申请日2016.09.09
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号B01D21/02; B01D21/24; C02F1/52; B01D53/76; C02F103/16; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜，包括腔体，腔体上端密封连接有带有排气管的上封头，腔体的中上部均布有若干个进料管，进料管采用切向斜插管式结构，腔体内部的上方设有净化装置，净化装置固定安装于进料管与排气管之间，净化装置包括百叶板和迷宫式斜板，百叶板设于迷宫式斜板的上方。通过将进料管设计为切向斜插管式结构，废水以旋转离心方式进入腔体，进而大幅减小了物料对腔体的冲击，消除了物料对腔体的影响，实现了平稳加料;通过设置的净化装置，延长了腔体内臭氧与废气混合的停留时间，使臭氧能够与废气长时间反应，废气净化效果良好，排出的净化气体内非气体物质含量极少，达到了绿色排放的目的。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜，包括腔体，腔体上端密封连接有带有排气管的上封头，腔体下端密封连接带有进气管和排污管的下封头，腔体的中上部均布有若干个进料管，其特征在于，进料管采用切向斜插管式结构，腔体内部的上方设有净化装置，净化装置固定安装于进料管与排气管之间，净化装置包括百叶板和迷宫式斜板，百叶板设于迷宫式斜板的上方。
2.如权利要求1所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，进料管朝腔体下部切向斜插，其水平面的倾斜角为5°-15°。
3.如权利要求1或2所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，百叶板上涂覆一层防腐耐污涂料，防腐耐污涂料由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂40-45份，改性石墨烯2-6份，云母粉5-7份，铜及其氧化物粉末10-15份，醋酸丁酯18-30份，碳化硅粉末2-5份，分散剂1-2份和流平剂0.5-1份。
4.如权利要求3所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，耐污石墨烯涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将厚度为10-20nm的石墨烯与无水乙醇按质量比为1：80的配比关系共混于搅拌器中并充分搅拌，然后加入0.6wt%的硅烷偶联剂搅拌均匀，再将混合物放入超声波乳化分散器充分分散，最后取出混合物并放入烘箱中烘干，得到改性石墨烯，备用;
步骤2、将乙烯基树脂和分散剂加入反应器内，然后用搅拌机以800r/min的转速对混合组分进行搅拌直至分散均匀，得到基料;
步骤3、向步骤2得到的基料中依次加入改性石墨烯、云母粉、碳化硅粉末、铜及其氧化物粉末，然后加入醋酸丁酯，用搅拌机对混合料进行充分搅拌，搅拌速度为1000r/min，直至分散均匀，得到初始涂料;
步骤4、将流平剂加入步骤3的初始涂料中，用分散机分散均匀后得到未固化的涂料，将未固化的涂料泵入空气喷枪的储料罐中，然后用空气喷枪喷涂在处理过的百叶板的表面，静置至涂层流平后，于140℃下真空烘烤固化成膜，然后再保温10min，随炉冷却至室温后即得。
5.如权利要求3所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，迷宫式斜板包括L型挡板，L型挡板沿腔体轴向方向，自上而下依次倾斜安装在腔体内形成迷宫式斜板，L型挡板由斜挡板和竖挡板组成，斜挡板和竖挡板相交形成L形，其相交的夹角在可以在30°-150°，斜挡板和竖挡板固定连接形成L型挡板，或者自为一体形成L型挡板。
