硫酸亞鐵溶液的製備裝置的製作方法

2023-07-28 13:57:31

專利名稱：硫酸亞鐵溶液的製備裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對純二氧化氯發生器的反應母液進行綜合利用的裝置，特別 是一種利用純二氧化氯發生器的反應母液製備硫酸亞鐵溶液的製備裝置。
背景技術：
硫酸亞鐵有著極其廣泛的用途，在水處理上，可作為淨水劑，同時也是去除二氧化 氯淨化水時產生的副產物亞氯酸鹽的最佳還原劑。實驗證明，將硫酸亞鐵溶液加到經純二 氧化氯處理後的含有亞氯酸鹽的水中，能迅速將水中的亞氯酸鹽去除，同時，亞鐵鹽被氧化 後在水中形成三價鐵可以作為混凝劑，增加對水處理的絮凝作用。經純二氧化氯消毒後的飲用水中，二氧化氯被還原成CIO」導致存在亞氯酸鹽殘 留物，亞氯酸鹽超過《GB5749-2006生活飲用水衛生標準》，可能會對人體健康產生負面影 響。目前，自來水廠採用二氧化氯發生器產生的純二氧化氯，對自來水進行消毒處理， 純二氧化氯發生器的反應母液，需要採用鹼中和處理後才可以排放。市場所售的硫酸亞鐵主要是利用鈦白粉生產中的副產品，硫酸法生產鈦白粉產品 過程中產出的副產品硫酸亞鐵，通過濃縮、結晶、脫水、包裝工序得到，再運往水處理廠，成 本較高。
發明內容本實用新型的目的是提供一種硫酸亞鐵溶液的製備方法、應用方法和製備裝置， 要解決的技術問題是對二氧化氯發生器反應母液進行綜合利用，降低自來水廠的生產成 本。本實用新型採用以下技術方案一種硫酸亞鐵溶液的製備方法，包括以下步驟 一、按反應母液與還原鐵粉質量比10 100 0. 5 5，在含有硫酸的純二氧化氯發生器 的反應母液中，加入鐵粉；二、常溫下，按反應母液的流入量10 100kg/h，連續均勻加入鐵 粉，同時充入流量為2 8m3/h的空氣，得到硫酸亞鐵溶液。本實用新型的反應母液的硫酸濃度為15 40%，還原鐵粉的規格為80 200目、 純度為95 99%。本實用新型的加入反應母液和鐵粉連續10分鐘 5小時，得到硫酸亞鐵溶液的濃 度為25 169g/L。一種硫酸亞鐵溶液的應用方法，包括以下步驟一、將濃度為25 169g/L的硫酸 亞鐵溶液，加入自來水，使硫酸亞鐵溶液被稀釋濃度為10 80g/L，並過濾；二、按硫酸亞鐵 與亞氯酸鹽的質量比5 2. 5 1，將硫酸亞鐵溶液加入到純二氧化氯處理後的含有亞氯酸 鹽的水中，時間30 60min，按現有技術過濾，去除自來水中的亞氯酸鹽。一種硫酸亞鐵溶液的製備裝置，所述硫酸亞鐵溶液的製備裝置設有反應器，反應 器中接入有二氧化氯發生器的反應母液進入管和空氣進氣管，反應器的上部接加料器出口，反應器上部的第1出液管經泵、過濾器和第2出液管連接到收集桶。本實用新型的收集桶經第3管道連接水射器，收集桶接有引入自來水的第3出液管。本實用新型的反應器是密閉反應器，反應器上部經出氣管連接氣體洗滌器，自來 水進水管接入氣體洗滌器的上部淋浴噴頭，氣體洗滌器下部連接的第3出液管接收集桶。本實用新型的反應母液進入管和空氣進氣管的出口位於反應器的下部；所述空氣 進氣管連接氣泵；所述加料器是螺旋加料器，螺旋加料器由調速電機驅動，螺旋加料器上端 設有存放鐵粉的貯鬥；所述泵是離心泵。本實用新型的過濾器上部出口經液體流量計、第2管道連接到反應器；所述反應 器上部與收集桶經第1管道連接，構成溢流管路。本實用新型的反應器設置有加熱器和溫度傳感器。本實用新型與現有技術相比，以純二氧化氯發生器反應母液為原料，添加鐵粉反 應生成硫酸亞鐵溶液，將稀釋後的硫酸亞鐵溶液直接投加到經純二氧化氯處理後的含有亞 氯酸鹽的水中去除亞氯酸鹽，綜合利用二氧化氯發生器所產生的反應母液，本發生裝置連 續性生產和控制，工藝簡單，質量穩定，降低了自來水的生產成本。

