一種廢液處理裝置及其廢液處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種廢液處理裝置，設(shè)有用于焚燒廢液的馬弗爐，該裝置通過氣泵經(jīng)進(jìn)氣口向馬弗爐內(nèi)輸送空氣，并將馬弗爐內(nèi)的廢氣由排氣管輸送至降溫容器，降溫廢氣經(jīng)管道輸送至廢氣處理容器。該設(shè)備可以有效減少環(huán)境污染，且應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種廢液處理裝置及其廢液處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢液處理裝置，尤其涉及卡爾-費休試劑廢液處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]卡爾-費休法是一種測定水分的容量分析方法，適用于許多無機化合物和有機化合物中含水量的測定，廣泛應(yīng)用在電力、石油、化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥行業(yè)及院?？蒲械葐挝?。
[0003]目前廣泛使用的卡爾-費休試劑(簡稱卡式試劑)是將吡啶、甲醇、碘和二氧化硫按照一定比例配制而成的成品試劑，而卡式試劑中二氧化硫、吡啶、甲醇的用量都是過量的，當(dāng)卡式試劑中的反應(yīng)物質(zhì)消耗完后，產(chǎn)生的廢液中主要含有氫碘酸吡啶、甲基硫酸氫吡啶，此外還有未反應(yīng)完的吡啶、二氧化硫、甲醇等。甲醇對人體有強烈毒性，誤飲4毫升以上就會出現(xiàn)中毒癥狀，超過10毫升即可因?qū)σ暽窠?jīng)的永久破壞而導(dǎo)致失明，30毫升已能導(dǎo)致死亡。甲醇易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。吡啶及其復(fù)合物屬于低毒類物質(zhì)，有強烈刺激性，長期吸入出現(xiàn)頭暈、頭痛、失眠、步態(tài)不穩(wěn)及消化道功能紊亂，可發(fā)生肝腎損害，誤服可致死。吡啶還會降低水體的生物活性，降低水體的自清潔能力，對環(huán)境造成危害。廢液中的二氧化硫等物質(zhì)都有一定的刺激性，吸入或者誤食會對人體造成危害，同時還是形成酸雨的主要物質(zhì)。如今，卡式試劑廢液的一般經(jīng)稀釋后直接排放入下水道或者采用水泥掩埋的方法。這兩種方法都不能去除廢液中的有毒物質(zhì)，會對水體及土壤造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種可以有效去除卡式試劑廢液中有毒物質(zhì)，盡可能減少廢液對環(huán)境的危害的處理裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種廢液處理裝置，設(shè)有用于焚燒廢液的馬弗爐，該裝置通過氣泵經(jīng)進(jìn)氣口向馬弗爐內(nèi)輸送空氣，并將馬弗爐內(nèi)的廢氣由排氣管輸送至降溫容器，降溫的廢氣經(jīng)管道輸送至廢氣處理容器。
[0006]經(jīng)所述的廢氣處理容器處理的廢氣經(jīng)由管道輸送至二次處理容器，所述的二次處理容器設(shè)有向大氣排放凈化氣體的排氣口。
[0007]輸送廢氣至廢氣處理容器的管道延伸至其內(nèi)部，其末端為球狀且具有多個通氣孔。
[0008]所述的二次處理容器內(nèi)裝有分子篩和活性炭。
[0009]所述的馬弗爐配有用于承裝廢液的坩堝。
[0010]所述的廢氣處理容器上設(shè)有透明的觀察窗口。
[0011]一種基于廢液處理裝置的廢液處理工藝，馬弗爐內(nèi)工作溫度設(shè)定為600-1000攝氏度；所述的降溫容器內(nèi)承裝的溶液為稀堿溶液；所述的廢氣處理容器內(nèi)承裝的溶液為濃堿溶液。
[0012]先將廢液倒入坩堝內(nèi)送入馬弗爐內(nèi)燃燒，燃燒后的廢氣在氣泵的作用下依次導(dǎo)入后續(xù)尾氣處理設(shè)備，最終排至大氣。
[0013]所述的廢氣處理容器內(nèi)濃堿溶液里添加有PH指示劑。
[0014]所述的廢液為卡爾-費休試劑廢液。
[0015]所述的馬弗爐內(nèi)工作溫度設(shè)定為700度；所述的降溫容器內(nèi)的溶液為3升質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液；所述的廢氣處理容器內(nèi)的溶液為2升質(zhì)量濃度為33%的氫氧化鈉溶液。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]1、有效減少環(huán)境污染
[0018]未采用廢液處理裝置前，廢液都是直接或者間接排入周圍環(huán)境中，廢液中吡啶及其復(fù)合物的氮苯環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易被氧化，會在自然環(huán)境中日益累積，同時對水體生化處理過程中起重要作用的生物菌有很強的抑制性和毒性，會造成活性淤泥死亡，生化過程癱瘓，嚴(yán)重影響水體的自凈能力和城市污水處理系統(tǒng)。
[0019]使用廢液處理裝置后，吡啶排放量為0，消除了吡啶對水體的污染，極大地降低了廢液對環(huán)境造成的危害。該項目在全國各行業(yè)推廣應(yīng)用，環(huán)境保護效果將更加顯著。
[0020]2、保障人身安全