6.如权利要求5所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，L型挡板的竖挡板与相邻L型挡板的斜挡板的间距为5-20mm。
7.如权利要求5所述的用于处理冶金废水的沉淀反应釜，其特征在于，竖挡板上设有若干通孔，竖挡板的开孔率为50-80%。
说明书
一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜
技术领域
本发明涉及冶炼废水处理设备领域，特别涉及一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜。
背景技术
冶炼废水主要分为高炉煤气废水和炼钢炼铁废水，高炉煤气洗涤水主要含有较多的硫化物和碳化物，一般通过石灰软化—碳化法工艺处理，炼钢炼铁废水主要为热轧和冷轧废水，因此往往废水中含有大量的重金属和铁离子，特别是轧制彩钢时，其含有的铬、锌、锰等重金属量较高。目前，对于此类废水的处理方法一般采用中和处理法、化学法或膜分离法，其中由于中和处理法成本低，工艺简单，效果显著等优势而被普遍采用。
在现有处理工艺中，常会用到一种用于废水沉淀反应的反应釜或者反应器，由于并没有对冶炼废水处理设计有专用反应釜，现有使用的沉淀反应釜适的应性较差，往往出现各种各样的问题，例如，现有沉淀反应釜常设有搅拌装置，以实现对物料进行搅拌，由于废水中含有大量的金属离子和废酸，这些物质会对搅拌装置的叶片和驱动杆，特别是其连接间隙处造成严重腐蚀和堵塞，导致叶片表面“锈迹斑斑”，连接处常常结满污垢且难以清除，即使进行深度清洗，废水的强腐蚀作用使搅拌装置的尺寸稳定性难以保证，导致搅拌装置的搅拌叶片需要时常更换，这无疑增加了沉淀反应釜的运行成本，同时，搅拌装置在搅拌冶炼废水时，搅拌效果并不理想，加入的絮凝剂并未充分混合于冶炼废水中，进而导致絮凝剂的添加量较多，增加了沉淀反应釜的能耗。
同时，现有沉淀反应釜的加料方式都是从反应釜的上封头上加料，这种加料方式需要严格控制加料量和加料速度，否则陈嗲那反应釜会因物料的冲击而发生摇晃，影响工作的正常运行，而且，反应釜在受到物料长期冲击后，腔体会发生局部变形，进而进一步影响设备的正常运行。另外，沉淀反应釜内常产生难闻的废气，该废气中常伴有H2S气体和一些含金属离子的水蒸气。这些废气对设备管道腐蚀严重，并且污染设备周围的工作环境，给现场工人的身体健康造成危害，无法达到绿色排放的目的。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜，以解决上述存在的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种用于处理冶金废水的沉淀反应釜，包括腔体，腔体上端密封连接有带有排气管的上封头，腔体下端密封连接带有进气管和排污管的下封头，腔体的中上部均布有若干个进料管，进料管采用切向斜插管式结构，腔体内部的上方设有净化装置，净化装置固定安装于进料管与排气管之间，净化装置包括百叶板和迷宫式斜板，百叶板设于迷宫式斜板的上方。
由于上述结构的设置，通过将进料管设计为切向斜插管式结构，废水以旋转离心方式进入腔体，进而大幅减小了物料对腔体的冲击，消除了物料对腔体的影响，实现了平稳加料;通过利用臭氧的氧化性质，向腔体内通入臭氧，然后在设置一净化装置，净化装置用于延长腔体内臭氧与废气混合后形成的混合气体的停留时间，使未完全反应的臭氧能够与废气长时间反应，消除废气中的H2S和NXO，以达到除臭目的，使臭氧得到充分利用，同时，臭氧在氧化过程中产生的硫酸盐沉淀和被挡获的非气体物质将会沿斜挡板顺流而下，最终经百叶板落入腔体内，使排出的气体内非气体物质含量极少，达到了绿色排放的目的。
