CN104250040B - 一种浓海水提溴闭环吹脱系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浓海水处理系统，尤其是涉及一种浓海水提溴闭环吹脱系统及方法。其主要是解决现有技术所存在的海水提溴方法提出的溴纯度不高，产量较低，并且容易造成环境污染，设备腐蚀也较为严重等的技术问题。本发明包括可通入浓缩海水的浓海水贮罐（1），所述的浓海水储罐（1）通过循环泵（2）连接转化贮罐（3），转化贮罐通过药剂管连接有溴单质转化剂罐（4），转化贮罐通过吹脱进液泵（5）连接有吹脱塔（6），吹脱塔通过吹脱管路（7）连接有吸收塔（8），吸收塔上端通过闭环管路（9）、吹脱风机（10）连通吹脱塔的底部，吹脱塔、吸收塔通过输送管路（11）连接溴单质萃取池（12）。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓海水处理系统，尤其是涉及一种浓海水提溴闭环吹脱系统及方法。
背景技术
溴及溴产品在经济发展中有着重要应用，溴广泛应用于农药、医药、石油、燃料等行业，是生产阻燃剂、灭火剂和感光材料的基本化工原料，由它衍生出来的种类繁多的无机溴化物、溴酸盐和含溴有机化合物在国民经济及科技发展中有特殊重要的价值。地球上约99%的溴存在于海水中，海水中含溴约65mg/L，属于丰度较大的微量元素。现国内老式生产溴供不应求，因此海水提溴日益紧迫。我国的溴资源主要分布在东部沿海地区，海水提溴生产原材料一般取自晒盐过程中的浓海水或海水淡化过程中产生的浓缩海水。中国专利公开了一种利用制碱余热浓缩海水提溴、晒盐的方法（公开号：CN 102583240 A），其利用纯碱生产碳化工序过程中产生的低位热能余热对循环海水进行加热，之后经多级蒸发浓缩得到浓卤水，然后对浓卤水进行提溴，最后将提溴后的浓卤水晒盐；多级蒸发为四到五级蒸发；浓卤水为14～15。Be的浓卤水。但是这种方法提出的溴纯度不高，产量较低，并且容易造成环境污染，设备腐蚀也较为严重。
发明内容
本发明是提供一种浓海水提溴闭环吹脱系统及方法，其主要是解决现有技术所存在的海水提溴方法提出的溴纯度不高，产量较低，并且容易造成环境污染，设备腐蚀也较为严重等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，包括可通入浓缩海水的浓海水贮罐，所述的浓海水储罐通过循环泵连接转化贮罐，转化贮罐通过药剂管连接有溴单质转化剂罐，转化贮罐通过吹脱进液泵连接有吹脱塔，吹脱塔通过吹脱管路连接有吸收塔，吸收塔上端通过闭环管路、吹脱风机连通吹脱塔的底部，吹脱塔、吸收塔通过输送管路连接溴单质萃取池。
吹脱塔、吸收塔是整套工艺方法中的核心设备，基本工作原理：吹脱塔中气液两相在逆流接触过程中，溶质将不断地由液相转移到气相，从而达到分离富集的目的，所用载气为空气；吸收塔吸收过程正好相反，溶质从气相转移到液相当中，吸收聚集，吸收液一般采用四氯化碳或四溴乙烷等。
溶剂萃取的基本原理是根据溶质与溶剂的相似相溶性，溴在有机溶剂中的溶解度大，将溴素进入有机溶剂聚集与水等萃取分离。
作为优选，所述的吹脱塔与吸收塔的底部通过管路连通，此管路上连接有循环泵、吹脱调液泵。
作为优选，所述的溴单质萃取池通过管路连接四氯化碳添加罐。
作为优选，所述的转化贮罐、溴单质转化剂罐、吹脱塔、吸收塔都为玻璃钢制成。溴是强氧化剂，能强烈灼伤皮肤，对金属有强烈腐蚀性，本发明设备一律采用玻璃钢材质加工制备，解决生产中设备的腐蚀问题。
一种浓海水提溴闭环吹脱方法，所述的方法包括：
a．将待生产中的浓海水通入到转化贮罐中进行酸化氧化，溴单质转化剂罐通入溴单质转化剂，使浓海水的含溴范围控制在Br¯：50-350mg/L，加入盐酸和萃取分离后的酸性废水进行浓海水酸化，同时根据浓海水量加氯氧化， pH值控制在2-5.5，配氯率为100%-150%，浓海水中溴离子氧化生成游离溴，溴转化率为80%-95%；
b．酸化氧化后的浓海水经管道由吹脱进液泵送至吹脱塔的上部，利用高雾化喷头进行雾化喷淋；吹脱塔内部主体构件自上而下设有：除雾器、吹脱塔填料、填料支撑、再分布器，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器根据吹脱的气液平衡、气液吹脱比、填料量设置为1-4套，气液平衡根据溴在水中的离解能力、动能消耗、热能消耗，吹脱温度为0℃-80℃；吹脱气液比根据操作成本及气液比增大导致系统压降增加影响，气液比为50-200:1，游离溴吹出率90%以上；
