本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合硫酸鐵連續(xù)生產(chǎn)的工藝。

背景技術(shù)：

目前聚合硫酸鐵生產(chǎn)采用直接氧化或催化氧化的單元式反應(yīng)工藝，將硫酸亞鐵和硫酸按照一定比例配制好的料液泵入反應(yīng)釜中，開(kāi)啟反應(yīng)釜的循環(huán)裝置后加入催化劑no2，并通入氧氣進(jìn)行反應(yīng)，直至完全氧化。在有催化劑參與反應(yīng)的情況下，氧化時(shí)間約為60min~150min，沒(méi)有催化劑參與反應(yīng)的情況下，氧化時(shí)間約為8h~12h，催化劑no2完成反應(yīng)后，通過(guò)環(huán)保處理后進(jìn)入空氣中。

但是單元式反應(yīng)工藝存在著反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低（單套設(shè)備產(chǎn)能為10噸/小時(shí)）、產(chǎn)品能耗高、設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高溫高壓強(qiáng)酸性條件下運(yùn)行容易損壞，單位產(chǎn)能的設(shè)備投資高，如果催化劑環(huán)保處理不力還可能造成大氣污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、操作人員少、催化劑可循環(huán)使用的連續(xù)生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種聚合硫酸鐵連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，所述的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)包括有溶解池、氣液混合器、氣液分離器、成品池和氣體收集裝置，

溶解池，所述的溶解池用于溶解反應(yīng)原料，所述的溶解池上連接有將溶解后的混合溶液抽取至氣液混合器內(nèi)的混合溶液管道；

氣液混合器，所述的氣液混合器將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，所述的氣液混合器底部連通有催化劑添加裝置，所述的氣液混合器還連接有用于將反應(yīng)物移送至氣液分離器內(nèi)的反應(yīng)物移送管道；

氣液分離器，用于進(jìn)行氣液分離，所述的氣液分離器頂部連接有用于將混合氣體輸送至氣體收集裝置的混合氣體管道，所述的氣液分離器底部設(shè)有將反應(yīng)液體移送至成品池的液體管道；

成品池，所述的成品池用于放置反應(yīng)液體；

氣體收集裝置，用于收集和氧化氣體，所述的氣體收集裝置上連接用于通入氧氣的氧氣管道，以及將氧化后的氣體回送至氣液混合器內(nèi)的氣體循環(huán)管道。

進(jìn)一步的，所述的溶解池內(nèi)還設(shè)有攪拌器。

進(jìn)一步的，所述的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)還包括有稀硫酸儲(chǔ)槽，所述的稀硫酸儲(chǔ)槽上連接有稀硫酸管道，所述的稀硫酸儲(chǔ)槽和溶解池通過(guò)稀硫酸管道連通，所述的稀硫酸管道上設(shè)有用于抽取稀硫酸的稀硫酸控制泵。

進(jìn)一步的，所述的液體管道上還連接有和所述的溶解池相連通的液體回流管，所述的液體回流管上設(shè)有控制液體回流的第一液體控制閥。

進(jìn)一步的，其特征在于，所述的氣體收集裝置包括有氣體混合器、氣體緩沖罐和氣體存儲(chǔ)罐；所述的氣體混合器連通所述的氧氣管道，所述的氣體混合器一側(cè)通過(guò)所述的混合氣體管道和所述的氣液分離器相通，所述的氧氣管道靠近所述的混合氣體管道，所述的氣體混合器另一側(cè)設(shè)有用于和所述的氣體緩沖罐相通的第一no2氣體管道；所述的氣體緩沖罐上設(shè)有用于和所述的氣體存儲(chǔ)罐相通的第二no2氣體管道，所述的第二no2氣體管道上設(shè)有用于壓縮氣體的壓縮泵；所述的氣體存儲(chǔ)罐頂部設(shè)有和所述的氣液混合器相通的no2氣體循環(huán)管道。

