公布日：2022.10.25
申請日：2022.07.05
分類號：C02F1/58(2006.01)I;B01D9/02(2006.01)I;C01F11/22(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括用于使含氟廢水與沉淀劑進行反應(yīng)生成氟化鈣結(jié)晶的流化床結(jié)晶器、用于將流化床結(jié)晶器排出的氟化鈣晶體顆粒與水進行初步分離的瀝水裝置、用于給瀝水后的氟化鈣晶體顆粒進行脫水的脫水機和控制各機構(gòu)運行的控制系統(tǒng)，其方法為先調(diào)節(jié)含氟廢水中氟離子濃度到500ppm以下，沉淀劑中鈣離子濃度到18000ppm，然后含氟廢水和沉淀劑在流化床結(jié)晶器進行反應(yīng)結(jié)晶，氟化鈣晶體顆粒經(jīng)過瀝水和脫水達到含固量95％以上，最終由成品包裝機進行打包，本發(fā)明氟化鈣顆粒增長速度快，顆粒飽滿、整齊，固含率穩(wěn)定在95％以上，提高生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求書
1.一種利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：包括流化床結(jié)晶器(200)、瀝水裝置(510)、脫水機(560)和控制系統(tǒng)，所述流化床結(jié)晶器內(nèi)設(shè)有供含氟廢水與沉淀劑進行反應(yīng)的反應(yīng)室，反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有廢水進液口和沉淀劑進料口，反應(yīng)室下端還設(shè)有晶體排出口(244)，流化床結(jié)晶器下端的晶體排出口通過管道與瀝水裝置的進砂口連通，瀝水裝置能夠?qū)⒎}晶體顆粒與水進行初步分離并排入脫水機中，所述脫水機能夠?qū)Ψ}晶體顆粒進行離心脫水處理，控制系統(tǒng)控制流化床結(jié)晶器、瀝水裝置和脫水機運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：還設(shè)有含氟廢水調(diào)節(jié)池(110)、淘洗水暫存池(520)、含氟廢水輸送泵(120)和淘洗水輸送泵(530)，所述瀝水裝置內(nèi)分離出氟化鈣晶體顆粒的淘洗水能夠排入到淘洗水暫存池內(nèi)，淘洗水暫存池通過管道與含氟廢水調(diào)節(jié)池連通，淘洗水輸送泵能夠?qū)⑻韵此畷捍娉貎?nèi)淘洗水泵入到含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池上還設(shè)有供應(yīng)初始含氟廢水的初始含氟廢水進水口和將調(diào)配好的含氟廢水排出的含氟廢水排出口，所述含氟廢水排出口與流化床結(jié)晶器的廢水進液口連通，含氟廢水輸送泵能夠?qū)⒑鷱U水調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)配好的含氟廢水泵入到流化床結(jié)晶器的反應(yīng)室內(nèi)，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有氟離子濃度檢測裝置，氟離子濃度檢測裝置能夠檢測含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水中氟離子濃度，氟離子濃度檢測裝置與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制含氟廢水輸送泵和淘洗水輸送泵啟停工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：所述含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)還設(shè)有有攪拌器、第一PH值監(jiān)測裝置和第一液位計，所述攪拌器能夠?qū)鷱U水調(diào)節(jié)池內(nèi)的含氟廢水進行攪拌，第一PH值監(jiān)測裝置和第一液位計分別與控制系統(tǒng)電性連接通信，還設(shè)有第一PH值調(diào)節(jié)劑供料倉和第一PH供料泵，所述第