一种离子诱导调控工业循环水处理方法及装置制造方法及图纸

一种离子诱导调控工业循环水处理的装置及方法，涉及水处理技术领域，加药系统通过管道连接离子诱导调控反应器下部的药剂分布器，原水罐通过管道连接离子诱导调控反应器下部的水分布器；所述的离子诱导调控反应器上部设置有出水口，顶部设置有排气口，用以排放残余的CO

【技术实现步骤摘要】
一种离子诱导调控工业循环水处理方法及装置
本专利技术涉及水处理
，具体是涉及一种离子诱导调控工业循环水处理方法及装置。
技术介绍
大型冶金、石化和化工生产运行过程中，需要大量使用工业循环水来交换生产过程中产生的热量，以保证生产的正常运行。工业循环水中存在一定量的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子，在运行过程中会对设备管道造成较大的结垢、腐蚀等危害，为了防止和减少循环水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子对生产设备造成的危害，传统方法是在循环水中加入足量的防垢剂和缓蚀剂，该方法在循环水使用过程中，起到一定的防垢和缓蚀作用，但也存在着很大的缺陷，一是需要加入大量的药剂，造成浪费和运行成本增加，另一方面由于循环水运行过程中水的蒸发损失，会使循环水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子不断富集，浓度增高，需要排出大量的浓盐废水并不断补充新鲜水用来保证生产正常运行，造成水资源的极大浪费，同时浓盐水的排放也对后续的高盐废水处理造成压力。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点，本专利技术提出了一种节能高效、运行成本低的工业循环水软化处理技术，利用离子诱导催化剂，将水中金属离子富集结晶并排出，以保证工业循环水正常运行，防止水中有害离子对装置和管道的危害，节约水资源，减少排放，降低运行成本，提高经济效益，为企业生态保护和高质量发展提供技术支撑。本专利技术提供一种离子诱导调控工业循环水处理的装置，加药系统A（16）和加药系统B（17）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的药剂分布器（7），原水罐（15）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的水分布器（10）；所述的原水罐（15）和水分布器（10）之间的管道上还设置有水力超重力混合器（1）和压力表（12），烟道气进口（14）通过管道连接水力超重力混合器（1），烟道气进口（14）和水力超重力混合器（1）之间的管道上还设置有离子诱导催化剂加料罐（13）；所述的离子诱导调控反应器（3）上部设置有出水口（8），顶部设置有排气口（2），用以排放残余的CO2气体，底部设置有结晶出口（11）。所述的离子诱导调控反应器（3）内部还设置有滤板（4）和水流导向板（5），滤板（4）为布满孔洞的平板，边缘固定连接离子诱导调控反应器（3），水流导向板（5）上设置有多个圆孔（501），圆孔上方设置有倾斜的弧形导向片（502），水流导向板（5）的边缘固定连接离子诱导调控反应器（3），水流导向板（5）使自下而上流经的水成漩涡状流出；所述的滤板（4）和水流导向板（5）将离子诱导调控反应器（3）的内部空间分为上、中、下三部分，上部为沉降段，中部为旋流段，下部为离子诱导催化剂床层（6），离子诱导催化剂床层（6）位于药剂分布器（7）的上方。一种利用离子诱导调控工业循环水处理装置进行水处理的方法，首先，在加入原水和CO2气体之前，加入离子诱导催化剂至离子诱导调控反应器（3），离子诱导催化剂处于离子诱导催化剂床层（6）的空间内；待处理的原水在离心泵的作用下进入水力超重力混合器（1），同时经过处理的含有CO2的烟道气经水力超重力混合器（1）形成的负压吸入，CO2气体与原水经水力超重力混合器（1）强化混合后，一并进入离子诱导调控反应器（3）；混有CO2气体的原水经水分布器（10）将水均匀分布并平推向上流动通过离子诱导催化剂床层（6），通过加药系统B（17）调节系统PH值，并根据水中As3-含量及去除要求，通过加药系统A（16）加入含Fe3+溶液；进入系统的CO2在离子诱导催化剂的作用下发生反应，使水中的金属离子生成水不溶性沉淀附着在催化剂的内孔和表面并逐渐长大为致密坚硬的球形颗粒，颗粒生长到一定程度，在水力扰动下，大颗粒下沉到反应器的底部经结晶出口（11）排出，经处理后的水经离子诱导调控反应器的上部旋流段和沉降段进一步富集未被捕捉的水不溶物，经上部出水口（8）流出。所述的加药系统B（17）中装有无机碱，无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂，加入的无机碱用来调节体系的pH值。所述的加药系统A（16）用来加入低含量的含Fe3+溶液参与水中As3-的去除，加入量根据水中As3-含量确定，没有要求去除或者As3-含量极低时无需加入。所述的金属离子包括Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+。离子诱导调控反应过程如下：Ca2++CO2+2OH-→CaCO3↓+H2OMg2++2OH-→Mg(OH)2↓Mn2++2OH-→Mn(OH)2↓Fe3++As3++OH-→Fe-As↓共沉淀物(极难溶于水)所述的加入原水的流量为1-500t/h，含有CO2的烟道气吸入流量50-2500m3/h，系统的pH值控制在7.5-11.5，催化剂粒径D50100-800μm，比表面积1000-3000m2/g，密度1-3.5g/cm3。经过排出的离子诱导调控催化剂球形颗粒内孔及表面包裹一层水处理形成的水不溶物经酸溶去除，催化剂经过活化，重新装回离子诱导调控反应器床层投入循环使用。本专利技术的有益效果在于：通过离子诱导催化剂，将水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+离子富集到催化剂表面，在催化剂表面上与加入系统的OH-和CO2反应生成水不溶性沉淀附着在催化剂内孔和表面，并不断长大形成球形颗粒而排出系统外，从而去除水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+，使循环水得到净化，提高循环水蒸发倍率，减少水中有害离子对循环系统的结垢和腐蚀危害。该方法省去了过滤步骤,仅采用排出球形结晶的方法即可将系统中的沉淀排出；本方法还利用锅炉烟道气中的净化CO2作为系统的CO32-来源，一方面节省了大量成本，另一方面可以大幅较少温室气体排放，实现了生态保护和高质量发展。通过离子诱导调控处理方法和装置，使水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3-等结垢性和腐蚀性有害离子得到去除，增加了循环水的蒸发倍率，节约水资源，减少浓水排放和环境污染，减少设备结垢和腐蚀，提高经济效益。经上部水出口流出的水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+得到有效去除，Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3-去除率达到75%以上。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术水流导向板结构示意图；图3为水力超重力混合器结构示意图；图4为图3的AA视图；图中：1、水力超重力混合器，2、排气口，3、离子诱导调控反应器，4、滤板，5、水流导向板，6、离子诱导催化剂床层，7、药剂分布器，8、出水口，9、pH测控口，10、水分布器，11、结晶出口，12、压力表，13、离子诱导催化剂加料罐，14、烟道气进口，15、原水罐，16、加药系统A，17、加药系统B；1-1、进水口，1-22、轴，1-3、外壳，1-4、叶轮，1-5、进气口，1-6、不锈钢规整填料，1-7、固定杆，1-8、喉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子诱导调控工业循环水处理的装置，其特征在于，加药系统A（16）和加药系统B（17）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的药剂分布器（7），原水罐（15）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的水分布器（10）；/n所述的原水罐（15）和水分布器（10）之间的管道上还设置有水力超重力混合器（1）和压力表（12），烟道气进口（14）通过管道连接水力超重力混合器（1），烟道气进口（14）和水力超重力混合器（1）之间的管道上还设置有离子诱导催化剂加料罐（13）；/n所述的离子诱导调控反应器（3）上部设置有出水口（8），顶部设置有排气口（2），用以排放残余的CO

