Устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта
Устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта относится к производству коагулянта-флокулянта алюмокремниевого (АКФК) в опытно-промышленном масштабе и может найти применение в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности для переработки отходов, например нефелинового концентрата, с получением алюмокремниевого коагулянта-флокулянта (АКФК), который предназначен для осветления и очистки вод хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также реагентной обработки оборотных и сточных вод. С целью упрощения устройства, реализующего безотходный способ производства коагулянта при обеспечении надежного обезвреживания твердых и газообразных отходов производства неорганического синтеза, устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта содержащее реактор с мешалкой, к входным патрубкам которого подключены бак для подачи нефелина, бак для подачи серной кислоты, бак для подачи воды, а первый выходной патрубок соединен с шламоприемником и второй с приемным баком готовой продукции, снабжено блоком нейтрализации газов вход, которого соединен с третьим выходным патрубком реактора, причем второй выходной патрубок реактора соединен с промывочным баком посредством вентилей, выход которого соединен с входом бака для подачи воды. Кроме того, блок нейтрализации газов выполнен в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с входом емкости-нейтрализатора, выход которой через насос соединен с входом эжектора, второй вход которого (сопло) является входом блока нейтрализации газов.
Полезная модель относится к производству коагулянта-флокулянта алюмокремниевого (АКФК) в опытно-промышленном масштабе и может найти применение в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности для переработки отходов, например нефелинового концентрата, с получением алюмокремниевого коагулянта" флокулянта (АКФК), который предназначен для осветления и очистки вод хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также реагентной обработки оборотных и сточных вод.
Известны способы получения алюминий содержащих коагулянтов путем обработки нефелина кислотами. Эти способы имеют общую физико-химическую основу и отличаются лишь аппаратурным оформлением технологии. Сущность их заключается в разложении нефелина 35-73% H 2SO4 при расходе кислоты 100-105% от стехиометрически необходимой для взаимодействия с кислоторастворимыми компонентами сырья. (Ткачев К.В., Запольский А.К., Кисиль Ю.К. Технология коагулянтов. Л.: Химия, 1978, с.166-169.).
Недостатки этих способов многооперационность, сложность аппаратурного оформления, наличие вредных выбросов и очень низкое качество получаемого коагулянта, т.к. он содержит не только нерастворимые примесные минералы, но и скоагулированную гелеобразную кремнекислоту.
Наиболее близким устройством к заявляемому является устройство получения коагулянта (сульфата алюминия) из шамотно-каолиновой пыли, содержащее (см. рис.1): 1 - дозатор, 2 - реактор, 3 - центрифуга, 4 - фильтр, 5 - башня, 6 - выщелачиватель, 7 - печь спекания, 8 - смеситель. («ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ШАМОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ПОЛУЧЕНИЕМ КОАГУЛЯНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ» В.Г.Матвиенко, Н.И.Беломеря, Е.В.Булгакова, Донецкий национальный технический университет Сборник «Вопросы химии и химической технологии» №4. 2002, с.145-148).
Недостатком данного устройства является отсутствие блока нейтрализации газовых отходов, а также сложность аппаратурного оформления, наличие вредных выбросов.
Целью полезной модели является упрощение устройства, реализующего безотходный способ производства коагулянта при обеспечении надежного
обезвреживания твердых и газообразных отходов производства неорганического синтеза.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта содержащее реактор с мешалкой, бак для подачи нефелина, бак для подачи серной кислоты, бак для подачи водопроводной воды, шламоприемник и бак приема готовой продукции, снабжено блоком нейтрализации газов вход, которого соединен с третьим выходным патрубком реактора, причем второй выходной патрубок реактора соединен с промывочным баком посредством вентилей.
Кроме того, блок нейтрализации газов выполнен в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с входом емкости-нейтрализатора, выход которой через насос соединен с входом эжектора, второй вход которого (сопло) является входом блока нейтрализации газов.
На рис.1 Представлена схема устройства получения коагулянта (сульфата алюминия) из шамотно-каолиновой пыли (прототип)
На рис.2 Представлена схема предлагаемого изобретения.
На рис.3 Схема блока нейтрализации.
Устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта содержащее реактор 1 с мешалкой (см. рис.2), бак 2 для подачи нефелина, бак 3 для подачи серной кислоты, бак 4 для подачи водопроводной воды, шламоприемник 5, бак 6 для приема готовой продукции, снабжено блоком 7 нейтрализации газов вход которого, соединен с третьим выходным патрубком реактора 1, причем второй выходной патрубок реактора 1 соединен с промывочным баком 8 посредством вентилей.
