一種熱敏物料保護劑、二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于二氧化硫脲廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱敏物料保護劑，同時還涉及一種二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化硫脲，分子式為CH4N2O2S,是保險粉的替代產(chǎn)品，具有還原性強、熱穩(wěn)定性好、安全性能好、儲存運輸方便等特點。二氧化硫脲為有機無機化工中氮化合物的重要中間體，可作為還原劑、漂白脫色劑、塑料穩(wěn)定劑、有機合成抗氧劑和感光材料的效化劑等，在印染、造紙和其他化工行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，加之其成本低、科技含量高，越來越受到市場青睞。
[0003]二氧化硫脲由硫脲與雙氧水反應(yīng)制得。如現(xiàn)有技術(shù)中，CN104151223A公開了一種大顆粒二氧化硫脲的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:將雙氧水和顆粒劑加入雙氧水配料罐中混合均勻;將硫脲加入硫脲配制罐中，向硫脲配制罐中加水，將硫脲完全溶解，形成硫脲溶液；將硫脲溶液加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中預(yù)先加有占反應(yīng)釜容積5 %?10 %的二氧化硫脲的飽和溶液作為反應(yīng)底液，然后將雙氧水配料罐中的雙氧水和顆粒劑的混合溶液滴加到反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后陳化20?30min，然后通過栗送入離心機中進行離心分離，離心分離得到二氧化硫脲和母液，將二氧化硫干燥;將母液送入母液池，將母液池中的一部分母液栗入硫脲配制罐中代替水用于溶解硫脲，一部分母液加入到反應(yīng)釜中代替二氧化硫脲的飽和溶液作為反應(yīng)底液使用，其余的母液通過母液栗送入蒸發(fā)器中蒸發(fā)。
[0004]由于二氧化硫脲的水溶液具有熱不穩(wěn)定性，在溫度超過40°C時就開始分解，采用普通的蒸發(fā)方式處理二氧化硫脲母液難度較大，二氧化硫脲晶體的回收率不高。目前，由于同類產(chǎn)品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)二氧化硫脲年產(chǎn)量一般不超過2000噸，生產(chǎn)規(guī)模較小，因此二氧化硫脲生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的母液廢水一般采用生化法處理，成本較高，不適合推廣應(yīng)用。因此，如何提供一種回收率高、成本低的二氧化硫脲母液處理方法，是需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種熱敏物料保護劑，防止二氧化硫脲母液發(fā)生熱分解，使二氧化硫脲母液蒸發(fā)回收處理得以實現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明的第二個目的是提供一種使用上述熱敏物料保護劑的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法。
[0007]本發(fā)明的第三個目的是提供一種實現(xiàn)上述方法的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)。
[0008]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種熱敏物料保護劑，由以下重量份數(shù)的組分組成:羥基乙叉二膦酸0.2?0.5份、氨基三亞甲基膦酸0.1?0.3份、己二胺四甲叉膦酸0.03?0.05份。
[0010]所述熱敏物料保護劑的制備方法:將上述各組分按配方量混合即得。
[0011 ]本發(fā)明的熱敏物料保護劑，由羥基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、與己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)復(fù)配而成，三者相互配合，協(xié)調(diào)作用，能防止二氧化硫脲母液在高溫條件下的熱分解;在二氧化硫脲母液(水溶液)中加入該熱敏物料保護劑，能在IlOtC高溫情況下維持二氧化硫脲的穩(wěn)定狀態(tài)，實現(xiàn)了二氧化硫脲母液的蒸發(fā)處理和母液中二氧化硫脲晶體的回收，成本低，經(jīng)濟效益顯著，適合推廣使用。
