一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，具體涉及一種操作簡單、周期短、不易變性的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備。要解決的技術問題是現(xiàn)有的聚合硫酸鐵生產(chǎn)周期長、無法制粒、極易吸潮水解變質(zhì)。本實用新型包括依次連接的攪拌罐、反應釜、濃縮罐、固化車間和制粒機，所述的反應釜通過管道與攪拌罐連接，通過管道或周轉(zhuǎn)罐與濃縮罐連通，固化車間的物料通過周轉(zhuǎn)箱送入制粒機；所述的固化車間包括陽光房，陽光房內(nèi)部設有固化槽。采用這樣的技術方案的本實用新型，大大縮短了現(xiàn)有陳化法21天的生產(chǎn)周期；與噴霧法相比，周期短，可以精加工制粒,成品物理化學性能優(yōu)異突出。
【專利說明】
一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種生產(chǎn)聚合硫酸鐵的設備，具體涉及一種操作簡單、周期短、存放穩(wěn)定、不易變性、物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備。
【背景技術】
[0002]顆粒聚合硫酸鐵主要用于促進動植物的生長和水處理劑，目前聚合硫酸鐵從合成到聚合反應到濃縮到固化過程復雜，尤其是聚合反應需要2-3遍才能達到產(chǎn)品質(zhì)量要求，濃縮后由液體制成固體主要是通過通用設備一噴霧干燥冷結法.噴霧法制成的聚合硫酸鐵固體只有粉末狀一種性狀，在100目-200目之間，無法制粒，且存儲必須嚴格防潮，在常規(guī)氣溫條件下極易吸潮水解變質(zhì)。也有人采用陳化法制備固體聚合硫酸鐵，該方法耗時過長，需要21天一個周期，生產(chǎn)效率低下;且生產(chǎn)過程中陳化設備采用箱體，對箱體進行密封等操作，每箱陳化產(chǎn)品量有限，產(chǎn)品產(chǎn)量大的時候需要人工一箱一箱的制作、搬運，人工成本高，反應過程中容易泄露催化劑而造成黃紅色濃煙污染大氣等弊端?；谝陨显?，聚合硫酸鐵的生產(chǎn)出現(xiàn)了瓶頸，現(xiàn)有聚合硫酸鐵生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模較小、未形成拳頭，企業(yè)產(chǎn)品少，系列化水平低，專用品少，重復開發(fā)多，且大多存在高能耗高污染、浪費不可再生資源等問題。
[0003]顆粒聚合硫酸鐵作為生物新型制劑，目前為止還沒有競爭對手可以生產(chǎn)同類產(chǎn)品。作為水處理劑，它是一類精細化工新產(chǎn)品和新材料，是我國優(yōu)先發(fā)展的高新技術行業(yè)，是保障我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的整個環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。目前大規(guī)模生產(chǎn)固體聚合硫酸鐵的生產(chǎn)企業(yè)還沒有，且現(xiàn)有企業(yè)在生產(chǎn)過程中有大量黃紅色煙霧排放，生產(chǎn)的聚合硫酸鐵性狀不穩(wěn)定。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是現(xiàn)有的聚合硫酸鐵生產(chǎn)過程復雜、周期長、無法制粒、極易吸潮水解變質(zhì)，提供一種工藝簡單、生產(chǎn)周期短、存放穩(wěn)定、不易變性的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術方案:一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，它包括依次連接的攪拌罐、反應釜、濃縮罐、固化車間和制粒機，所述的反應釜通過管道與攪拌罐連接，通過管道或周轉(zhuǎn)罐與濃縮罐連通，固化車間的物料通過周轉(zhuǎn)箱送入制粒機;所述的固化車間包括陽光房，陽光房內(nèi)部設有固化槽，所述的陽光房包括頂棚和用于支撐頂棚的支撐墻，所述的固化槽依次包括耐酸堿層、保溫層和隔熱層。
