公布日：2023.08.29
申请日：2022.09.09
分类号：C02F1/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，包括用于给高浓度含氟废水加热的预热器、晶种混合槽、氟化盐结晶器、渣浆泵、晶种投加装置和沉淀剂投加装置，预热器的含氟废水排水口通过管道与晶种混合槽上预热废水进水口连通，诱导晶种能经晶种进料口投加到晶种混合槽内，渣浆泵通过管道将晶种混合槽内混合废水排入氟化盐结晶器内，沉淀剂能经沉淀剂投加口投入到氟化盐结晶器内，氟化盐结晶排出口位于氟化盐结晶器下端，氟化盐结晶排出口能够向外排出氟化盐结晶，本发明实现了高浓含氟废水不经稀释直接用于生产氟化盐颗粒，且获得的氟化盐颗粒粒径大，颗粒饱满，无碎渣，大大提高了高浓度含氟废水处理效率和氟化盐颗粒品质。
权利要求书
1.一种含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：包括预热器(1)、晶种混合槽(2)、氟化盐结晶器(3)、渣浆泵(4)、晶种投加装置和沉淀剂投加装置，所述预热器(1)上设有含氟废水进水口(11)和含氟废水排水口(12)，晶种混合槽(2)上设有预热废水进水口(21)、晶种进料口(22)和混合废水排水口(23)，氟化盐结晶器(3)上设有混合废水进水口(31)、沉淀剂投加口(32)和氟化盐结晶排出口(33)，所述预热器(1)能够给其内的高浓度含氟废水加热，预热器(1)的含氟废水排水口(12)通过管道与晶种混合槽(2)上预热废水进水口(21)连通，诱导晶种能够经晶种进料口(22)投加到晶种混合槽(2)内，渣浆泵(4)通过管道将晶种混合槽(2)内混合废水经混合废水排水口(23)和混合废水进水口(31)排入氟化盐结晶器(3)内，沉淀剂能够经沉淀剂投加口(32)投入到氟化盐结晶器(3)内，氟化盐结晶排出口(33)位于氟化盐结晶器(3)下端，氟化盐结晶排出口(33)能够向外排出氟化盐结晶。
2.根据权利要求1所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述晶种混合槽(2)内设有搅拌器(24)，所述搅拌器(24)的搅拌叶片(25)能够在晶种混合槽(2)内旋转搅拌。
3.根据权利要求1所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述氟化盐结晶器(3)包括结晶反应腔(34)、进料混合腔(35)和结晶排出腔(36)，所述进料混合腔(35)固定设于结晶反应腔(34)上端，结晶排出腔(36)固定设于结晶反应腔(34)下端，结晶反应腔(34)内固定设有若干沿竖直方向平行间隔排列的圆锥管束(37)，所述圆锥管束(37)的上端内径大于下端内径，且圆锥管束(37)外侧壁与结晶反应腔(34)内侧壁之间形成密封空间，各个圆锥管束(37)上端开口与进料混合腔(35)连通，各个圆锥管束(37)下端开口与结晶排出腔(36)连通，氟化盐结晶排出口(33)位于结晶排出腔(36)下端，混合废水进水口(31)和沉淀剂投加口(32)分别位于进料混合腔(35)上。
4.根据权利要求3所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述进料混合腔(35)内还固定设有含氟废水布水管道和沉淀剂布药管道，所述含氟废水布水管道包括布水主管(351)和布水支管(352)，所述布水主管(351)一端与进料混合腔(35)侧壁上的混合废水进水口(31)连通，布水支管(352)在水平方向延伸形成环形管道结构，布水支管(352)与布水主管(351)连通形成一体结构，布水支管(352)侧壁上设有若干布水孔(353)，进入布水支管(352)内的混合废水能够经各个布水孔(353)进入进料混合腔(35)内，所述沉淀剂布药管道包括布药主管(354)和布药支管(355)，所述布药主管(354)一端与进料混合腔(35)侧壁上的沉淀剂投加口(32)连通，布药支管(355)在水平方向延伸形成环形管道结构，布药支管(355)与布药主管(354)连通形成一体结构，布药支管(355)侧壁上设有若干布药孔(356)，进入布药支管(355)内的沉淀剂能够经各个布药孔(356)进入进料混合腔(35)内，所述布水支管(352)与布药支管(355)在竖直方向间隔排列，布水孔(353)与布药孔(356)一一正对设置。