[0012]一種二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法，包括下列步驟:
[0013]I)在二氧化硫脲母液中加入熱敏物料保護劑，得保護母液;其中，所述熱敏物料保護劑由以下重量份數(shù)的組分組成:羥基乙叉二膦酸0.2?0.5份、氨基三亞甲基膦酸0.1?0.3份、己二胺四甲叉膦酸0.03?0.05份；
[0014]2)將步驟I)所得保護母液進行降膜蒸發(fā)，所得濃縮母液再進行二效加熱；
[0015]3)將二效加熱后的母液在負壓條件下進行二次蒸發(fā)，汽液分離后得過飽和母液，后經(jīng)冷卻結(jié)晶，分離回收二氧化硫脲晶體。
[0016]步驟I)所得保護母液中，羥基乙叉二膦酸的質(zhì)量濃度為0.2%?0.5%、氨基三亞甲基膦酸的質(zhì)量濃度為0.1 %?0.3%、己二胺四甲叉膦酸的質(zhì)量濃度為0.03%?0.05%。
[0017]步驟2)中，所述降膜蒸發(fā)的加熱溫度為90?110Γ。在熱敏物料保護劑的保護作用下，二氧化硫脲母液在90?110°C溫度下不分解。
[0018]步驟2)中，降膜蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽為所述的二效加熱提供熱源。
[0019]步驟2)中，所述負壓條件的真空度為-0.07?-0.08MPa。
[0020]本發(fā)明的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法，利用熱敏物料保護劑的保護作用，提高二氧化硫脲母液在高溫情況下的穩(wěn)定性，有效避免了二氧化硫脲的分解;采用雙效蒸發(fā)的方法處理二氧化硫脲母液，使其成為過飽和母液送去冷卻結(jié)晶，從而回收母液中的二氧化硫脲晶體;該方法不僅解決了二氧化硫脲母液難以處理的問題，減少母液廢水排放帶來的環(huán)境污染，而且回收了母液中的有用物質(zhì)，變廢為寶，降低了處理成本，經(jīng)濟價值高，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
[0021]作為處理對象的二氧化硫脲母液是二氧化硫脲生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含有二氧化硫脲的母液廢水，尤其是采用硫脲與雙氧水反應(yīng)的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的母液廢水。一般的，所述二氧化硫脲母液中溶解的二氧化硫脲的質(zhì)量百分比為3%?5%; 二氧化硫脲母液的化學(xué)需氧量、氨氮含量均在10000mg/L以上。
[0022]經(jīng)檢測，本發(fā)明的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理方法，可以全部回收二氧化硫脲母液中溶解的質(zhì)量濃度為3%?5%的二氧化硫脲，回收率高，增加收入；同時，經(jīng)過蒸發(fā)處理的母液中，化學(xué)需氧量降至50?100mg/L，氨氮含量降至10?30mg/L，廢水處理效果顯著。
[0023]一種用于上述方法的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)，包括降膜蒸發(fā)器、二效加熱器和汽液分離器;所述降膜蒸發(fā)器包括內(nèi)部連通的加熱室和分離室，所述分離室設(shè)有保護母液進口、濃縮母液出口和蒸汽出口，分離室經(jīng)第一物料循環(huán)栗與所述加熱室在外部連通，用于物料強制循環(huán);分離室的濃縮母液出口經(jīng)第二物料循環(huán)栗與二效加熱器的母液進口相連接，分離室的蒸汽出口與所述二效加熱器的蒸汽進口相連接;所述二效加熱器的母液出口與汽液分離器的進料口相連接。
[0024]所述的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)還包括結(jié)晶器和離心分離器;所述汽液分離器的出料口經(jīng)出料栗與結(jié)晶器的進口相連接，結(jié)晶器的出口與離心分離器的進料口相連接。
[0025]所述汽液分離器的出料口經(jīng)第二物料循環(huán)栗與二效加熱器的母液進口相連接，用于部分物料強制循環(huán)。
[0026]所述汽液分離器的蒸汽出口經(jīng)冷凝器與真空緩沖罐的進口相連接;所述真空緩沖罐連接有真空栗，用于使汽液分離器、冷凝器和真空緩沖罐保持負壓。