圖1是本實用新型的裝置示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型的硫酸亞鐵 溶液的製備方法，將含有硫酸的純二氧化氯發生器的反應母液，添加鐵粉，經空氣曝氣、攪 拌後得到硫酸亞鐵溶液，其化學反應方程式為Fe+H2S04 — FeS04+H2 丨包括以下步驟一、按反應母液與還原鐵粉質量比10 100 0. 5 5，在含有硫酸的純二氧化 氯發生器的反應母液中，加入鐵粉，反應母液的硫酸濃度為15 40%，還原鐵粉的規格為 80 200目、純度為95 99%。二、常溫下，按反應母液的流入量10 100kg/h，連續均勻加入鐵粉，同時充入流 量為2 8m3/h的空氣，利用充入空氣進行攪拌，連續10分鐘 5小時，得到濃度為25 169g/L的硫酸亞鐵溶液。本實用新型的硫酸亞鐵溶液的應用方法，採用以下步驟一、將上述製備的濃度為25 169g/L的硫酸亞鐵溶液，加入自來水，使硫酸亞鐵 溶液被稀釋濃度為10 80g/L，並過濾。二、按硫酸亞鐵與亞氯酸鹽的質量比5 2. 5 1，將硫酸亞鐵溶液加入到純二氧 化氯處理後的含有亞氯酸鹽的水中，時間30 60min，按現有技術過濾，去除自來水中的亞
氯酸鹽。本實用新型的硫酸亞鐵溶液的應用實施例中採用實施例3製備得到的硫酸亞鐵 溶液濃度為164g/L，對於濃度為25 169g/L的硫酸亞鐵溶液，稀釋至10 80g/L後，只要 滿足硫酸亞鐵與亞氯酸鹽的質量比5 2. 5 1，都可以實現迅速將水中的亞氯酸鹽去除的技術效果。本實用新型的硫酸亞鐵溶液的製備方法及其應用，與自來水生產廠中的二氧化氯 發生器配合使用，根據二氧化氯發生器的二氧化氯產氣量用自動或手動的方式調節鐵粉的 加入量，所產出的硫酸亞鐵溶液，完全能夠滿足去除該自來水廠經純二氧化氯處理後的水 中含有的亞氯酸鹽的需要，充分利用了二氧化氯發生器所產生的反應母液，不需要外購硫 酸亞鐵運回自來水生產廠，也不需將母液中和處理或外運處理，工藝簡單，可降低自來水的 生產成本。如圖1所示，本實用新型的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，設有密閉的反應器4，反應 器4中接入有二氧化氯發生器的反應母液進入管7和空氣進氣管6，空氣進氣管6連接氣泵 5，反應母液進入管7和空氣進氣管6的出口位於反應器4的下部。反應器4設置有加熱器 21，方便加熱反應的液體。反應器4的上部接螺旋加料器3出口，水平設置的螺旋加料器3 由調速電機2驅動，螺旋加料器3上端設有存放鐵粉的貯鬥1。反應器4上部側壁與收集桶 16經第1管道18連接，構成溢流管路。反應器4上部側壁的第1出液管10經離心泵11、 過濾器12和第2出液管13連接到收集桶16，構成硫酸亞鐵溶液出液通道。過濾器12上 部出口經液體流量計14、第2管道15連接到反應器4。收集桶16經第3管道23連接水射 器17。反應器4上裝有溫度傳感器20。出氣管8連接反應器4的頂部與氣體洗滌器9的 下部，自來水進水管22接入氣體洗滌器9的上部的淋浴噴頭。氣體洗滌器9下部連接的第 3出液管19接入收集桶16內。本實用新型的硫酸亞鐵溶液的製備裝置的工作流程為存放鐵粉的貯鬥1中的鐵 粉經貯鬥1下部出口、螺旋加料器3加入到反應器4，調速電機2根據二氧化氯發生器的產 氣量信號調節調速電機2的轉速，以調節螺旋加料器3向反應器4加入鐵粉的速度，二氧化 氯發生器產生的反應母液經反應母液進入管7加入至反應器4，與鐵粉進行化學反應，同時 氣泵5產生的空氣經空氣進氣管6充入反應器4，利用充入的空氣攪拌反應母液與鐵粉，使 化學反應更充分。