一PH值調(diào)節(jié)劑供料倉與含氟廢水調(diào)節(jié)池通過管路連通，第一PH供料泵能夠給含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)泵入PH值調(diào)節(jié)劑，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池的初始含氟廢水進水口上還設(shè)有進水閥，控制系統(tǒng)控制第一PH供料泵和進水閥啟停動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：所述瀝水裝置為砂水分離器或旋流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：還設(shè)有沉淀劑稀釋桶(130)和沉淀劑加藥泵(140)，所述沉淀劑稀釋桶側(cè)壁上設(shè)有沉淀劑溶液進料口和沉淀劑溶液出料口，沉淀劑和水分別能夠經(jīng)沉淀劑溶液進料口進入沉淀劑稀釋桶內(nèi)，所述沉淀劑稀釋桶內(nèi)設(shè)有沉淀劑攪拌器和鈣離子濃度檢測裝置，沉淀劑攪拌器能夠?qū)Τ恋韯┫♂屚皟?nèi)沉淀劑溶液進行攪拌，鈣離子濃度檢測裝置能夠檢測沉淀劑稀釋桶內(nèi)鈣離子濃度，鈣離子濃度檢測裝置與控制系統(tǒng)電性連接通信，沉淀劑溶液出料口通過管道與流化床結(jié)晶器的沉淀劑進料口連通，沉淀劑加藥泵能夠?qū)⒊恋韯┫♂屚皟?nèi)的沉淀劑溶液泵入到流化床結(jié)晶器內(nèi)，控制系統(tǒng)能夠控制沉淀劑和水的投加量和沉淀劑加藥泵啟停供料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：還設(shè)有緩沖料倉(540)和螺旋給料機(550)，所述瀝水裝置的排砂口與緩沖料倉進料口正對連通，緩沖料倉底部與螺旋給料機進料口連通，螺旋給料機排料口與脫水機進料口連通，所述緩沖料倉內(nèi)設(shè)有阻旋料位計，所述阻旋料位計能夠感應(yīng)緩沖料倉內(nèi)經(jīng)過初級脫水的氟化鈣顆粒的料位高度，阻旋料位計與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制螺旋給料機啟停工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：還設(shè)有堆料輸送機構(gòu)(570)和成品包裝機(580)，所述堆料輸送機構(gòu)進料端與脫水機出料端連通，堆料輸送機構(gòu)出料端與成品包裝機進料口連通，所述堆料輸送機構(gòu)能夠?qū)⒔?jīng)過脫水機脫水的氟化鈣顆粒送入到成品包裝機內(nèi)，成品包裝機能夠?qū)⒎}顆粒進行定量包裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：所述流化床結(jié)晶器包括主反應(yīng)腔(210)、回流水分配腔(240)、沉淀劑分布管(230)、含氟廢水分布管(220)和回流泵(310)，所述主反應(yīng)腔和回流水分配腔自上而下連通設(shè)置，所述廢水進液口和沉淀劑進料口分別位于主反應(yīng)腔側(cè)壁上，主反應(yīng)腔上端還設(shè)有排水口(214)和回流水出水口(213)，若干沿豎直方向延伸的含氟廢水分布管固定安裝于主反應(yīng)腔內(nèi)，各根含氟廢水分布管分別通過管道與廢水進液口連通，含氟廢水分布管下端與回流水分配腔連通，含氟廢水分布管側(cè)壁上沿豎直方向間隔的設(shè)有若干布水孔，沿豎直方向延伸的沉淀劑分布管固定安裝于主反應(yīng)腔內(nèi)，沉淀劑分布管上設(shè)有與含氟廢水分布管上布水孔對應(yīng)的布藥孔，所述回流水分配腔呈上端內(nèi)徑大于下端內(nèi)徑的圓錐臺形結(jié)構(gòu)，晶體排出口位于回流水分配腔下端，回流水分配腔圓周方向的側(cè)壁為具有中空內(nèi)腔的雙層結(jié)構(gòu)，回流水分配腔圓周方向內(nèi)層側(cè)壁上形成有與回流水分配腔內(nèi)部空間連通的回流水分布器(243)，回流水分配腔圓周方向外層側(cè)壁上形成與中空內(nèi)腔(242)連通的回流水進水口，所述回流水進水口的