[0027]本發(fā)明的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)使用時，在二氧化硫脲母液中加入熱敏物料保護劑得保護母液;保護母液從保護母液進口進入降膜蒸發(fā)器進行一效降膜蒸發(fā)，一次蒸汽為降膜蒸發(fā)器提供熱源;下部的分離室的物料經(jīng)第一物料循環(huán)栗強制循環(huán)進入上部的加熱室進行加熱蒸發(fā);一效降膜蒸發(fā)所得濃縮母液經(jīng)第二物料循環(huán)栗進入二效加熱器進行二效加熱，降膜蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽進入二效加熱器作為二次加熱的熱源;二效加熱后的母液進入汽液分離器在負壓條件下進行二次蒸發(fā)得過飽和母液，過飽和母液送去結(jié)晶器冷卻結(jié)晶，后經(jīng)離心分離器離心分離回收二氧化硫脲晶體。
[0028]本發(fā)明的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)，采用降膜蒸發(fā)器、二效加熱器和汽液分離器對加入了熱敏物料保護劑的保護母液進行雙效蒸發(fā)，實現(xiàn)了二氧化硫脲母液的蒸發(fā)處理及母液中二氧化硫脲晶體的回收;二氧化硫脲的回收率高，具有良好的經(jīng)濟效益;實現(xiàn)了蒸發(fā)方式提取回收母液中溶解的二氧化硫脲，相對于生化處理方法，處理成本低;采用雙效蒸發(fā)系統(tǒng)，充分節(jié)約了能源，降低了能源消耗，具有良好的環(huán)境效益和社會效益，適合推廣使用。
[0029]進一步的，汽液分離器分離出的蒸汽進入冷凝器冷凝，經(jīng)真空緩沖罐進入冷凝水槽，后經(jīng)冷凝水栗送去污水處理站處理;與真空緩沖罐連接的真空栗使汽液分離器、冷凝器和真空緩沖罐保持負壓狀態(tài)，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0030]圖1為實施例4的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為實施例5的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0033]實施例1
[0034]本實施例的熱敏物料保護劑，由以下重量份數(shù)的組分組成:羥基乙叉二膦酸0.3份、氨基三亞甲基膦酸0.2份、己二胺四甲叉膦酸0.04份。
[0035]所述熱敏物料保護劑的制備方法:將上述各組分按配方量混合即得。
[0036]實施例2
[0037]本實施例的熱敏物料保護劑，由以下重量份數(shù)的組分組成:羥基乙叉二膦酸0.5份、氨基三亞甲基膦酸0.1份、己二胺四甲叉膦酸0.03份。
[0038]所述熱敏物料保護劑的制備方法:將上述各組分按配方量混合即得。
[0039]實施例3
[0040]本實施例的熱敏物料保護劑，由以下重量份數(shù)的組分組成:羥基乙叉二膦酸0.2份、氨基三亞甲基膦酸0.3份、己二胺四甲叉膦酸0.05份。
[0041]所述熱敏物料保護劑的制備方法:將上述各組分按配方量混合即得。
[0042]實施例4
[0043]本實施的二氧化硫脲母液蒸發(fā)處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括降膜蒸發(fā)器1、二效加熱器2、汽液分離器3、冷凝器4和真空緩沖罐5;
[0044]所述降膜蒸發(fā)器I包括內(nèi)部連通的上部的加熱室1-1和下部的分離室1-2，所述加熱室1-1設(shè)有一次蒸汽進口 1-7和冷凝水出口 1-9，用于提供一次蒸發(fā)熱源;所述分離室1-2設(shè)有保護母液進口 1-3、濃縮母液出口 1-5和二次蒸汽出口 1-8，分離室1-2的循環(huán)物料出口1-4經(jīng)第一物料循環(huán)栗6與所述加熱室1-1的循環(huán)物料進口 1-6在外部連通，用于物料強制循環(huán)；
[0045]分離室1-2的濃縮母液出口1-5經(jīng)第二物料循環(huán)栗7與二效加熱器2的母液進口 2-2相連接，分離室1-2的蒸汽出口 1-8與所述二效加熱器2的蒸汽進口 2-1相連接，二效加熱器2還設(shè)有冷凝水出口 2-4 ；所述二效加熱器2的母液出口 2-3與汽液分離器3的進料口 3-1相連接；
[0046]所述汽液分離器3的出料口3-2連接有出料栗8，用于將氣液分離后的過飽和母液送去冷卻結(jié)晶;汽液分離器3的出料口 3-2經(jīng)第二物料循環(huán)栗7與二效加熱器2的母液進口 2-2相連接，用于汽液分離后的部分物料強制循環(huán);汽液分離器3的蒸汽出口 3-3經(jīng)冷凝器4與真空緩沖罐5的進口相連接;所述真空緩沖罐5連接有真空栗9，用于使汽液分離器3內(nèi)部