空氣進氣管6充入密閉的反應器4內的氣體，參與攪拌後，與反應產生的 氣體，經連接反應器4頂部與氣體洗滌器9下部的出氣管8，進入氣體洗滌器9，由進水管22 加入的自來水洗滌後排出。在反應一定時間後，在離心泵11的工作下，產生的硫酸亞鐵溶 液從反應器4上部的第1出液管經離心泵11、過濾器12、第2出液管13進入收集桶16內， 收集桶16內的硫酸亞鐵溶液與從氣體洗滌器9下部連接的第3出液管19進入的洗滌排除 氣體後的自來水稀釋硫酸亞鐵溶液，由水射器17產生的負壓，進入水射器與動力水混合後 被送到需要去除水中的亞氯酸鹽的投加點。過濾器12中被過濾的反應母液，經過濾器12 上部出口、液體流量計14、第2管道15回到反應器4中，繼續與鐵粉反應。實施例1，鐵粉的貯鬥1為Φ 300 X 400mm，調速電機2採用廣東東興減速機有限公 司的CH100W161型，螺旋加料器3為Φ 76 X 350mm，反應器4為Φ 300 X 800mm，氣泵5採用 廣東日生集團有限公司AC0-004型空氣泵，空氣進氣管6 口徑為Φ20mm，反應母液進入管7 口徑為Φ 32mm，出氣管8 口徑為Φ 50mm，空氣氣體洗滌器9 Φ 200 X 500mm，第1出液管10採 用UPVC，口徑為Φ 32mm,離心泵11採用上海泵廠70R型，過濾器12採用深圳市誠德來實業 有限公司的LE90型，第2出液管13採用UPVC 口徑為Φ 32mm，流量計14採用浙江餘姚金泰 儀表廠LZS-15型，第2管道15採用UPVC 口徑為Φ32mm，收集桶16為Φ300X400mm，水射 器17的噴嘴內徑為Φ8πιπι、擴壓管內徑為Φ 12mm，第1管道18採用UPVC 口徑為Φ32πιπι，第3出液管19採用UPVC 口徑為Φ 40mm，氣體管22 口徑為Φ 20mm。用計量泵摸擬產氣量為1000g/h純二氧化氯發生器的反應母液量，向硫酸亞鐵溶 液的製備裝置打入反應母液，加入鐵粉，反應母液與鐵粉的質量比為10 0.5，均勻連續加 入5小時，母液流量為10kg/h，充入空氣的流量為2m3/h，利用充入空氣攪拌，得到硫酸亞鐵 溶液，每小時檢測硫酸亞鐵的濃度，濃度見表1。實施例2，採用實施例1裝置，用計量泵摸擬產氣量為5000g/h純二氧化氯發生器 的反應母液量，向硫酸亞鐵溶液的製備裝置打入反應母液，加入鐵粉，反應母液與鐵粉的質 量比為50 2. 5，均勻連續加入5小時，母液流量為50kg/h，充入空氣的流量為4m3/h，利用 充入空氣攪拌，得到硫酸亞鐵溶液，每小時檢測硫酸亞鐵的濃度，濃度見表2。實施例3，採用實施例1裝置，用計量泵摸擬產氣量為10000g/h純二氧化氯發生器 的反應母液量，向硫酸亞鐵溶液的製備裝置打入反應母液，加入鐵粉，反應母液與鐵粉的質 量比為100 5，均勻連續加入5小時，母液流量為100kg/h，充入空氣的流量8m3/h，利用充 入空氣攪拌，得到硫酸亞鐵溶液，每小時檢測硫酸亞鐵的濃度，濃度見表3。將實施例3製備的硫酸亞鐵溶液，加入自來水，使硫酸亞鐵溶液濃度為164g/L，並 過濾，將硫酸亞鐵溶液加入到純二氧化氯處理後的含有亞氯酸鹽的水中，按現有技術過濾， 去除自來水中的亞氯酸鹽。按GB5749-2006標準檢測自來水，檢測結果見表4、5、6。本實用新型在自來水廠純二氧化氯發生器的反應母液中添加鐵粉，產生硫酸亞鐵 溶液，現產現用，不經過濃縮、結晶、脫水、包運輸環節，簡化工藝，節約成本，綜合利用自來 水廠純二氧化氯發生器的反應母液，不僅解決二氧化氯消毒後飲用水中亞氯酸鹽超標的國 際性問題，也避免了母液的中和或外運處理，降低了自來水的生產成本，還有效防止了環境 汙染，確保自來水質量達標、安全。表1，實施例1硫酸亞鐵的濃度