Кроме того, блок 7 нейтрализации газов (см рис.3) выполнен в виде водовоздушного эжектора 2, выход которого соединен с входом емкости-нейтрализатора 3, выход которой через насос 4 соединен с входом эжектора 2, второй вход которого (сопло) является входом блока нейтрализации газов.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Производство АКФК основано на обработке нефелинового концентрата разбавленной серной кислотой, в результате чего происходит процесс сернокислотного разложения нефелина с образованием продукционного раствора коагулянта-флокулянта, твердого кислотонерастворимого осадка (шлама) и некоторого количества газовых отходов.
Сернокислотное разложение нефелина проводят раствором серной кислоты определенной концентрации, получаемой разбавлением исходной кислоты технологической водой. Процесс разложения осуществляется в реакторе 1, оборудованном мешалкой, люком загрузки нефелина из бака 2, патрубками ввода воды из бака 4 и кислоты из бака 3, газоотводом в блок 7, сливом продукционного раствора в блок 6 и донным люком для выгрузки шлама в шламоприемник 5.
В реактор 1 вводится вся необходимая для процесса вода из бака 4, затем при перемешивании дозируются кислота из блока 3, затем нефелиновый концентрат из бака 2. По истечению процесса сернокислотного разложения нефелинового концентрата продукционный раствор АКФК из реактора 1 поступает в бак 6 для приема продукционного раствора.
После окончания откачки производственного раствора в реактор 1, в котором находится некоторое количество твердого кислотонерастворимого осадка, заливается водопроводная вода из бака 4 и на несколько минут приводится в действие мотор-редуктор (на схеме не показан) реактора 1 для более продуктивной промывки внутреннего пространства реактора от твердого шлама, тем самым одновременно происходит промывка самого шлама непосредственно в реакторе 1. После отключения мотор-редуктора, промывочная вода поступает в бак 8 для промывочных вод, затем открывается люк в нижней части реактора и шлам попадает в шламоприемник 5, расположении под люком.
В технологическом процессе сточные воды образуются от промывки твердого кислотонерастворимого осадка и от промывки оборудования. Стоки от промывки оборудования и осадка сливаются в бак 8 для сбора промывочных вод. Все промывочные воды являются оборотными и используются в технологическом процессе.
Твердыми отходами производства являются кислотонерастворимая часть нефелинового продукта. Эти отходы промываются и могут быть использованы для получения кислотоупорной керамики, цемента или направлены на извлечение редкоземельных элементов.
В процессе разложения нефелина разбавленной кислотой выделяются такие газы как сернистый ангидрид (SO2) (III класс опасности) и сероводород (H2S) (II класс опасности). Для удаления и этих вредных газообразных отходов из рабочей зоны и их утилизации технологическая установка снабжена эжекционной системой нейтрализации газов.
Нейтрализацию сероводорода и сернистого ангидрида проводят раствором двууглекислого натрия (Na2CO3). В результате нейтрализации выделяется углекислый газ и образуется водный раствор сульфида натрия (Na2S) и сульфита натрия (Nа2SO3). Химические уравнения реакции нейтрализации:
Газообразные сероводород и сернистый ангидрид через газоотводный патрубок реактора 1 направляются на нейтрализацию в блок 7 нейтрализации. Нейтрализация газов проводится их принудительным отводом (см. рис.3) через эжектор 2 и пропусканием через емкость-нейтролизатор 3. В емкости-нейтролизаторе 3 происходит барбатаж газов через водный раствор двууглекислого натрия (Na2 CO3). Поток раствора двууглекислого натрия прогоняется по замкнутому контуру при помощи насоса 4. Для того чтобы в спецвентиляцию вместе с углекислым газом не происходил каплеунос, емкость - нейтрализатор 3 снабжается каплеуловителем.
После проведения процесса нейтрализации водный раствор этих солей направляется в блок 8 для сбора промывочных вод и используется в качестве технологической воды.
Отличием изобретения является, то, что технологическая схема включает в себя эжекционную систему нейтрализации вредных отходящих газов.
Простота аппаратурного оформления эжекционной системы нейтрализации.
Доступный, дешевый реагент для нейтрализации - кальцинированная сода (двууглекислый натрий Nа2СО3).
Таким образом, применение данной конструкции позволяет упростить устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта и значительно сократить количество вредных выбросов а атмосферу.
1. Устройство для получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта, содержащее реактор с мешалкой, к входным патрубкам которого подключены бак для подачи нефелина, бак для подачи серной кислоты, бак для подачи воды, а первый выходной патрубок соединен с шламоприемником и второй с приемным баком готовой продукции, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и обеспечения надежного обезвреживания твердых и газообразных отходов производства неорганического синтеза, оно снабжено блоком нейтрализации газов, вход которого соединен с третьим выходным патрубком реактора, причем второй выходной патрубок реактора соединен с промывочным баком посредством вентилей, выход которого соединен с входом бака для подачи воды.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок нейтрализации газов выполнен в виде водовоздушного эжектора, выход которого соединен с входом емкости-нейтрализатора, выход которой через насос соединен с входом эжектора, второй вход которого (сопло) является входом блока нейтрализации газов.
