[发明专利]盐酸再生脱硅中和反应装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐酸再生脱硅中和反应装置及方法。

背景技术

目前，盐酸再生的脱硅工艺中一般设置一个中和反应罐，通过投加氨水等中和药剂进行中和反应，当废酸例如废盐酸被中和到pH值大于3时，废酸中的铁离子开始生成氢氧化物沉淀颗粒物，通过曝入空气方法，使得氢氧化亚铁被迅速的氧化成氢氧化铁，氢氧化铁在沉淀的过程中形成大量的絮体，这些絮体会吸附废酸中的二氧化硅并迅速有效的沉降形成污泥，这就是废盐酸脱硅的基本原理。

但是现有的中和反应工艺采用的推流式反应流程，即在一个中和反应罐的中部设置一搅拌机构，通过搅拌机构进行搅拌混合，其中和反应的速度受温度、游离酸残余量以及中和反应罐内搅拌强度、曝气强度等影响较大，从而导致整个中和反应罐内反应不够充分。

因此开发一套简单高效的盐酸再生脱硅中和反应装置及方法对于整个盐酸再生脱硅系统是十分重要的。现有的中和反应设备运行工况不佳，易导致以下几方面的问题：

1、pH值时高时低，氢氧化三铁的产生量时高时低，从而影响脱硅的效果；

2、停留时间过长，导致曝气量无法控制；

3、反应滞后，导致过量投加药剂；

4、体积过大，易导致中和反应罐内搅拌强度不够，内部出现淤积；

5、操作维护比较麻烦，需要经常性人为清淤与疏通罐底和管道。

因此，如何提供一种提高废酸和中和药剂的混合反应效率、提高脱硅效率的盐酸再生脱硅中和反应装置及方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盐酸再生脱硅中和反应装置及方法，解决废酸中和反应不稳定、效率低，导致酸再生系统脱硅质量运行不稳定、效率低的问题。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种盐酸再生脱硅中和反应装置，包括中和反应罐，所述中和反应罐的入口段分别与废酸供应管和中和药剂供应管连接，所述中和反应罐内部包括预混合区、曝气混合区、机械搅拌混合区以及出液防短流槽，所述预混合区通过在所述中和反应罐的入口段设置第一隔板形成，用于搅拌混合；所述出液防短流槽通过在所述中和反应罐的出口段设置第二隔板形成，用于防止出现短流；所述机械搅拌混合区位于所述第一隔板和第二隔板之间，用于搅拌混合；所述曝气混合区位于所述预混合区、曝气混合区以及出液防短流槽的下方并将上述三者导通，用于向反应混合溶液供应起氧化作用的空气气泡并推动反应混合溶液向上流动。

优选的，在上述的盐酸再生脱硅中和反应装置中，所述曝气混合区的底部设有曝气管，，所述曝气管与曝气空气供应管连接，所述曝气管设有若干用于向上吹出空气气泡的气泡口。

优选的，在上述的盐酸再生脱硅中和反应装置中，所述预混合区内设置第一搅拌机构。

优选的，在上述的盐酸再生脱硅中和反应装置中，所述机械搅拌混合区设置第二搅拌机构。

本发明还公开了一种盐酸再生脱硅中和反应方法，包括如下步骤：

步骤一，废酸和中和药剂流入预混合区中形成反应混合溶液，反应混合溶液在pH值大于3时，废酸中的铁离子开始生成氢氧化亚铁沉淀，并在搅拌过程中使得反应混合溶液朝下流动，反应混合溶液在整个预混合区的反应停留时间为3-7min；

步骤二，反应混合溶液朝下流动进入曝气混合区，设置于曝气混合区的底部的曝气管向上吹出的空气气泡和反应混合溶液中的氢氧化亚铁的接触并将氢氧化亚铁氧化成氢氧化铁，氢氧化铁在沉淀的过程中形成大量的絮体，这些絮体会吸附废酸中的二氧化硅，在曝气混合区中曝气量与废酸量的体积比为8：1至10:1，反应混合溶液在整个曝气混合区的反应停留时间为60-80min；

步骤三，在空气气泡的带动下，反应混合溶液向上流动进入机械搅拌混合区内继续搅拌混合，同时，反应混合溶液在搅拌过程中朝上流动，反应混合溶液在整个机械搅拌混合区的反应停留时间为40-60min。

步骤四，反应混合溶液向上流动受到中和反应罐的顶部阻挡后，向下流动并从中和反应罐的底部进入出液防短流槽，最后经溢流口排出。

优选的，在上述的盐酸再生脱硅中和反应方法中，所述出液防短流槽的截面大小满足反应混合溶液的流速为0.1-0.158m/s。