c．浓海水雾化细粒在吹脱塔填料的区间，经吹脱风机的空气，游离溴加速离解释放，溴素随空气穿过除雾器进入吸收塔，吸收塔内部主体构件自上而下为：除雾器、萃取剂雾化喷头、吸收塔填料、填料支撑、再分布器等，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器根据萃取剂喷淋量、溴素溶解速率设为1-3套，萃取剂喷淋量为溴素的1-5倍，除雾器隔离空气中部分夹带的水汽及吹脱中形成的水雾，使溴素带水量明显减少，分离后的浓海水排出塔外，后序制盐；
d．含溴素吹脱空气经吹脱管路进入吸收塔下部，从吸收塔自下而上逆流接触萃取剂的喷淋，溶剂于萃取剂中，溴素在萃取剂中的溶解率达98%以上；
e．吸收塔底部溶解溴素的萃取剂排入溴单质萃取池，通过静置、分层、分离，酸性废水以循环泵送至浓海水酸化工艺中循环利用，分离后的萃取液再进行分离、精制，得到高品质的产品溴。
本发明利用浓海水空气吹脱，有机溶剂喷淋吸收、萃取、精制，尾气闭环循环制溴技术，包括酸化氧化、空气吹脱、有机溶剂喷淋吸收、萃取、尾气闭环循环五个步骤。
1.浓海水提溴中氧化前必须先算好，添加盐酸或硫酸，本发明萃取分离后的废水呈酸性，作为原料来酸化浓海水，循环利用，节能环保；
2.传统雾化喷头形成的液体细粒因喷射角度、重力、惯性等因素影响，喷射不均匀，设计中采用动力波喷头原理来解决；
3.吹脱风机风量大、风速急，空气在塔中上升不均匀，设计空气分布器来解决；
4.温差波动或吹脱运行中塔内温度上升，游离溴吹出率波动，设计自动温控与吹脱进液泵结合，控制进液量；
5.采用玻璃钢二维缠绕技术，设备整体一次成型，强度大，更耐压、防腐；
作为优选，所述的步骤a中浓海水的含溴范围控制在Br¯：100-250mg/L，pH值控制在2.5-4.0，配氯率为110-130%。
作为优选，所述的步骤b中吹脱温度为20℃-40℃，气液比为100-120:1，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器设置为1-2套。
作为优选，所述的步骤c中吹脱塔填料、填料支撑与再分布器设为1-2套，萃取剂喷淋量为溴素的1.5-3倍。
因此，本发明在吹脱塔、吸收塔中采用的富集分离、聚集分离方法，大幅降低成本，得到资源的充分利用，尾气的闭环循环利用，避免生产工艺中的环境污染，且在设备选型中考虑溴素的强氧化性、对金属设备的强烈腐蚀性，一律采用玻璃钢设备，解决了生产中的设备腐蚀问题。
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图。
图中零部件、部位及编号：浓海水贮罐1、循环泵2、转化贮罐3、溴单质转化剂罐4、吹脱进液泵5、吹脱塔6、吹脱管路7、吸收塔8、闭环管路9、吹脱风机10、输送管路11、溴单质萃取池12、循环泵13、吹脱调液泵14、四氯化碳添加罐15。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本例的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，如图1，包括可通入浓缩海水的浓海水贮罐1，浓海水储罐通过循环泵2连接转化贮罐3，转化贮罐通过药剂管连接有溴单质转化剂罐4，转化贮罐通过吹脱进液泵5连接有吹脱塔6，吹脱塔通过吹脱管路7连接有吸收塔8，吸收塔上端通过闭环管路9、吹脱风机10连通吹脱塔的底部，吹脱塔、吸收塔通过输送管路11连接溴单质萃取池12。吹脱塔与吸收塔的底部通过管路连通，此管路上连接有循环泵13、吹脱调液泵14。溴单质萃取池通过管路连接四氯化碳添加罐15。转化贮罐、溴单质转化剂罐、吹脱塔、吸收塔都为玻璃钢制成。
一种浓海水提溴闭环吹脱方法，步骤为：
a．将待生产中的浓海水通入到转化贮罐3中进行酸化氧化，溴单质转化剂罐4通入溴单质转化剂，使浓海水的含溴范围控制在Br¯：150mg/L，加入盐酸和萃取分离后的酸性废水进行浓海水酸化，同时根据浓海水量加氯氧化， pH值控制在3，配氯率为120%，浓海水中溴离子氧化生成游离溴，溴转化率为80%-95%；
b．酸化氧化后的浓海水经管道由吹脱进液泵5送至吹脱塔6的上部，利用高雾化喷头进行雾化喷淋；吹脱塔内部主体构件自上而下设有：除雾器、吹脱塔填料、填料支撑、再分布器，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器根据吹脱的气液平衡、气液吹脱比、填料量设置为2套，气液平衡根据溴在水中的离解能力、动能消耗、热能消耗，吹脱温度为30℃；吹脱气液比根据操作成本及气液比增大导致系统压降增加影响，气液比为110:1，游离溴吹出率90%以上；
