑动筒，所述固定筒内设置有所述弹簧，所述弹簧的两端分别连接所述中空滑动筒与固定筒，当所述锥形堵阀的小直径端适配在所述小直径管内时，所述弹簧处于拉伸状态。

4、在一些实施例中，所述中空滑动筒上套设有弹性密封套，所述弹性密封套通过自身形变过盈配合在所述固定筒内。

5、在一些实施例中，所述小直径管的侧壁固定有安装板，所述安装板的顶部安装有直线驱动电机，所述直线驱动电机的输出轴连接有推杆，所述推杆从所述大直径管的底部穿入至所述固定筒内，所述推杆具有沿所述固定筒轴向移动的自由度，所述直线驱动电机连接有开关组件，所述开关组件通电后延时启动所述直线驱动电机。

6、在一些实施例中，所述开关组件包括开关箱、蓄电池、时间继电器和接通开关，所述开关箱安装在所述大直径管的外壁上，所述蓄电池与时间继电器均设置在所述开关箱内，所述接通开关安装在所述大直径管的内壁上，所述接通开关位于所述安装盘的下方，且所述接通开关位于所述安装盘的移动路径上，所述蓄电池通过正极导线依次连接所述时间继电器、直线驱动电机与接通开关，所述接通开关通过负极导线连接所述蓄电池的负极。

7、在一些实施例中，所述接通开关包括开关盒、开关按钮、开关弹簧和金属片，所述开关盒固定安装在所述大直径管的内壁上，所述开关按钮滑动穿设在所述开关盒的顶部，并位于所述安装盘的移动路径上，所述开关盒内设置有所述开关弹簧，所述开关盒内设置有安装环，所述安装环固定套设在所述开关按钮上，所述开关弹簧的两端分别连接所述开关盒的内顶部与金属片，所述安装环连接所述开关弹簧，所述正极导线连接所述金属片，所述负压导线连接所述开关盒内的负压金属片，所述负压金属片位于所述金属片的移动路径上，当所述锥形堵阀的小直径端适配在所述小直径管内时，所述负压金属片接触所述金属片，且所述开关弹簧处于压缩状态。

8、在一些实施例中，所述搅拌组件包括中部搅拌轴、内齿圈和侧搅拌轴，所述中部搅拌轴、内齿圈和侧搅拌轴均转动连接所述气提反应釜，所述中部搅拌轴上套装有驱动齿轮，所述侧搅拌轴上套装有从动齿轮，所述从动齿轮位于所述驱动齿轮与内齿圈之间，所述从动齿轮同时啮合所述驱动齿轮与内齿圈，所述气提反应釜的顶部设置有电机，所述电机的输出轴传动连接所述中部搅拌轴，所述中部搅拌轴上固定有中部搅拌叶，所述侧搅拌轴的底部连接水平摇杆的一端，所述水平摇杆另一端的底部固定有搅拌轴，所述搅拌轴上固定有侧搅拌叶。

9、在一些实施例中，所述搅拌组件还包括密封盘，所述密封盘位于所述内齿圈的下方，并固定连接所述气提反应釜，所述中部搅拌叶与水平摇杆均位于所述密封盘的下方，所述中部搅拌轴与所述密封盘之间设置有第一密封圈，所述侧搅拌轴与所述密封盘之间设置有第二密封圈。

10、在一些实施例中，所述尾气处理单元包括压缩机、气体缓冲罐、氟硅酸存储罐、微泡发生器、静态混合器、换热器和气液分离罐，所述微泡发生器并联设置有两套，所述大直径管的一端通过进气管连接所述压缩机，所述压缩机的出气端口连接所述气体缓冲罐的进气端口，所述气体缓冲罐的出气端口连接所述微泡发生器的进气端口，所述氟硅酸存储罐出液口通过液体管连接流量泵的进液端口，所述流量泵的出液端口连接所述微泡发生器的进液端口，所述微泡发生器的出液端口连接所述静态混合器的进入端口，所述静态混合器的流出端口连接所述换热器，所述换热器连接所述气液分离罐，所述气液分离罐顶部设置有尾气放空管，所述气液分离罐的底部通过循环管连接所述液体管。

