公布日：2023.08.29
申請日：2022.09.09
分類號：C02F1/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，包括用于給高濃度含氟廢水加熱的預熱器、晶種混合槽、氟化鹽結晶器、渣漿泵、晶種投加裝置和沉淀劑投加裝置，預熱器的含氟廢水排水口通過管道與晶種混合槽上預熱廢水進水口連通，誘導晶種能經晶種進料口投加到晶種混合槽內，渣漿泵通過管道將晶種混合槽內混合廢水排入氟化鹽結晶器內，沉淀劑能經沉淀劑投加口投入到氟化鹽結晶器內，氟化鹽結晶排出口位于氟化鹽結晶器下端，氟化鹽結晶排出口能夠向外排出氟化鹽結晶，本發明實現了高濃含氟廢水不經稀釋直接用于生產氟化鹽顆粒，且獲得的氟化鹽顆粒粒徑大，顆粒飽滿，無碎渣，大大提高了高濃度含氟廢水處理效率和氟化鹽顆粒品質。
權利要求書
1.一種含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：包括預熱器(1)、晶種混合槽(2)、氟化鹽結晶器(3)、渣漿泵(4)、晶種投加裝置和沉淀劑投加裝置，所述預熱器(1)上設有含氟廢水進水口(11)和含氟廢水排水口(12)，晶種混合槽(2)上設有預熱廢水進水口(21)、晶種進料口(22)和混合廢水排水口(23)，氟化鹽結晶器(3)上設有混合廢水進水口(31)、沉淀劑投加口(32)和氟化鹽結晶排出口(33)，所述預熱器(1)能夠給其內的高濃度含氟廢水加熱，預熱器(1)的含氟廢水排水口(12)通過管道與晶種混合槽(2)上預熱廢水進水口(21)連通，誘導晶種能夠經晶種進料口(22)投加到晶種混合槽(2)內，渣漿泵(4)通過管道將晶種混合槽(2)內混合廢水經混合廢水排水口(23)和混合廢水進水口(31)排入氟化鹽結晶器(3)內，沉淀劑能夠經沉淀劑投加口(32)投入到氟化鹽結晶器(3)內，氟化鹽結晶排出口(33)位于氟化鹽結晶器(3)下端，氟化鹽結晶排出口(33)能夠向外排出氟化鹽結晶。
2.根據權利要求1所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述晶種混合槽(2)內設有攪拌器(24)，所述攪拌器(24)的攪拌葉片(25)能夠在晶種混合槽(2)內旋轉攪拌。
3.根據權利要求1所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述氟化鹽結晶器(3)包括結晶反應腔(34)、進料混合腔(35)和結晶排出腔(36)，所述進料混合腔(35)固定設于結晶反應腔(34)上端，結晶排出腔(36)固定設于結晶反應腔(34)下端，結晶反應腔(34)內固定設有若干沿豎直方向平行間隔排列的圓錐管束(37)，所述圓錐管束(37)的上端內徑大于下端內徑，且圓錐管束(37)外側壁與結晶反應腔(34)內側壁之間形成密封空間，各個圓錐管束(37)上端開口與進料混合腔(35)連通，各個圓錐管束(37)下端開口與結晶排出腔(36)連通，氟化鹽結晶排出口(33)位于結晶排出腔(36)下端，混合廢水進水口(31)和沉淀劑投加口(32)分別位于進料混合腔(35)上。
4.根據權利要求3所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述進料混合腔(35)內還固定設有含氟廢水布水管道和沉淀劑布藥管道，所述含氟廢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)一端與進料混合腔(35)側壁上的混合廢水進水口(31)連通，布水支管(352)在水平方向延伸形成環形管道結構，布水支管(352)與布水主管(351)連通形成一體結構，布水支管(352)側壁上設有若干布水孔(353)，進入布水支管(352)內的混合廢水能夠經各個布水孔(353)進入進料混合腔(35)內，所述沉淀劑布藥管道包括布藥主管(354)和布藥支管(355)，所述布藥主管(354)一端與進料混合腔(35)側壁上的沉淀劑投加口(32)連通，布藥支管(355)在水平方向延伸形成環形管道結構，布藥支管(355)與布藥主管(354)連通形成一體結構，布藥支管(355)側壁上設有若干布藥孔(356)，進入布藥支管(355)內的沉淀劑能夠經各個布藥孔(356)進入進料混合腔(35)內，所述布水支管(352)與布藥支管(355)在豎直方向間隔排列，布水孔(353)與布藥孔(356)一一正對設置。