【技术特征摘要】
1.一种离子诱导调控工业循环水处理的装置，其特征在于，加药系统A（16）和加药系统B（17）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的药剂分布器（7），原水罐（15）通过管道连接离子诱导调控反应器（3）下部的水分布器（10）；
所述的原水罐（15）和水分布器（10）之间的管道上还设置有水力超重力混合器（1）和压力表（12），烟道气进口（14）通过管道连接水力超重力混合器（1），烟道气进口（14）和水力超重力混合器（1）之间的管道上还设置有离子诱导催化剂加料罐（13）；
所述的离子诱导调控反应器（3）上部设置有出水口（8），顶部设置有排气口（2），用以排放残余的CO2气体，底部设置有结晶出口（11）。


2.根据权利要求1所述的一种离子诱导调控工业循环水处理的装置，其特征在于，离子诱导调控反应器（3）内部还设置有滤板（4）和水流导向板（5），滤板（4）为布满孔洞的平板，边缘固定连接离子诱导调控反应器（3），水流导向板（5）上设置有多个圆孔（501），圆孔上方设置有倾斜的弧形导向片（502），水流导向板（5）的边缘固定连接离子诱导调控反应器（3），水流导向板（5）使自下而上流经的水成漩涡状流出；
所述的滤板（4）和水流导向板（5）将离子诱导调控反应器（3）的内部空间分为上、中、下三部分，上部为沉降段，中部为旋流段，下部为离子诱导催化剂床层（6），离子诱导催化剂床层（6）位于药剂分布器（7）的上方。


3.一种利用离子诱导调控工业循环水处理装置进行水处理的方法，利用权利要求2所述的装置进行，其特征在于，首先，在加入原水和CO2气体之前，加入离子诱导催化剂至离子诱导调控反应器（3），离子诱导催化剂处于离子诱导催化剂床层（6）的空间内；
待处理的原水在离心泵的作用下进入水力超重力混合器（1），同时经过处理的含有CO2的烟道气经水力超重力混合器（1）形成的负压吸入，CO2气体与原水经水力超重力混合器（1）强化混...

【专利技术属性】
技术研发人员：成兰兴，管素敏，赵增兵，刘利民，郭慧君，赵怡丽，徐爱春，杨舒程，罗岗，陈波，张冰，冯胜跃，陈蕾，袁琳，祝捷，陈天天，郭歌，李磊，武臻，
申请(专利权)人：河南省化工研究所有限责任公司，河南海天环境科技有限公司，河南省科学院，
类型：发明
国别省市：河南;41