權利要求1.一種硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述硫酸亞鐵溶液的製備裝置設有反 應器(4)，反應器(4)中接入有二氧化氯發生器的反應母液進入管(7)和空氣進氣管(6)， 反應器⑷的上部接加料器(3)出口，反應器⑷上部的第1出液管(10)經泵(11)、過濾 器(12)和第2出液管(13)連接到收集桶(16)。
2.根據權利要求1所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述收集桶(16)經 第3管道(23)連接水射器(17)，收集桶(16)接有引入自來水的第3出液管(19)。
3.根據權利要求2所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述反應器(4)是 密閉反應器(4)，反應器(4)上部經出氣管(8)連接氣體洗滌器(9)，自來水進水管(22)接 入氣體洗滌器(9)的上部淋浴噴頭，氣體洗滌器(9)下部連接的第3出液管(19)接收集桶 (16)。
4.根據權利要求3所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述反應母液進入 管(7)和空氣進氣管(6)的出口位於反應器(4)的下部。
5.根據權利要求4所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述空氣進氣管 (6)連接氣泵(5)。
6.根據權利要求5所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述加料器(3)是 螺旋加料器(3)，螺旋加料器(3)由調速電機(2)驅動，螺旋加料器(3)上端設有存放鐵粉 的貯鬥(1)。
7.根據權利要求6所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述泵(11)是離心泵。
8.根據權利要求7所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述過濾器(12)上 部出口經液體流量計(14)、第2管道(15)連接到反應器(4)。
9.根據權利要求8所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述反應器(4)上 部與收集桶(16)經第1管道(18)連接，構成溢流管路。
10.根據權利要求9所述的硫酸亞鐵溶液的製備裝置，其特徵在於所述反應器(4)設 置有加熱器(21)、溫度傳感器(20)。
專利摘要本實用新型公開了一種硫酸亞鐵溶液的製備裝置，要解決的技術問題綜合利用二氧化氯發生器反應母液進行。本實用新型的硫酸亞鐵溶液的製備裝置設有反應器，反應器中接入有二氧化氯發生器的反應母液進入管和空氣進氣管，反應器的上部接加料器出口，反應器上部的第1出液管經泵、過濾器和第2出液管連接到收集桶。本實用新型與現有技術相比，以純二氧化氯發生器反應母液為原料，添加鐵粉反應生成硫酸亞鐵溶液，將稀釋後的硫酸亞鐵溶液直接投加到經純二氧化氯處理後的含有亞氯酸鹽的水中去除亞氯酸鹽，綜合利用二氧化氯發生器所產生的反應母液，本發生裝置連續性生產和控制，工藝簡單，質量穩定，降低了自來水的生產成本。
文檔編號C01G49/14GK201777892SQ20102026175
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者劉景華 申請人:深圳市斯瑞曼精細化工有限公司