進水方向與回流水分配腔體側(cè)壁水平相切，回流水進水口(241)通過管道與位于主反應(yīng)腔上端的回流水出水口連通，回流泵將回流水出水口排出的生化處理水泵入到回流水分配腔側(cè)壁的中空內(nèi)腔中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，其特征在于：所述在流化床結(jié)晶器的晶體排出口上固定安裝有壓力變送器和控制閥，所述壓力變送器能夠感應(yīng)位于晶體排出口的氟化鈣顆粒對其產(chǎn)生的壓力，壓邊變動器與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制晶體排出口上控制閥打開實現(xiàn)氟化鈣顆粒排出。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1 9中任意一項所述的利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)的含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的方法，其特征在于：具體步驟如下：步驟一：含氟廢水在含氟廢水調(diào)節(jié)池中進行氟離子濃度調(diào)節(jié)，將氟離子濃度控制在500ppm以下，并將沉淀劑在沉淀劑稀釋桶中進行稀釋形成沉淀劑溶液，控制沉淀劑溶液中的鈣離子濃度稀釋到18000ppm；步驟二：將含氟廢水調(diào)節(jié)池中調(diào)配好的含氟廢水以及沉淀劑稀釋桶中稀釋好的沉淀劑溶液分別泵入流化床結(jié)晶器中，含氟廢水中的氟離子與沉淀劑中的鈣離子在流化床結(jié)晶器的主反應(yīng)區(qū)進行反應(yīng)生產(chǎn)氟化鈣；步驟三：氟化鈣在流化床結(jié)晶器內(nèi)的初始晶種上進行結(jié)晶，氟化鈣顆粒達到要求后由流化床結(jié)晶器的晶體排出口排出；步驟四：氟化鈣顆粒與水形成的混合物進入到瀝水裝置中，瀝水裝置對氟化鈣顆粒完成初級脫水和清洗后，將氟化鈣顆粒堆放在緩沖料倉內(nèi)；步驟五：緩沖料倉內(nèi)的氟化鈣顆粒通過離心給料螺旋機構(gòu)送入到離心脫水機中進行二級脫水處理；步驟六：離心脫水機對氟化鈣顆粒完成二級脫水后，將氟化鈣顆粒含固量控制在穩(wěn)定的95％以上，經(jīng)過二級脫水后的氟化鈣顆粒通過堆料輸送機構(gòu)輸送到成品包裝機內(nèi)完成打包。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)及方法，采用該利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)能夠生產(chǎn)出含水率低且穩(wěn)定的氟化鈣顆粒。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種利用含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的系統(tǒng)，包括流化床結(jié)晶器、瀝水裝置、脫水機和控制系統(tǒng)，所述流化床結(jié)晶器內(nèi)設(shè)有供含氟廢水與沉淀劑進行反應(yīng)的反應(yīng)室，反應(yīng)室側(cè)壁上設(shè)有廢水進液口和沉淀劑進料口，反應(yīng)室下端還設(shè)有晶體排出口，流化床結(jié)晶器下端的晶體排出口通過管道與瀝水裝置的進砂口連通，瀝水裝置能夠?qū)⒎}晶體顆粒與水進行初步分離并排入脫水機中，所述脫水機能夠?qū)Ψ}晶體顆粒進行離心脫水處理，控制系統(tǒng)控制流化床結(jié)晶器、瀝水裝置和脫水機運行。