[0006]所述的支撐墻包括磚墻和陽光瓦墻，陽光瓦墻設在磚墻上面，所述的頂棚為陽光瓦頂棚;所述的固化槽為陽光房內(nèi)部設置于地面上的凹槽。
[0007]所述的反應釜為真空反應釜，包括釜體，釜體頂部設有進料口和循環(huán)料進口，釜體底部設有出料口和循環(huán)料出口，釜體的側(cè)壁上設有進氣口和出氣口，所述的循環(huán)料進口和循環(huán)料出口通過循環(huán)料管連接，循環(huán)料管外部套有冷凝管。
[0008]所述的進氣口和出氣口分設在釜體的兩側(cè)，出氣口高于進氣口。
[0009]所述的進料口和循環(huán)料進口分別設有真空噴射栗。
[0010]采用上述技術方案的工藝簡單，聚合反應一次完成，節(jié)省人力物力，制得的產(chǎn)品完全符合甚至高于《凈化劑-聚合硫酸鐵(II)》(GB14591-93);固化階段與現(xiàn)有陳化法相比，固化一批聚合硫酸鐵僅需要8-12小時，大大縮短了現(xiàn)有陳化法21天的生產(chǎn)周期；與噴霧法相比，從液體成固時經(jīng)過濃縮，添加固化劑，放入地槽，固體出槽，周期短，可以精加工制粒，根據(jù)客戶需求定制顆粒大小，同時伴生粉劑，亦可根據(jù)客戶需求定制不同目數(shù)的細粉，成品物理化學性能優(yōu)異突出，常溫下大氣中可長期存放穩(wěn)定、不易變性，顆粒劑及粉劑都有高于噴霧法的水處理效果，分子架橋鏈長且吸附能力強，網(wǎng)捕水中粒子的效能高。生產(chǎn)過程無三廢排放，完全符合國家的減排增效環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策。
[0011]本實用新型制得的聚合硫酸鐵與目前最廣泛應用的聚合氯化鋁相比克服了殘留鋁離子抑制植物生長，破壞土壤組分使土壤變粘，自來水中長期使用鋁鹽凈水劑使鋁離子長期沉積與人體內(nèi)，易誘發(fā)鋁性腦病(如老年癡呆)、鋁性骨病、鋁性貧血等臨床鋁中毒病癥。而鐵離子能有效促進植物光合作用，亦是人體微循環(huán)必不可少的重要元素。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型結構不意圖。
[0013I圖2是反應Il結構示意圖。
[0014]圖3是固化車間結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1至圖3所示，一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，它包括依次連接的攪拌罐11、反應釜12、濃縮罐13、固化車間14和制粒機15，所述的反應釜12通過管道與攪拌罐11連接，通過管道或周轉(zhuǎn)罐與濃縮罐13連通，固化車間14的物料通過周轉(zhuǎn)箱送入制粒機15，制粒機對固體聚合硫酸鐵進行制粒;所述的固化車間14包括陽光房I，陽光房I內(nèi)部設有固化槽2，所述的陽光房I包括頂棚4和用于支撐頂棚4的支撐墻3，所述的固化槽2依次包括耐酸堿層7、保溫層8和隔熱層9。原料在攪拌罐中混合均勻后用防腐栗打入反應釜，從反應釜出來的料液送到濃縮罐進行濃縮，濃縮后送入固化車間進行固化后即可得固體聚合硫酸鐵。
[0016]所述的支撐墻3包括磚墻5和陽光瓦墻6，陽光瓦墻6設在磚墻5上面，所述的頂棚4為陽光瓦頂棚;所述的固化槽2為陽光房I內(nèi)部設置于地面上的凹槽。陽光瓦墻6和陽光瓦頂棚頂棚用到的陽光瓦也可以用其它傳熱及保溫效果較好的材料代替如玻璃，陽光房中大面積陽光瓦的設計保證室內(nèi)較高的溫度，不管是什么季節(jié)均能保證房間內(nèi)40-60度的高溫，是聚合硫酸鐵短時間內(nèi)固化成型不可缺少的一部分。固化槽為直接設置在地面上，可利用空間大，車間地面均可使用，保證了生產(chǎn)量，且位置較低，方便裝卸，省去了箱式固化時的搬運人力。