5.根據權利要求4所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述布水孔(353)上固定安裝有布水噴頭，布藥孔(356)上固定安裝有布藥噴頭，所述布水噴頭與布藥噴頭一一對噴。
6.根據權利要求4所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：至少兩個直徑不同的布水支管(352)同心間隔排列，且各個布水支管(352)分別與布水主管(351)連通，至少兩個直徑不同的布藥支管(355)同心間隔排列，且各個布藥支管(355)分別與布藥主管(354)連通，所述布水支管(352)與布藥支管(355)在水平面上的投影為交錯間隔排列的套環結構。
7.根據權利要求3所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述結晶反應腔(34)側壁上還設有第一蒸汽進口(38)和第一冷凝水排出口(39)，所述第一蒸汽進口(38)與外界的蒸汽供應管道(5)連通，第一冷凝水排出口(39)能夠將結晶反應腔(34)內冷凝水排出，進料混合腔(35)上還設有二次蒸汽排出口(40)，圓錐管束(37)內高濃度含氟廢水溶劑蒸發產生的蒸汽能夠經進料混合腔(35)上的二次蒸汽排出口(40)排出。
8.根據權利要求3所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：所述進料混合腔(35)上還設有壓縮空氣進氣口(41)，所述壓縮空氣進氣口(41)通過管道與壓縮空氣發生裝置(6)相連，壓縮空氣發生裝置(6)能夠以脈沖的方式向進料混合腔(35)內供應壓縮空氣。
9.根據權利要求1所述的含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，其特征在于：預熱器(1)包括預熱外殼、換熱器(13)、第二蒸汽進口(14)和第二冷凝水排出口(15)，所述含氟廢水進水口(11)位于預熱外殼的上端側壁上，含氟廢水排水口(12)位于預熱外殼的下端側壁上，預熱外殼內部形成供高濃度含氟廢水容納的腔體，換熱器(13)固定設于預熱外殼內部，第二蒸汽進口(14)和第二冷凝水排出口(15)分別位于換熱器(13)兩端，所述第二蒸汽進口(14)與外界的蒸汽供應管道連通，第二冷凝水排出口(15)能夠將換熱器(13)內冷凝水排出到預熱外殼外側。
發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供一種含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，該含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統能夠實現高濃度含氟廢水的高效處理，且獲得的氟化鹽顆粒純度高，能夠實現氟化鹽資源化回收利用。
本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案：一種含氟廢水生產氟化鹽顆粒的生產系統，包括預熱器、晶種混合槽、氟化鹽結晶器、渣漿泵、晶種投加裝置和沉淀劑投加裝置，所述預熱器上設有含氟廢水進水口和含氟廢水排水口，晶種混合槽上設有預熱廢水進水口、晶種進料口和混合廢水排水口，氟化鹽結晶器上設有混合廢水進水口、沉淀劑投加口和氟化鹽結晶排出口，所述預熱器能夠給其內的高濃度含氟廢水加熱，預熱器的含氟廢水排水口通過管道與晶種混合槽上預熱廢水進水口連通，誘導晶種能夠經晶種進料口投加到晶種混合槽內，渣漿泵通過管道將晶種混合槽內混合廢水經混合廢水排水口和混合廢水進水口排入氟化鹽結晶器內，沉淀劑能夠經沉淀劑投加口投入到氟化鹽結晶器內，氟化鹽結晶排出口位于氟化鹽結晶器下端，氟化鹽結晶排出口能夠向外排出氟化鹽結晶。