進(jìn)一步的，所述的混合溶液管道上設(shè)有用于抽取所述的混合溶液至氣液混合器內(nèi)的混合溶液抽取泵。

進(jìn)一步的，所述的液體管道上設(shè)有用于控制液體流動(dòng)的第二液體控制閥。

進(jìn)一步的，所述的氣體緩沖罐上設(shè)有和外界相通的緩沖罐控制閥。

一種聚合硫酸鐵連續(xù)生產(chǎn)方法，所述的方法包括如下的步驟：

第一步：將七水硫酸亞鐵投入到溶解池內(nèi)，從稀硫酸儲(chǔ)槽抽取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%-28%的稀硫酸到溶解池內(nèi)，同時(shí)開(kāi)啟攪拌裝置，緩慢通入蒸汽，將溫度升高到60~65℃，在溶解池內(nèi)形成過(guò)飽和的硫酸亞鐵溶液；

第二步：從溶解池內(nèi)抽取過(guò)飽和的硫酸亞鐵溶液至氣液混合器中，通過(guò)催化劑添加裝置通入催化劑no2進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸鐵溶液，同時(shí)部分no2轉(zhuǎn)化為no；

第三步：反應(yīng)后的硫酸鐵溶液和混合氣體進(jìn)入氣液分離器，混合氣體自混合氣體出口進(jìn)入氣體混合器，所述的硫酸鐵溶液自液體出口進(jìn)入成品池；

第四步：向氣體混合器通入氧氣，將混合氣體中的no轉(zhuǎn)化為no2，轉(zhuǎn)化后的氣體進(jìn)入氣體緩沖罐，再經(jīng)過(guò)壓縮泵壓縮后進(jìn)入氣體存儲(chǔ)罐，氣液混合器從氣體存儲(chǔ)罐獲取no2。

進(jìn)一步的，所述的方法還包括如下步驟：未反應(yīng)完全的硫酸亞鐵溶液和硫酸鐵溶液通過(guò)液體回流管進(jìn)入溶解池內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果在于，催化劑在本系統(tǒng)中循環(huán)使用，氧化效率高，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)量高（單套設(shè)備產(chǎn)能為30噸/小時(shí)）；單套設(shè)備產(chǎn)能大，操作人員少，生產(chǎn)穩(wěn)定；無(wú)需反應(yīng)后的氣體處理裝置，設(shè)備占地面積小，維修方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝圖。

具體實(shí)施例

實(shí)施例1

請(qǐng)參照?qǐng)D1，一種聚合硫酸鐵連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，所述的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)包括有溶解池（1）、氣液混合器（2）、氣液分離器（3）、成品池（4）和氣體收集裝置，

溶解池（1），用于溶解反應(yīng)原料，反應(yīng)原料為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%-28%溶解的過(guò)飽和七水硫酸亞鐵溶液，所述的溶解池（1）上連接有將過(guò)飽和七水硫酸亞鐵溶液抽取至氣液混合器（2）內(nèi)的混合溶液管道（11）；所述的混合溶液管道（11）上設(shè)有用于抽取所述的過(guò)飽和七水硫酸亞鐵溶液至氣液混合器（2）內(nèi)的混合溶液抽取泵；所述的溶解池（1）內(nèi)還設(shè)有攪拌器，攪拌器開(kāi)啟有利用七水硫酸亞鐵的溶解；

所述的氣液混合器（2）底部連通有催化劑添加裝置，所述的催化劑添加裝置用于從氣液混合器底部向氣液混合器（2）內(nèi)供催化劑no2氣體，所述的氣液混合器（2）還連接有用于將反應(yīng)物移送至氣液分離器（3）內(nèi)的反應(yīng)物移送管道（21）；過(guò)飽和七水硫酸亞鐵溶液中的亞鐵離子在催化劑no2氣體的作用下，轉(zhuǎn)化為鐵離子，而no2氣體則部分的轉(zhuǎn)為no。

所述的氣液分離器（3）頂部連接有用于將混合氣體輸送至氣體收集裝置的混合氣體管道（31），所述的氣液分離器（3）底部設(shè)有將鐵離子溶液（硫酸鐵和硫酸的混合）移送至成品池（4）的液體管道（32）。