作為本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有含氟廢水調(diào)節(jié)池、淘洗水暫存池、含氟廢水輸送泵和淘洗水輸送泵，所述瀝水裝置內(nèi)分離出氟化鈣晶體顆粒的淘洗水能夠排入到淘洗水暫存池內(nèi)，淘洗水暫存池通過管道與含氟廢水調(diào)節(jié)池連通，淘洗水輸送泵能夠?qū)⑻韵此畷捍娉貎?nèi)淘洗水泵入到含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池上還設(shè)有供應(yīng)初始含氟廢水的初始含氟廢水進水口和將調(diào)配好的含氟廢水排出的含氟廢水排出口，所述含氟廢水排出口與流化床結(jié)晶器的廢水進液口連通，含氟廢水輸送泵能夠?qū)⒑鷱U水調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)配好的含氟廢水泵入到流化床結(jié)晶器的反應(yīng)室內(nèi)，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有氟離子濃度檢測裝置，氟離子濃度檢測裝置能夠檢測含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水中氟離子濃度，氟離子濃度檢測裝置與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制含氟廢水輸送泵和淘洗水輸送泵啟停工作。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)還設(shè)有有攪拌器、第一PH值監(jiān)測裝置和第一液位計，所述攪拌器能夠?qū)鷱U水調(diào)節(jié)池內(nèi)的含氟廢水進行攪拌，第一PH值監(jiān)測裝置和第一液位計分別與控制系統(tǒng)電性連接通信，還設(shè)有第一PH值調(diào)節(jié)劑供料倉和第一PH供料泵，所述第一PH值調(diào)節(jié)劑供料倉與含氟廢水調(diào)節(jié)池通過管路連通，第一PH供料泵能夠給含氟廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)泵入PH值調(diào)節(jié)劑，所述含氟廢水調(diào)節(jié)池的初始含氟廢水進水口上還設(shè)有進水閥，控制系統(tǒng)控制第一PH供料泵和進水閥啟停動作。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述瀝水裝置為砂水分離器或旋流器。
作為本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有沉淀劑稀釋桶和沉淀劑加藥泵，所述沉淀劑稀釋桶側(cè)壁上設(shè)有沉淀劑溶液進料口和沉淀劑溶液出料口，沉淀劑和水分別能夠經(jīng)沉淀劑溶液進料口進入沉淀劑稀釋桶內(nèi)，所述沉淀劑稀釋桶內(nèi)設(shè)有沉淀劑攪拌器和鈣離子濃度檢測裝置，沉淀劑攪拌器能夠?qū)Τ恋韯┫♂屚皟?nèi)沉淀劑溶液進行攪拌，鈣離子濃度檢測裝置能夠檢測沉淀劑稀釋桶內(nèi)鈣離子濃度，鈣離子濃度檢測裝置與控制系統(tǒng)電性連接通信，沉淀劑溶液出料口通過管道與流化床結(jié)晶器的沉淀劑進料口連通，沉淀劑加藥泵能夠?qū)⒊恋韯┫♂屚皟?nèi)的沉淀劑溶液泵入到流化床結(jié)晶器內(nèi)，控制系統(tǒng)能夠控制沉淀劑和水的投加量和沉淀劑加藥泵啟停供料。
作為本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有緩沖料倉和螺旋給料機，所述瀝水裝置的排砂口與緩沖料倉進料口正對連通，緩沖料倉底部與螺旋給料機進料口連通，螺旋給料機排料口與脫水機進料口連通，所述緩沖料倉內(nèi)設(shè)有阻旋料位計，所述阻旋料位計能夠感應(yīng)緩沖料倉內(nèi)經(jīng)過初級脫水的氟化鈣顆粒的料位高度，阻旋料位計與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制螺旋給料機啟停工作。
作為本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有堆料輸送機構(gòu)和成品包裝機，所述堆料輸送機構(gòu)進料端與脫水機出料端連通，堆料輸送機構(gòu)出料端與成品包裝機進料口連通，所述堆料輸送機構(gòu)能夠?qū)⒔?jīng)過脫水機脫水的氟化鈣顆粒送入到成品包裝機內(nèi)，成品包裝機能夠?qū)⒎}顆粒進行定量包裝。