吸附塔及可轮换载体提升饱和率的固液分流管理吸附装置的制作方法

本技术属于环保设备，具体涉及了一种吸附塔及可轮换载体提升饱和率的固液分流管理吸附装置。

背景技术：

1、2021年我国磷矿石产量为10289.9万吨，共生碘品位在15～40ppm间，按平均品位25ppm计算，碘含量约为2572.5吨；共生砷品位在35～67ppm间，按照平均品位50ppm计算，砷含量约为5000吨。因碘和砷的特性，矿石加工过程中，对低含量碘、砷等物质难以回收，大部分经水体或大气排入自然界，长期富集对环境造成严重的污染。排除低含量碘、砷等物质对环境造成的污染，对进一步改善环境意义重大。

2、现脱除碘和珅的工艺主要分为载体吸附和化学沉降法。

3、化学沉降对复杂物料中试剂添加、沉降分离等要求较高；载体吸附法利用不同载体的定向吸附率特性，可较好的对液、气物料中低含量的碘、砷等物质实现较好的吸附效果。

4、现主要载体吸附脱除碘和砷的装置主要由单体吸附装置和多元串联吸附装置。单体吸附装置效果相对不足，现有多元串联吸附装置虽有改善，但仍存在如下缺陷：1、内置载体处于接触死角或被液流负压吸附挂壁部分无法通过湍流与料液更好的交混，导致该部分载体无法实现吸附饱和率，致使载体成效受损；2、因吸附装置固液分流和滤网设置原因，导致设备结构复杂、造价高、检修难度大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种吸附塔及可轮换载体提升饱和率的固液分流管理吸附装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种吸附塔，包括罐体；其中：所述罐体为中空的圆柱形结构，顶部呈锅底形或平面封闭并设有载体入口，底部呈漏斗形封闭并设有载体出口和料液入口，侧壁上部设有料液溢流出口；所述载体入口、载体出口、料液入口、料液溢流出口的外侧分别设有载体入口管、载体出口管、料液入口管、料液溢流出口管，并且在管口均设有法兰；所述料液溢流出口管套接有料液溢流滤管；所述料液入口管套接有料液入口滤管；所述料液入口设在罐体的底部漏斗侧壁的中间位置，并且所述料液入口管倾斜设置，所述料液入口滤管平行插入料液入口管内部。

4、在本实用新型的吸附塔中，采用了料液溢流出口管和料液溢流滤管、料液入口管和料液入口滤管配套设计使用，可以对液流压力进行缓冲，可减小液流对吸附塔内载体的直面冲击降低载体磨损；通过料液入口管与罐体形成的斜向角度，不断推动吸附塔内载体斜向移动至吸附塔侧壁后上升，并诱发处于上方的载体向下沉降，然后被液流斜向推动上升形成与液流交混的更迭环流，提升载体吸附匀化性。呈漏斗形的罐体底部更便于载体流出进行更换。

5、在本实用新型的吸附塔中，所述料液入口管的长度优选约500mm。所述料液溢流出口管优选设置在吸附塔侧壁顶部向下约200mm处。

6、在本实用新型的吸附塔中，所述料液溢流滤管横置伸入罐体内部，横置料液溢流滤管可更好的实现液流快速汇集和减少载体受液流负压粘结。

7、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述料液入口管的倾斜角度为45°（即料液入口管与垂直线的夹角为45°）。经过试验（实践）论证，45°的倾斜角，最有利于推动吸附塔内载体斜向移动至吸附塔侧壁后上升，并诱发处于上方的载体向下沉降。

8、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述料液入口滤管的一端设有法兰ⅲ和法兰ⅳ；所述法兰ⅳ位于法兰ⅲ的内侧；所述料液入口滤管的另一端延伸至料液入口处，并且位于料液入口管内的料液入口滤管部分设有滤孔ⅱ；所述料液入口滤管的法兰ⅳ与所述料液入口管的法兰相连接。

9、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述料液入口滤管在位于法兰ⅳ的内侧设有卡槽ⅱ；所述位于料液入口管内的料液入口滤管部分包裹有滤网ⅱ。设置卡槽，用于绑扎包裹在滤管上的滤网，滤网不易松动脱离。

10、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述料液溢流滤管的一端设有法兰ⅰ和法兰ⅱ；所述法兰ⅱ位于法兰ⅰ的内侧；所述料液溢流滤管的另一端延伸至罐体内部，并且位于罐体内的料液溢流滤管部分设有滤孔ⅰ；所述料液溢流滤管的法兰ⅱ与所述料液溢流出口管的法兰相连接。

11、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述料液溢流滤管在位于法兰ⅱ的内侧设有卡槽ⅰ；所述位于罐体内的料液溢流滤管部分包裹有滤网ⅰ。