[0017]所述的耐酸堿層7為耐酸堿瓷磚層。液體聚合硫酸鐵固化成型時內(nèi)部還有一定量的硫酸，腐蝕性大，采用耐酸堿瓷磚，防止固化槽被腐蝕，增加固化槽使用壽命。所述的保溫層8為玻璃棉層。所述的保溫層8可以是硅酸鹽保溫材料、陶瓷保溫材料、膠粉聚苯顆粒、鋼絲網(wǎng)采水泥泡沫板、擠塑板XPS、硬泡聚氨酯現(xiàn)場噴涂、硬泡聚氨酯保溫板、發(fā)泡水泥板、泡沫玻璃、玻璃棉、巖棉等的任意一種，起到保溫的作用。所述的隔熱層9為多孔材料隔熱層或熱反射材料隔熱層。隔熱層起到保溫隔熱的作用。所述的固化槽2上部設有保溫膜。聚合硫酸鐵固化時，將濃縮狀態(tài)的聚合硫酸鐵加入固化槽后用保溫膜覆蓋，進一步起到保溫的作用，覆蓋2-4個小時候，去掉保溫膜進一步進行干燥，最終得到含水量達到6-8%的固體聚合硫酸鐵。所述的固化槽深度為10_30cm，也可以是10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30cm，固化槽的深度是根據(jù)固化槽保溫及隔熱效果而定，固化槽太深造成固化不充分，太淺影響批次生產(chǎn)量，生產(chǎn)效率低下。
[0018]所述的反應釜12為真空反應釜，包括釜體121，釜體121頂部設有進料口 122和循環(huán)料進口 123，釜體底部設有出料口 124和循環(huán)料出口 125，釜體121的側(cè)壁上設有進氣口 126和出氣口 127，所述的循環(huán)料進口 123和循環(huán)料出口 125通過循環(huán)料管128連接，循環(huán)料管128外部套有冷凝管129 ο料液由循環(huán)料出口 125打入循環(huán)料管128，在循環(huán)料進口 123由真空噴射栗打入反應釜，真空噴射栗的使用增加了料液與催化劑和氧氣接觸面積，加快反應。聚合反應在真空反應釜中進行，反應釜的溫度是決定反應是否充分的關鍵因數(shù)，由于料液在真空反應釜中反應放出大量的熱，導致反應釜溫度過高，產(chǎn)生大批廢料，如何給真空反應釜降溫是本實用新型的關鍵，本實用新型通過套在循環(huán)料管上的冷凝管給反應釜內(nèi)的原料降溫，降溫效果優(yōu)異。
[0019]所述的進氣口 126和出氣口 127分設在釜體121的兩側(cè)，出氣口 126高于進氣口 127。保證了料液與氧氣充分接觸，加快聚合反應。
[0020]所述的進料口122和循環(huán)料進口 123分別設有真空噴射栗。
[0021]采用上述設備生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的方法包括以下步驟:①備料，取生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢渣硫酸亞鐵60-80份作為原料，與30-50份的水混合攪拌均勻；②聚合反應，攪拌均勻后的原料在50-80 °C進行聚合反應，聚合反應時通入氧氣并加入工業(yè)硫酸2-5份，催化劑4-6份，制得液體聚合硫酸鐵;③濃縮，將制得的液體聚合硫酸鐵打到濃縮罐進行濃縮，濃縮時加入固化劑5-10份，得到濃縮狀態(tài)的聚合硫酸鐵;④固化，對濃縮狀態(tài)的聚合硫酸鐵進行固化，固化溫度為40-800C，固化時間為8-12小時;⑤制粒，對固化后得到的固體聚合硫酸鐵制粒。固化后的聚合硫酸鐵含水率達到6-8%，粒徑大小可以根據(jù)需要制作。
[0022]所述的催化劑為硝酸或亞硝酸鹽，也可以是二者以任意比例混合。本實用新型所用的工業(yè)硫酸為質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸，硝酸為質(zhì)量濃度為50%-70%的工業(yè)硝酸。