5.根据权利要求4所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述布水孔(353)上固定安装有布水喷头，布药孔(356)上固定安装有布药喷头，所述布水喷头与布药喷头一一对喷。
6.根据权利要求4所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：至少两个直径不同的布水支管(352)同心间隔排列，且各个布水支管(352)分别与布水主管(351)连通，至少两个直径不同的布药支管(355)同心间隔排列，且各个布药支管(355)分别与布药主管(354)连通，所述布水支管(352)与布药支管(355)在水平面上的投影为交错间隔排列的套环结构。
7.根据权利要求3所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述结晶反应腔(34)侧壁上还设有第一蒸汽进口(38)和第一冷凝水排出口(39)，所述第一蒸汽进口(38)与外界的蒸汽供应管道(5)连通，第一冷凝水排出口(39)能够将结晶反应腔(34)内冷凝水排出，进料混合腔(35)上还设有二次蒸汽排出口(40)，圆锥管束(37)内高浓度含氟废水溶剂蒸发产生的蒸汽能够经进料混合腔(35)上的二次蒸汽排出口(40)排出。
8.根据权利要求3所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：所述进料混合腔(35)上还设有压缩空气进气口(41)，所述压缩空气进气口(41)通过管道与压缩空气发生装置(6)相连，压缩空气发生装置(6)能够以脉冲的方式向进料混合腔(35)内供应压缩空气。
9.根据权利要求1所述的含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，其特征在于：预热器(1)包括预热外壳、换热器(13)、第二蒸汽进口(14)和第二冷凝水排出口(15)，所述含氟废水进水口(11)位于预热外壳的上端侧壁上，含氟废水排水口(12)位于预热外壳的下端侧壁上，预热外壳内部形成供高浓度含氟废水容纳的腔体，换热器(13)固定设于预热外壳内部，第二蒸汽进口(14)和第二冷凝水排出口(15)分别位于换热器(13)两端，所述第二蒸汽进口(14)与外界的蒸汽供应管道连通，第二冷凝水排出口(15)能够将换热器(13)内冷凝水排出到预热外壳外侧。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，该含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统能够实现高浓度含氟废水的高效处理，且获得的氟化盐颗粒纯度高，能够实现氟化盐资源化回收利用。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种含氟废水生产氟化盐颗粒的生产系统，包括预热器、晶种混合槽、氟化盐结晶器、渣浆泵、晶种投加装置和沉淀剂投加装置，所述预热器上设有含氟废水进水口和含氟废水排水口，晶种混合槽上设有预热废水进水口、晶种进料口和混合废水排水口，氟化盐结晶器上设有混合废水进水口、沉淀剂投加口和氟化盐结晶排出口，所述预热器能够给其内的高浓度含氟废水加热，预热器的含氟废水排水口通过管道与晶种混合槽上预热废水进水口连通，诱导晶种能够经晶种进料口投加到晶种混合槽内，渣浆泵通过管道将晶种混合槽内混合废水经混合废水排水口和混合废水进水口排入氟化盐结晶器内，沉淀剂能够经沉淀剂投加口投入到氟化盐结晶器内，氟化盐结晶排出口位于氟化盐结晶器下端，氟化盐结晶排出口能够向外排出氟化盐结晶。