12、本实用新型的吸附塔分别设立带滤网的料液进口和出口以及不带滤网的载体进口和出口，很好的实现了对液流和固型载体的分向管理，实现载体在不同吸附塔间的有序轮换，提升了载体的平均吸附饱和率和效能。

13、本实用新型的吸附塔采用中空的内部结构较为简单，造价低；料液进口和溢流出口通过易拆装滤管及滤管上包裹滤网结构，优化了装置对不同载体粒径的拦阻效能及适用性，也使滤管和滤网更容易检修和更换。

14、作为本实用新型的吸附塔的进一步说明，所述罐体的底部设有支架。设置支架，便于将吸附塔安装在相应的工作平台上。

15、本实用新型还提供了一种可轮换载体提升饱和率的固液分流管理吸附装置，包括两个或两个以上如上所述的吸附塔、以及料液池、过滤机、载体再生系统、载体槽、储液罐；将吸附塔以料液流入吸附塔进行吸附工作的顺序进行排序；第一个吸附塔的料液入口滤管与料液池通过管道相连通，并且管道上设有阀门和泵；第一个吸附塔的料液溢流滤管与第二个吸附塔的料液入口滤管通过管道相连通，并且管道上设有阀门，以此类推直至最后一个吸附塔；最后一个吸附塔的料液溢流滤管与储液罐相连通，并且管道上设有阀门；第一个吸附塔的载体出口管与过滤机通过管道相连通，并且管道上设有阀门；第一个吸附塔的载体入口管与第二个吸附塔的载体出口管通过管道相连通，并且管道上设有阀门，以此类推直至最后一个吸附塔；最后一个吸附塔的载体入口管通过管道与载体槽相连通，并且管道上设有阀门；所述料液池还通过泵分别与每一个吸附塔的载体入口管、载体槽相连通，并且在相应的连通管道上均分别设有阀门；所述料液池还分别与每一个吸附塔的料液溢流滤管相连通，并且在相应的连通管道上均分别设有阀门；所述过滤机分别与料液池、载体再生系统相连通；所述载体再生系统还与载体槽相连通。

16、作为本实用新型的进一步说明，所述吸附塔内装有载体，所述载体为活性炭、树脂、石墨烯、高分子材料中的一种或者多种组合。

17、本实用新型的固液分流管理吸附装置对两个吸附塔通过串联使用，也可按同样方式对两个以上的吸附塔串联作为一体化装置，以提升吸附效能。

18、本实用新型的工作原理（工作流程）：

19、通过预处理的料液经第一个吸附塔下方的阀门和料液入口滤管进入料液入口管对液流的冲击力进行缓冲，以降低液流对吸附塔内载体的磨损；经缓冲液流直面压力后的料液按照料液入口管与罐体形成的斜向夹角，推动载体运动至面向的吸附塔壁，并沿塔臂上升，同步与载体充分交混，上部载体沉降补充，再被液流斜向塔壁和向上方运动，不断形成上下翻滚的位置变换形态，产生湍流效应，提升塔内上下方载体的交换吸附效率及匀化性；料液达到料液溢流出口管的高度后，经第一个吸附塔的料液溢流滤管、阀门和第二个吸附塔的料液入口滤管进入料液入口管内对液流冲击力进行缓冲，再进入第二个吸附塔内，按照设定斜向夹角推动载体向对向第二个吸附塔内侧运动，再沿塔壁向上形成的湍流效应，并再次与第二个吸附塔内载体交混，液流达到料液溢流出口管高度后，经料液溢流滤管、阀门进入储液罐或下一个吸附塔直至进入储液罐，完成载体对料液中碘或砷等金属物质的吸附。

20、为避免吸附塔内载体受先后顺序、角度和溢流管负压附着载体逃避湍流循环等原因导致的吸附塔内载体吸附不均现象，本装置可通过载体出口管和载体入口管对载体在前后吸附塔间进行轮换，操作流程为：1.先腾空前一个吸附塔内载体至载体再生系统，载体进入再生系统再生后回用，不能回用的载体委托第三方处置；2.再将后一个吸附塔中载体轮换进入前一个吸附塔中；3.最后对后一个吸附塔充填新载体。上述流程可以通过控制相应的阀门的关闭/打开状态实现料液和载体的流向

21、本实用新型的有益效果是：

22、1.本实用新型可以通过将塔内载体进行轮换，避免了处于塔体内环流死角中的载体难以达到吸附饱和度而出现吸附不均的弊端，可有效提升载体吸附效率；

23、2.本实用新型通过对载体入口和载体出口单独设置，实现固、液分流管理，更好的实现载体的充填与导出，有效优化了吸附装置液固分流管理效能；

24、3.本实用新型通过对液流入口和溢流出口的套管和滤管设计，简化了吸附塔内部结构，优化了载体在塔体内的湍流效应；

25、4.本实用新型通过对套管和滤管的结合应用，降低液流直面冲击损坏载体的同时，更利于滤管的拆装、检修和更换。