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述流化床結(jié)晶器包括主反應(yīng)腔、回流水分配腔、沉淀劑分布管、含氟廢水分布管和回流泵，所述主反應(yīng)腔和回流水分配腔自上而下連通設(shè)置，所述廢水進液口和沉淀劑進料口分別位于主反應(yīng)腔側(cè)壁上，主反應(yīng)腔上端還設(shè)有排水口和回流水出水口，若干沿豎直方向延伸的含氟廢水分布管固定安裝于主反應(yīng)腔內(nèi)，各根含氟廢水分布管分別通過管道與廢水進液口連通，含氟廢水分布管下端與回流水分配腔連通，含氟廢水分布管側(cè)壁上沿豎直方向間隔的設(shè)有若干布水孔，沿豎直方向延伸的沉淀劑分布管固定安裝于主反應(yīng)腔內(nèi)，沉淀劑分布管上設(shè)有與含氟廢水分布管上布水孔對應(yīng)的布藥孔，所述回流水分配腔呈上端內(nèi)徑大于下端內(nèi)徑的圓錐臺形結(jié)構(gòu)，晶體排出口位于回流水分配腔下端，回流水分配腔圓周方向的側(cè)壁為具有中空內(nèi)腔的雙層結(jié)構(gòu)，回流水分配腔圓周方向內(nèi)層側(cè)壁上形成有與回流水分配腔內(nèi)部空間連通的回流水分布器，回流水分配腔圓周方向外層側(cè)壁上形成與中空內(nèi)腔連通的回流水進水口，所述回流水進水口的進水方向與回流水分配腔體側(cè)壁水平相切，回流水進水口通過管道與位于主反應(yīng)腔上端的回流水出水口連通，回流泵將回流水出水口排出的生化處理水泵入到回流水分配腔側(cè)壁的中空內(nèi)腔中。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述在流化床結(jié)晶器的晶體排出口上固定安裝有壓力變送器和控制閥，所述壓力變送器能夠感應(yīng)位于晶體排出口的氟化鈣顆粒對其產(chǎn)生的壓力，壓邊變動器與控制系統(tǒng)電性連接通信，控制系統(tǒng)控制晶體排出口上控制閥打開實現(xiàn)氟化鈣顆粒排出。
一種含氟廢水生產(chǎn)氟化鈣顆粒的方法，具體步驟如下：
步驟一：含氟廢水在含氟廢水調(diào)節(jié)池中進行氟離子濃度調(diào)節(jié)，將氟離子濃度控制在500ppm以下，并將沉淀劑在沉淀劑稀釋桶中進行稀釋形成沉淀劑溶液，控制沉淀劑溶液中的鈣離子濃度稀釋到18000ppm；
步驟二：將含氟廢水調(diào)節(jié)池中調(diào)配好的含氟廢水以及沉淀劑稀釋桶中稀釋好的沉淀劑溶液分別泵入流化床結(jié)晶器中，含氟廢水中的氟離子與沉淀劑中的鈣離子在流化床結(jié)晶器的主反應(yīng)區(qū)進行反應(yīng)生產(chǎn)氟化鈣；
步驟三：氟化鈣在流化床結(jié)晶器內(nèi)的初始晶種上進行結(jié)晶，氟化鈣顆粒達到要求后由流化床結(jié)晶器的晶體排出口排出；
步驟四：氟化鈣顆粒與水形成的混合物進入到瀝水裝置中，瀝水裝置對氟化鈣顆粒完成初級脫水和清洗后，將氟化鈣顆粒堆放在緩沖料倉內(nèi)；
步驟五：緩沖料倉內(nèi)的氟化鈣顆粒通過離心給料螺旋機構(gòu)送入到離心脫水機中進行二級脫水處理；
步驟六：離心脫水機對氟化鈣顆粒完成二級脫水后，將氟化鈣顆粒含固量控制在穩(wěn)定的95％以上，經(jīng)過二級脫水后的氟化鈣顆粒通過堆料輸送機構(gòu)輸送到成品包裝機內(nèi)完成打包。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的流化床結(jié)晶器通過設(shè)置側(cè)壁為中空腔體的圓錐臺形回流水分配腔，使回流水切向進入，預(yù)先進行固液分離，降低回流水中的微小顆粒，減少新反應(yīng)生成的氟化鈣在微小顆粒上的生長，從而加速氟化鈣顆粒增長速度；流化床結(jié)晶器排出晶體的控制條件可根據(jù)底部的壓力變送器指示判定，防止氟化鈣顆粒沒有長大就排出；通過瀝水裝置和脫水機進行兩級脫水，初級脫水處理量大，二級脫水使用離心脫水機，使產(chǎn)品含水率大幅低且穩(wěn)定，實現(xiàn)了高效、穩(wěn)定的脫水處理，最終獲得固含率穩(wěn)定在95％以上的氟化鈣顆粒；本發(fā)明還設(shè)置緩沖料倉，連接兩端各不同的作業(yè)制度和設(shè)備處理量，有效減少設(shè)備投資，降低設(shè)備投入成本，提高生產(chǎn)效率。
（發(fā)明人：王自超;王磊;李國玉;湯雨林;黃朋飛;裴浩）