c．浓海水雾化细粒在吹脱塔填料的区间，经吹脱风机10的空气，游离溴加速离解释放，溴素随空气穿过除雾器进入吸收塔8，吸收塔内部主体构件自上而下为：除雾器、萃取剂雾化喷头、吸收塔填料、填料支撑、再分布器等，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器根据萃取剂喷淋量、溴素溶解速率设为2套，萃取剂喷淋量为溴素的2倍，除雾器隔离空气中部分夹带的水汽及吹脱中形成的水雾，使溴素带水量明显减少，分离后的浓海水排出塔外，后序制盐；
d．含溴素吹脱空气经吹脱管路7进入吸收塔8下部，从吸收塔自下而上逆流接触萃取剂的喷淋，溶剂于萃取剂中，溴素在萃取剂中的溶解率达98%以上；
e．吸收塔8底部溶解溴素的萃取剂排入溴单质萃取池12，通过静置、分层、分离，酸性废水以循环泵13送至浓海水酸化工艺中循环利用，分离后的萃取液再进行分离、精制，得到高品质的产品溴。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (5)
1.一种浓海水提溴闭环吹脱系统，包括可通入浓缩海水的浓海水贮罐（1），其特征在于所述的浓海水储罐（1）通过循环泵（2）连接转化贮罐（3），转化贮罐通过药剂管连接有溴单质转化剂罐（4），转化贮罐通过吹脱进液泵（5）连接有吹脱塔（6），吹脱塔通过吹脱管路（7）连接有吸收塔（8），吸收塔上端通过闭环管路（9）、吹脱风机（10）连通吹脱塔的底部，吹脱塔、吸收塔通过输送管路（11）连接溴单质萃取池（12），吹脱塔（6）与吸收塔（8）的底部通过管路连通，此管路上连接有循环泵（13）、吹脱调液泵（14）；利用浓海水提溴闭环吹脱系统的提溴闭环吹脱方法包括：
a．将待生产中的浓海水通入到转化贮罐（3）中进行酸化氧化，溴单质转化剂罐（4）通入溴单质转化剂，使浓海水的含溴范围控制在Br¯：50-350mg/L，加入盐酸和萃取分离后的酸性废水进行浓海水酸化，同时根据浓海水量加氯氧化，
pH值控制在2-5.5，配氯率为100%-150%，浓海水中溴离子氧化生成游离溴，溴转化率为80%-95%；
b．酸化氧化后的浓海水经管道由吹脱进液泵（5）送至吹脱塔（6）的上部，利用高雾化喷头进行雾化喷淋；吹脱塔内部主体构件自上而下设有：除雾器、吹脱塔填料、填料支撑、再分布器，吹脱塔填料、填料支撑与再分布器根据吹脱的气液平衡、气液吹脱比、填料量设置为1-4套，气液平衡根据溴在水中的离解能力、动能消耗、热能消耗，吹脱温度为20℃-40，吹脱的自动温控与吹脱进液泵结合；吹脱气液比根据操作成本及气液比增大导致系统压降增加影响，气液比为100-120:1，游离溴吹出率90%以上；
c．浓海水雾化细粒在吹脱塔填料的区间，经吹脱风机（10）的空气，游离溴加速离解释放，溴素随空气穿过除雾器进入吸收塔（8），吸收塔内部主体构件自上而下为：除雾器、萃取剂雾化喷头、吸收塔填料、填料支撑、再分布器，吸收塔填料、填料支撑与再分布器根据萃取剂喷淋量、溴素溶解速率设为1-3套，萃取剂喷淋量为溴素的1-5倍，除雾器隔离空气中部分夹带的水汽及吹脱中形成的水雾，使溴素带水量明显减少，分离后的浓海水排出塔外，后序制盐；
d．含溴素吹脱空气经吹脱管路（7）进入吸收塔（8）下部，从吸收塔自下而上逆流接触萃取剂的喷淋，溶剂于萃取剂中，溴素在萃取剂中的溶解率达98%以上；
e．吸收塔（8）底部溶解溴素的萃取剂排入溴单质萃取池（12），通过静置、分层、分离，酸性废水以循环泵（13）送至浓海水酸化工艺中循环利用，分离后的萃取液再进行分离、精制，得到高品质的产品溴。
2.根据权利要求1所述的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，其特征在于所述的溴单质萃取池（12）通过管路连接四氯化碳添加罐（15）。
3.根据权利要求1或2所述的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，其特征在于所述的转化贮罐（3）、溴单质转化剂罐（4）、吹脱塔（6）、吸收塔（8）都为玻璃钢制成。
4.根据权利要求1或2所述的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，其特征在于所述的步骤a中浓海水的含溴范围控制在Br¯：100-250mg/L，pH值控制在2.5-4.0，配氯率为110-130%。
5.根据权利要求1或2所述的一种浓海水提溴闭环吹脱系统，其特征在于所述的步骤c中吸收塔填料、填料支撑与再分布器设为1-2套，萃取剂喷淋量为溴素的1.5-3倍。
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