作为本发明的进一步改进，所述晶种混合槽内设有搅拌器，所述搅拌器的搅拌叶片能够在晶种混合槽内旋转搅拌。
作为本发明的进一步改进，所述氟化盐结晶器包括结晶反应腔、进料混合腔和结晶排出腔，所述进料混合腔固定设于结晶反应腔上端，结晶排出腔固定设于结晶反应腔下端，结晶反应腔内固定设有若干沿竖直方向平行间隔排列的圆锥管束，所述圆锥管束的上端内径大于下端内径，且圆锥管束外侧壁与结晶反应腔内侧壁之间形成密封空间，各个圆锥管束上端开口与进料混合腔连通，各个圆锥管束下端开口与结晶排出腔连通，氟化盐结晶排出口位于结晶排出腔下端，混合废水进水口和沉淀剂投加口分别位于进料混合腔上。
作为本发明的进一步改进，所述进料混合腔内还固定设有含氟废水布水管道和沉淀剂布药管道，所述含氟废水布水管道包括布水主管和布水支管，所述布水主管一端与进料混合腔侧壁上的混合废水进水口连通，布水支管在水平方向延伸形成环形管道结构，布水支管与布水主管连通形成一体结构，布水支管侧壁上设有若干布水孔，进入布水支管内的混合废水能够经各个布水孔进入进料混合腔内，所述沉淀剂布药管道包括布药主管和布药支管，所述布药主管一端与进料混合腔侧壁上的沉淀剂投加口连通，布药支管在水平方向延伸形成环形管道结构，布药支管与布药主管连通形成一体结构，布药支管侧壁上设有若干布药孔，进入布药支管内的沉淀剂能够经各个布药孔进入进料混合腔内，所述布水支管与布药支管在竖直方向间隔排列，布水孔与布药孔一一正对设置。
作为本发明的进一步改进，所述布水孔上固定安装有布水喷头，布药孔上固定安装有布药喷头，所述布水喷头与布药喷头一一对喷。
作为本发明的进一步改进，至少两个直径不同的布水支管同心间隔排列，且各个布水支管分别与布水主管连通，至少两个直径不同的布药支管同心间隔排列，且各个布药支管分别与布药主管连通，所述布水支管与布药支管在水平面上的投影为交错间隔排列的套环结构。
作为本发明的进一步改进，所述结晶反应腔侧壁上还设有第一蒸汽进口和第一冷凝水排出口，所述第一蒸汽进口与外界的蒸汽供应管道连通，第一冷凝水排出口能够将结晶反应腔内冷凝水排出，进料混合腔上还设有二次蒸汽排出口，圆锥管束内高浓度含氟废水溶剂蒸发产生的蒸汽能够经进料混合腔上的二次蒸汽排出口排出重复利用。
作为本发明的进一步改进，所述进料混合腔上还设有压缩空气进气口，所述压缩空气进气口通过管道与压缩空气发生装置相连，压缩空气发生装置能够以脉冲的方式向进料混合腔内供应压缩空气。
作为本发明的进一步改进，预热器包括预热外壳、换热器、第二蒸汽进口和第二冷凝水排出口，所述含氟废水进水口位于预热外壳的上端侧壁上，含氟废水排水口位于预热外壳的下端侧壁上，预热外壳内部形成供高浓度含氟废水容纳的腔体，换热器固定设于预热外壳内部，第二蒸汽进口和第二冷凝水排出口分别位于换热器两端，所述第二蒸汽进口与外界的蒸汽供应管道连通，第二冷凝水排出口能够将换热器内冷凝水排出到预热外壳外侧。
本发明的有益效果是：本发明通过预热器完成对高浓度含氟废水的预热，以便其在进入氟化盐结晶器之前获得较高的初始温度，高浓度含氟废水进入氟化盐结晶器之前，通过晶种混合槽完成诱导晶种在高浓度含氟废水中的均匀分布，以便为后续氟化盐结晶过程提供更多的反应接触面，混合有诱导晶种的高浓度含氟废水进入氟化盐结晶器中后，在存在初始诱导晶种的条件下，高浓度含氟废水与沉淀剂中的阳离子反应生成氟化盐，持续进入氟化盐结晶器的结晶反应腔内的蒸汽与圆锥管束内的氟化盐溶液进行热交换，将氟化盐溶液中的溶剂蒸发为水蒸气，伴随着氟化盐溶液中溶剂的减少，氟化盐的过饱和度在圆锥管束内由上至下越来越大，氟化盐到达圆锥管束下端时会在诱导晶种的表面析出结晶，本发明通过诱导结晶成核与蒸发结晶相结合，大大提高了氟化盐结晶效率，通过圆锥管束使氟化盐溶液的浓度自上而下形成梯度，更利于氟化盐在晶种表面结晶，还通过脉冲的压缩空气对圆锥管束内壁进行清洁，避免了氟化盐晶体或沉淀物粘在圆锥管束内部侧壁上造成堵塞，本发明实现了高浓含氟废水不经稀释直接用于生产氟化盐颗粒，且获得的氟化盐颗粒粒径大，颗粒饱满，无碎渣，大大提高了高浓度含氟废水处理效率和氟化盐颗粒品质。
（发明人：王自超;汤雨林;王磊;黄朋飞;裴浩）