作為本發明的進一步改進，所述晶種混合槽內設有攪拌器，所述攪拌器的攪拌葉片能夠在晶種混合槽內旋轉攪拌。
作為本發明的進一步改進，所述氟化鹽結晶器包括結晶反應腔、進料混合腔和結晶排出腔，所述進料混合腔固定設于結晶反應腔上端，結晶排出腔固定設于結晶反應腔下端，結晶反應腔內固定設有若干沿豎直方向平行間隔排列的圓錐管束，所述圓錐管束的上端內徑大于下端內徑，且圓錐管束外側壁與結晶反應腔內側壁之間形成密封空間，各個圓錐管束上端開口與進料混合腔連通，各個圓錐管束下端開口與結晶排出腔連通，氟化鹽結晶排出口位于結晶排出腔下端，混合廢水進水口和沉淀劑投加口分別位于進料混合腔上。
作為本發明的進一步改進，所述進料混合腔內還固定設有含氟廢水布水管道和沉淀劑布藥管道，所述含氟廢水布水管道包括布水主管和布水支管，所述布水主管一端與進料混合腔側壁上的混合廢水進水口連通，布水支管在水平方向延伸形成環形管道結構，布水支管與布水主管連通形成一體結構，布水支管側壁上設有若干布水孔，進入布水支管內的混合廢水能夠經各個布水孔進入進料混合腔內，所述沉淀劑布藥管道包括布藥主管和布藥支管，所述布藥主管一端與進料混合腔側壁上的沉淀劑投加口連通，布藥支管在水平方向延伸形成環形管道結構，布藥支管與布藥主管連通形成一體結構，布藥支管側壁上設有若干布藥孔，進入布藥支管內的沉淀劑能夠經各個布藥孔進入進料混合腔內，所述布水支管與布藥支管在豎直方向間隔排列，布水孔與布藥孔一一正對設置。
作為本發明的進一步改進，所述布水孔上固定安裝有布水噴頭，布藥孔上固定安裝有布藥噴頭，所述布水噴頭與布藥噴頭一一對噴。
作為本發明的進一步改進，至少兩個直徑不同的布水支管同心間隔排列，且各個布水支管分別與布水主管連通，至少兩個直徑不同的布藥支管同心間隔排列，且各個布藥支管分別與布藥主管連通，所述布水支管與布藥支管在水平面上的投影為交錯間隔排列的套環結構。
作為本發明的進一步改進，所述結晶反應腔側壁上還設有第一蒸汽進口和第一冷凝水排出口，所述第一蒸汽進口與外界的蒸汽供應管道連通，第一冷凝水排出口能夠將結晶反應腔內冷凝水排出，進料混合腔上還設有二次蒸汽排出口，圓錐管束內高濃度含氟廢水溶劑蒸發產生的蒸汽能夠經進料混合腔上的二次蒸汽排出口排出重復利用。
作為本發明的進一步改進，所述進料混合腔上還設有壓縮空氣進氣口，所述壓縮空氣進氣口通過管道與壓縮空氣發生裝置相連，壓縮空氣發生裝置能夠以脈沖的方式向進料混合腔內供應壓縮空氣。
作為本發明的進一步改進，預熱器包括預熱外殼、換熱器、第二蒸汽進口和第二冷凝水排出口，所述含氟廢水進水口位于預熱外殼的上端側壁上，含氟廢水排水口位于預熱外殼的下端側壁上，預熱外殼內部形成供高濃度含氟廢水容納的腔體，換熱器固定設于預熱外殼內部，第二蒸汽進口和第二冷凝水排出口分別位于換熱器兩端，所述第二蒸汽進口與外界的蒸汽供應管道連通，第二冷凝水排出口能夠將換熱器內冷凝水排出到預熱外殼外側。
本發明的有益效果是：本發明通過預熱器完成對高濃度含氟廢水的預熱，以便其在進入氟化鹽結晶器之前獲得較高的初始溫度，高濃度含氟廢水進入氟化鹽結晶器之前，通過晶種混合槽完成誘導晶種在高濃度含氟廢水中的均勻分布，以便為后續氟化鹽結晶過程提供更多的反應接觸面，混合有誘導晶種的高濃度含氟廢水進入氟化鹽結晶器中后，在存在初始誘導晶種的條件下，高濃度含氟廢水與沉淀劑中的陽離子反應生成氟化鹽，持續進入氟化鹽結晶器的結晶反應腔內的蒸汽與圓錐管束內的氟化鹽溶液進行熱交換，將氟化鹽溶液中的溶劑蒸發為水蒸氣，伴隨著氟化鹽溶液中溶劑的減少，氟化鹽的過飽和度在圓錐管束內由上至下越來越大，氟化鹽到達圓錐管束下端時會在誘導晶種的表面析出結晶，本發明通過誘導結晶成核與蒸發結晶相結合，大大提高了氟化鹽結晶效率，通過圓錐管束使氟化鹽溶液的濃度自上而下形成梯度，更利于氟化鹽在晶種表面結晶，還通過脈沖的壓縮空氣對圓錐管束內壁進行清潔，避免了氟化鹽晶體或沉淀物粘在圓錐管束內部側壁上造成堵塞，本發明實現了高濃含氟廢水不經稀釋直接用于生產氟化鹽顆粒，且獲得的氟化鹽顆粒粒徑大，顆粒飽滿，無碎渣，大大提高了高濃度含氟廢水處理效率和氟化鹽顆粒品質。
（發明人：王自超;湯雨林;王磊;黃朋飛;裴浩）