11、在一些实施例中，所述气提反应釜上设置有硫酸投放管、投料管和空气进入管，所述硫酸投放管、投料管和空气进入管上均设置有阀门。

12、本发明的有益效果是：

13、锥形堵阀适配在小直径管内进行封堵时，弹簧处于拉伸状态，从而通过弹簧的反作用力使锥形堵阀以一定的压力封堵小直径管，当气提反应釜内的压强大于锥形堵阀的作用压力时，锥形堵阀远离小直径管移动，使小直径管连通大直径管排出部分反应生成的尾气，当气提反应釜内的压强小于锥形堵阀的作用力时，锥形堵阀在弹簧的反作用力下重新封堵小直径管，等待下次压强大于锥形堵阀的作用力时进行排气，从而使气提反应釜内的反应压强始终维持在预设的压强范围内，从而使含磷氟渣的反应更加充分，提高了含磷氟渣的利用率。

技术特征：

1.一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，包括气提反应釜(1)和尾气处理单元，所述气提反应釜(1)内设置有搅拌组件，所述气提反应釜(1)的侧壁设置有气压式排气机构，所述气压式排气机构包括小直径管(2)、大直径管(3)、锥形堵阀(4)和弹性组件，所述小直径管(2)的一端连通所述气提反应釜(1)，另一端同轴连接所述大直径管(3)，所述大直径管(3)远离所述小直径管(2)的一端连接所述尾气处理单元，所述大直径管(3)内设置有所述锥形堵阀(4)，所述锥形堵阀(4)的大直径端固定有安装盘(5)，所述安装盘(5)的直径大于所述小直径管(2)的内径，所述安装盘(5)的直径小于所述大直径管(3)的内径，所述安装盘(5)的直径大于所述锥形堵阀(4)的最大直径，所述锥形堵阀(4)的两侧均设置有所述弹性组件，所述弹性组件的一端连接所述安装盘(5)，另一端连接在所述小直径管(2)与大直径管(3)形成的台阶上，当所述锥形堵阀(4)的小直径端适配在所述小直径管(2)内时，所述弹性组件处于拉伸状态。

2.根据权利要求1所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述弹性组件包括固定筒(6)、中空滑动筒(7)和弹簧(8)，所述固定筒(6)的一端固定连接在所述小直径管(2)与大直径管(3)形成的台阶上，另一端滑动穿设有所述中空滑动筒(7)，所述固定筒(6)内设置有所述弹簧(8)，所述弹簧(8)的两端分别连接所述中空滑动筒(7)与固定筒(6)，当所述锥形堵阀(4)的小直径端适配在所述小直径管(2)内时，所述弹簧(8)处于拉伸状态。

3.根据权利要求2所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述中空滑动筒(7)上套设有弹性密封套(9)，所述弹性密封套(9)通过自身形变过盈配合在所述固定筒(6)内。

4.根据权利要求3所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述小直径管(2)的侧壁固定有安装板(10)，所述安装板(10)的顶部安装有直线驱动电机(11)，所述直线驱动电机(11)的输出轴连接有推杆(12)，所述推杆(12)从所述大直径管(3)的底部穿入至所述固定筒(6)内，所述推杆(12)具有沿所述固定筒(6)轴向移动的自由度，所述直线驱动电机(11)连接有开关组件，所述开关组件通电后延时启动所述直线驱动电机(11)。

5.根据权利要求4所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述开关组件包括开关箱(13)、蓄电池(14)、时间继电器(15)和接通开关(16)，所述开关箱(13)安装在所述大直径管(3)的外壁上，所述蓄电池(14)与时间继电器(15)均设置在所述开关箱(13)内，所述接通开关(16)安装在所述大直径管(3)的内壁上，所述接通开关(16)位于所述安装盘(5)的下方，且所述接通开关(16)位于所述安装盘(5)的移动路径上，所述蓄电池(14)通过正极导线(17)依次连接所述时间继电器(15)、直线驱动电机(11)与接通开关(16)，所述接通开关(16)通过负极导线(18)连接所述蓄电池(14)的负极。