所述的成品池（4）用于放置鐵離子溶液（聚合硫酸鐵半成品）；

所述的氣體收集裝置包括有氣體混合器（5）、氣體緩沖罐（6）和氣體存儲(chǔ)罐（7）；所述的氣體混合器（5）連通所述的氧氣管道（51），所述的氣體混合器（5）一側(cè)通過(guò)所述的混合氣體管道（31）和所述的氣液分離器（3）相通，所述的氧氣管道（51）靠近所述的混合氣體管道（31），確保no2和no的混合氣體從混合氣體管道（31）出來(lái)后即和氧氣接觸，將no氣體氧化為no2，所述的氣體混合器（5）另一側(cè)設(shè)有用于和所述的氣體緩沖罐（6）相通的第一氣體管道（52）；所述的氣體緩沖罐（6）上設(shè)有用于和所述的氣體存儲(chǔ)罐（7）相通的第二no2氣體管道（61），所述的第二no2氣體管道（61）上設(shè)有用于壓縮氣體的壓縮泵（62）；所述的氣體存儲(chǔ)罐（7）頂部設(shè)有和所述的氣液混合器（2）相通的no2氣體循環(huán)管道（71），氧化的no2氣體經(jīng)氣體循環(huán)管道（71）重新回到氣液混合器（2）內(nèi)作為催化劑參與反應(yīng)。

除此之外，所述的連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)還包括有稀硫酸儲(chǔ)槽（8），所述的稀硫酸儲(chǔ)槽（8）上連接有稀硫酸管道（81），所述的稀硫酸儲(chǔ)槽（8）和溶解池（1）通過(guò)稀硫酸管道（81）連通，所述的稀硫酸管道（81）上設(shè)有用于抽取稀硫酸的稀硫酸控制泵（82），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)添加稀硫酸溶液。

所述的液體管道（32）上還連接有和所述的溶解池（1）相連通的液體回流管（12），所述的液體回流管（12）上設(shè)有控制液體回流的第一液體控制閥，如果反應(yīng)不徹底或者有其他情況需要重新開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，開(kāi)啟該第一液體控制閥，使得反應(yīng)后的液體進(jìn)入溶解池（1）重新開(kāi)始。

所述的液體管道（32）上設(shè)有用于控制液體流動(dòng)的第二液體控制閥，該第二液體控制閥位于氣液分離器（3）和液體回流管（12）之間。

所述的氣體緩沖罐（6）上設(shè)有和外界相通的緩沖罐控制閥，同樣的，氣體存儲(chǔ)罐（7）上也設(shè)有存儲(chǔ)罐控制閥，開(kāi)啟緩沖罐控制閥和存儲(chǔ)罐控制閥，使得氣體緩沖罐（6）和氣體存儲(chǔ)罐（7）和外界的其他裝置相通，緊急情況下實(shí)現(xiàn)解壓或者其他處理。

實(shí)施例2

一種聚合硫酸鐵連續(xù)生產(chǎn)方法，所述的方法包括如下的步驟：

第一步：將七水硫酸亞鐵投入到溶解池（1）內(nèi)，從稀硫酸儲(chǔ)槽（8）抽取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%-28%的稀硫酸到溶解池（1）內(nèi)，同時(shí)開(kāi)啟攪拌裝置，緩慢通入蒸汽，將溫度升高到60~65℃，加熱溶解，在溶解池（1）內(nèi)形成均勻分散的過(guò)飽和的硫酸亞鐵溶液；

第二步：從溶解池（1）內(nèi)抽取過(guò)飽和的硫酸亞鐵溶液至氣液混合器（2）中，通過(guò)催化劑添加裝置通入催化劑no2進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸鐵溶液，同時(shí)部分no2轉(zhuǎn)化為no；

第三步：反應(yīng)后的硫酸鐵溶液和混合氣體進(jìn)入氣液分離器（3），混合氣體通過(guò)混合氣體管道（31）進(jìn)入氣體混合器（5），所述的硫酸鐵溶液自液體出口進(jìn)入成品池（4），在成品池（4）內(nèi)，硫酸鐵溶液進(jìn)一步熟化；

第四步：向氣體混合器（5）通入氧氣，將混合氣體中的no轉(zhuǎn)化為no2，轉(zhuǎn)化后的no2氣體進(jìn)入氣體緩沖罐（6），再經(jīng)過(guò)壓縮泵壓縮后進(jìn)入氣體存儲(chǔ)罐（7），氣液混合器（2）從氣體存儲(chǔ)罐（7）通過(guò)氣體循環(huán)管道（71）獲取no2。

所述的方法還可以包括如下步驟：未反應(yīng)完全的硫酸亞鐵溶液和硫酸鐵溶液通過(guò)液體回流管（12）進(jìn)入溶解池（1）內(nèi)。