[0023]所述的濃縮時濃縮時間為2_5h，濃縮溫度為60_90°C。濃縮是在2-3個大氣壓下進行的，氧氣為持續(xù)通入，濃縮后聚合硫酸鐵的濃度為9-12%。
[0024]所述的固化劑為硫酸鋁銨。在濃縮步驟加入固化劑，是為固化階段做準備，該種固化劑固化效果好，是實用新型人經(jīng)過反復試驗得到的聚合硫酸鐵固化效果最好的固化劑，且在5-10份的用量，多了浪費固化劑，用量少了則達不到好的固化效果。
[0025]本實用新型以生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢渣為原料，主要成份為硫酸亞鐵，為進一步降低環(huán)境污染，工業(yè)硫酸也可以折算為生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢硫酸，日均可消耗120噸、35噸以上。部分解決廢渣廢液外排問題。僅此兩種廢物高效利用，每年就可節(jié)約兩公司數(shù)百萬的成本費用。項目在生產(chǎn)過程中無廢水排放。
[0026]本實用新型打破了批量生產(chǎn)固體聚合硫酸鐵只能使用噴霧法的技術瓶頸，使聚合硫酸鐵的生產(chǎn)量，生產(chǎn)周期以及產(chǎn)品性質(zhì)都有了質(zhì)的飛躍。
【主權項】
1.一種生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，其特征在于:它包括依次連接的攪拌罐(11)、反應釜(12)、濃縮罐(13)、固化車間(14)和制粒機(15)，所述的反應釜(12)通過管道與攪拌罐(11)連接，通過管道或周轉(zhuǎn)罐與濃縮罐(13)連通，固化車間(14)的物料通過周轉(zhuǎn)箱送入制粒機(15 );所述的固化車間(14)包括陽光房(I)，陽光房(I)內(nèi)部設有固化槽(2 )，所述的陽光房(I)包括頂棚(4)和用于支撐頂棚(4)的支撐墻(3)，所述的固化槽(2)依次包括耐酸堿層(7)、保溫層(8)和隔熱層(9)。2.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，其特征在于:所述的支撐墻(3)包括磚墻(5)和陽光瓦墻(6)，陽光瓦墻(6)設在磚墻(5)上面，所述的頂棚(4)為陽光瓦頂棚;所述的固化槽(2)為陽光房(I)內(nèi)部設置于地面上的凹槽。3.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，其特征在于:所述的反應釜(12)為真空反應釜，包括釜體(121)，釜體(121)頂部設有進料口(122)和循環(huán)料進口(123)，釜體底部設有出料口(124)和循環(huán)料出口(125)，釜體(121)的側(cè)壁上設有進氣口(126)和出氣口(127)，所述的循環(huán)料進口(123)和循環(huán)料出口(125)通過循環(huán)料管(128)連接，循環(huán)料管(128)外部套有冷凝管(129)。4.根據(jù)權利要求3所述的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，其特征在于:所述的進氣口(126)和出氣口(127)分設在釜體(121)的兩側(cè)，進氣口(126)高于出氣口(127)。5.根據(jù)權利要求3所述的生產(chǎn)固體顆粒聚合硫酸鐵的設備，其特征在于:所述的進料口(122)和循環(huán)料進口(123)分別設有真空噴射栗。
【文檔編號】C01G49/14GK205500811SQ201620084715
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】韋振清, 韋曉燕
【申請人】韋振清