6.根据权利要求5所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述接通开关(16)包括开关盒(19)、开关按钮(20)、开关弹簧(21)和金属片(22)，所述开关盒(19)固定安装在所述大直径管(3)的内壁上，所述开关按钮(20)滑动穿设在所述开关盒(19)的顶部，并位于所述安装盘(5)的移动路径上，所述开关盒(19)内设置有所述开关弹簧(21)，所述开关盒(19)内设置有安装环(23)，所述安装环(23)固定套设在所述开关按钮(20)上，所述开关弹簧(21)的两端分别连接所述开关盒(19)的内顶部与金属片(22)，所述安装环(23)连接所述开关弹簧(21)，所述正极导线(17)连接所述金属片(22)，所述负压导线(18)连接所述开关盒(19)内的负压金属片(24)，所述负压金属片(24)位于所述金属片(22)的移动路径上，当所述锥形堵阀(4)的小直径端适配在所述小直径管(2)内时，所述负压金属片(24)接触所述金属片(22)，且所述开关弹簧(21)处于压缩状态。

7.根据权利要求1所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述搅拌组件包括中部搅拌轴(25)、内齿圈(26)和侧搅拌轴(27)，所述中部搅拌轴(25)、内齿圈(26)和侧搅拌轴(27)均转动连接所述气提反应釜(1)，所述中部搅拌轴(25)上套装有驱动齿轮(28)，所述侧搅拌轴(27)上套装有从动齿轮(29)，所述从动齿轮(29)位于所述驱动齿轮(28)与内齿圈(26)之间，所述从动齿轮(29)同时啮合所述驱动齿轮(28)与内齿圈(26)，所述气提反应釜(1)的顶部设置有电机(30)，所述电机(30)的输出轴传动连接所述中部搅拌轴(25)，所述中部搅拌轴(25)上固定有中部搅拌叶(31)，所述侧搅拌轴(27)的底部连接水平摇杆(32)的一端，所述水平摇杆(32)另一端的底部固定有搅拌轴(33)，所述搅拌轴(33)上固定有侧搅拌叶(34)。

8.根据权利要求7所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述搅拌组件还包括密封盘(35)，所述密封盘(35)位于所述内齿圈(26)的下方，并固定连接所述气提反应釜(1)，所述中部搅拌叶(31)与水平摇杆(32)均位于所述密封盘(35)的下方，所述中部搅拌轴(25)与所述密封盘(35)之间设置有第一密封圈(36)，所述侧搅拌轴(27)与所述密封盘(35)之间设置有第二密封圈(37)。

9.根据权利要求1所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述尾气处理单元包括压缩机(38)、气体缓冲罐(39)、氟硅酸存储罐、微泡发生器(40)、静态混合器(41)、换热器(42)和气液分离罐(43)，所述微泡发生器(40)并联设置有两套，所述大直径管(3)的一端通过进气管连接所述压缩机(38)，所述压缩机(38)的出气端口连接所述气体缓冲罐(39)的进气端口，所述气体缓冲罐(39)的出气端口连接所述微泡发生器(40)的进气端口，所述氟硅酸存储罐出液口通过液体管(45)连接流量泵(44)的进液端口，所述流量泵(44)的出液端口连接所述微泡发生器(40)的进液端口，所述微泡发生器(40)的出液端口连接所述静态混合器(41)的进入端口，所述静态混合器(41)的流出端口连接所述换热器(42)，所述换热器(42)连接所述气液分离罐(43)，所述气液分离罐(43)顶部设置有尾气放空管(46)，所述气液分离罐(43)的底部通过循环管(47)连接所述液体管(45)。

10.根据权利要求1所述的一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，其特征在于，所述气提反应釜(1)上设置有硫酸投放管(48)、投料管(49)和空气进入管(50)，所述硫酸投放管(48)、投料管(49)和空气进入管(50)上均设置有阀门。

技术总结
本发明涉及含磷氟渣利用技术领域，并公开了一种含磷氟渣的资源化利用处理系统，包括气提反应釜和尾气处理单元，气提反应釜的侧壁设置有气压式排气机构，气压式排气机构包括小直径管、大直径管、锥形堵阀和弹性组件，小直径管的一端连通气提反应釜，另一端同轴连接大直径管，大直径管远离小直径管的一端连接尾气处理单元，大直径管内设置有锥形堵阀，锥形堵阀的大直径端固定有安装盘，安装盘的直径大于小直径管的内径，安装盘的直径小于大直径管的内径，安装盘的直径大于锥形堵阀的最大直径，锥形堵阀的两侧均设置有弹性组件，弹性组件的一端连接安装盘，另一端连接在小直径管与大直径管形成的台阶上。用于解决现有含磷氟渣利用率不高的问题。

技术研发人员：罗建洪,叶毅,郭泉武,廖宇彤
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16