作为优选，进料管朝腔体下部切向斜插，其水平面的倾斜角为5°-15°，废水能更好地沿着腔体旋转流入腔体下部，进而增加了废水在腔体内的铺展面积，利于后期的处理，同时还大幅减小了废水对腔体的冲击，消除了废水在进入腔体时四处溅射而污染腔体内部的现象，实现了平稳加料，沉淀反应釜摆动小，保证了工艺安全。
进一步，考虑到百叶板主要用于阻挡非气态物质，需要较强的耐腐蚀能力和防粘结能力，百叶板上涂覆一层防腐耐污涂料，防腐耐污涂料由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂40-45份，改性石墨烯2-6份，云母粉5-7份，铜及其氧化物粉末10-15份，醋酸丁酯18-30份，碳化硅粉末2-5份，分散剂1-2份和流平剂0.5-1份。
进一步，耐污石墨烯涂料的制备方法包括：
步骤1、将厚度为10-20nm的石墨烯与无水乙醇按质量比为1：80的配比关系共混于搅拌器中并充分搅拌，然后加入0.6wt%的硅烷偶联剂搅拌均匀，再将混合物放入超声波乳化分散器充分分散，最后取出混合物并放入烘箱中烘干，得到改性石墨烯，备用;
步骤2、将乙烯基树脂和分散剂BYK-ATU加入反应器内，然后用搅拌机以800r/min的转速对混合组分进行搅拌直至分散均匀，得到基料;
步骤3、向步骤2得到的基料中依次加入改性石墨烯、云母粉、碳化硅粉末、铜及其氧化物粉末，然后加入醋酸丁酯，用搅拌机对混合料进行充分搅拌，搅拌速度为1000r/min，直至分散均匀，得到初始涂料;
步骤4、将流平剂BYK-355加入步骤3的初始涂料中，用分散机分散均匀后得到未固化的涂料，将未固化的涂料泵入空气喷枪的储料罐中，然后用空气喷枪喷涂在处理过的百叶板的表面，静置至涂层流平后，于140℃下真空烘烤固化成膜，然后再保温10min，随炉冷却至室温后即得。
上述中，改性石墨烯作为耐腐蚀、耐渗透物质，其具有的优秀综合性能，能够大幅提高防腐耐污涂料的综合性能，能够使形成的涂层的耐冲刷及耐强酸碱均得到增强;铜及其氧化物粉末能够在形成的涂层的表面形成微米结构，特别是当铜氧化成具有纳米结构的Cu2O时，与铜氧化物共同作用，在涂层的表面随时间慢慢长出纳米线，这些纳米线会起到减小大分子污物与涂层的接触面积，使大分子污物的铺展受到限制，在宏观上，使涂层展现出具有一定的疏水性能，进而在提高防腐耐污涂料的防腐性能的同时，还提高了防腐耐污涂料的耐污能力，使涂层更经久耐用;云母粉能够在表面张力的作用下在涂料内形成基本平行的取向排列，阻止混合气体中腐蚀性物质对涂层进行渗透，提高了涂层的耐腐蚀性，同时云母粉还可以承受拉应力，增加了涂层的附着力，提高了涂层的机械性能。
进一步，为了更好地实施本发明的净化装置，迷宫式斜板包括L型挡板，L型挡板沿腔体轴向方向，自上而下依次倾斜安装在腔体内形成迷宫式斜板，L型挡板由斜挡板和竖挡板组成，斜挡板和竖挡板相交形成L形，其相交的夹角在可以在30°-150°，优选为60°或者120°，斜挡板和竖挡板固定连接形成L型挡板，或者自为一体形成L型挡板。
进一步，为了使净化的气体更好地逸出净化装置，L型挡板的竖挡板与相邻L型挡板的斜挡板的间距为5-20mm。
进一步，竖挡板上设有若干通孔，竖挡板的开孔率为50-80%。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过将进料管设计为切向斜插管式结构，废水以旋转离心方式进入腔体，进而大幅减小了物料对腔体的冲击，消除了物料对腔体的影响，实现了平稳加料;
2、通过利用臭氧的氧化性质，向腔体内通入臭氧，然后在设置一净化装置，净化装置用于延长腔体内臭氧与废气混合后形成的混合气体的停留时间，使未完全反应的臭氧能够与废气长时间反应，消除废气中的H2S和NXO，以达到除臭目的，使臭氧得到充分利用，同时，臭氧在氧化过程中产生的硫酸盐沉淀和被挡获的非气体物质将会沿斜挡板顺流而下，最终经百叶板落入腔体内，使排出的气体内非气体物质含量极少，进而对废气进行了净化处理，达到了绿色排放的目的。