[0021]廢液中含有的甲醇對人體有強烈毒性，誤飲4毫升以上就會出現(xiàn)中毒癥狀，超過10毫升即可因?qū)σ暽窠?jīng)的永久破壞而導(dǎo)致失明，30毫升已能導(dǎo)致死亡。吡啶及其復(fù)合物屬于低毒類物質(zhì)，有強烈刺激性，長期吸入出現(xiàn)頭暈、頭痛、失眠、步態(tài)不穩(wěn)及消化道功能紊舌L可發(fā)生肝腎損害，誤服可致死。如果廢液在排入下水道或者掩埋的過程中處理不當(dāng)，會造成嚴(yán)重后果。
[0022]卡式試劑廢液處理裝置通過高溫化學(xué)處理將廢液轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì)，從根本上消除了廢液中的有害物質(zhì)對人體的影響，從而保障人身安全。
[0023]3、應(yīng)用前景廣闊
[0024]該裝置能對卡爾-費休試劑廢液進(jìn)行有效處理，不僅可以應(yīng)用在電力行業(yè)，而且可以適應(yīng)于石油、醫(yī)藥等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。該廢液處理工藝不僅應(yīng)用于卡爾-費休試劑廢液，而且對于多種有機廢棄物均能進(jìn)行有效處理，適用于各類化學(xué)實驗室，推廣前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面對本發(fā)明說明書中附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0026]圖1為廢液處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]上述圖中的標(biāo)記均為:1、馬弗爐；2、控制器；3、進(jìn)氣口 ；4、排氣管；5、氣泵；6、降溫容器；7、廢氣處理容器；8、觀察窗口 ；9、二次處理容器；10、排氣口 ；11、坩堝。
【具體實施方式】
[0028]參見圖1可知，廢液處理裝置設(shè)有用于焚燒廢液的馬弗爐1，馬弗爐I設(shè)有用于爐溫監(jiān)測和控制的控制器2，馬弗爐I內(nèi)通常配有坩堝11承裝需要焚燒的廢液。
[0029]為了防止燃燒產(chǎn)生有害氣體四處擴散，馬弗爐I內(nèi)部為密封的燃燒室，需要使用氣泵5增加燃燒室空氣的攝入量，使燃燒更加充分，同時氣泵5還可以進(jìn)行煙氣的集中和導(dǎo)流，防止煙氣擴散。氣泵5經(jīng)進(jìn)氣口 3向馬弗爐I內(nèi)輸送空氣，并將馬弗爐I內(nèi)的廢氣由排氣管4輸送至降溫容器6。
[0030]由于燃燒廢氣為高溫氣體，為避免損壞后續(xù)設(shè)備，排氣管4優(yōu)選翅片管，且浸在冷卻池內(nèi)。同時降溫容器6內(nèi)承裝有降溫溶液，可以進(jìn)行二次降溫。
[0031]通過降溫的廢氣經(jīng)管道輸送至廢氣處理容器7，廢氣處理容器7內(nèi)承裝的液體根據(jù)處理的廢液種類設(shè)定，輸送廢氣至廢氣處理容器7的管道通常由其底部進(jìn)入，其在容器內(nèi)部末端為球狀且具有多個通氣孔，這樣能夠使廢氣與廢氣處理容器7內(nèi)溶液充分接觸。
[0032]此外，經(jīng)廢氣處理容器7處理的廢氣經(jīng)由管道輸送至二次處理容器9，廢氣處理容器7的出氣管道位于其頂部，其將氣體由二次處理容器9 一端注入，由二次處理容器9另一端的排氣口 10向大氣排放，二次處理容器9內(nèi)裝有分子篩和活性炭，對尾氣進(jìn)行吸附處理,去除燃燒產(chǎn)生的其他雜質(zhì)氣體。
[0033]優(yōu)選的，在廢氣處理容器7上設(shè)置透明的觀察窗口 8，這樣可以利用窗口觀察內(nèi)部溶液狀態(tài)，是否需要更換，廢氣處理容器7底部設(shè)有排液閥，頂部設(shè)有注液口，可以方便的進(jìn)行溶液更換。
[0034]基于上述廢液處理裝置，當(dāng)處理卡爾-費休廢液時，具體工藝如下:
[0035]通過對卡式試劑廢液的成分分析，我們發(fā)現(xiàn)廢液中含有的都是有機類物質(zhì)，主要有碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)等化學(xué)元素，在充分燃燒的情況下主要生成二氧化碳(C02)、水(H20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(N02)以及二氧化硫(S02)、三氧化硫(S03)。一氧化氮不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化生成二氧化氮。而二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫則易被堿溶液吸收，生成無毒的無機鹽，因此采用高溫化學(xué)處理然后對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行吸收過濾的方法基本可以實現(xiàn)廢液的無害化處理，化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0036]C02+2Na0H=Na2C03+H20
[0037]S02+2Na0H=Na2S03+H20
[0038]S03+2Na0H=Na2S04+H20
[0039]2N02+2Na0H=NaN03+NaN02+H20
[0040]2NaN02+02=2NaN03
[0041]甲醇的閃點為12°C，自燃點為463°C，吡啶的閃點為17V，自燃點為482°C。由于廢液中甲醇、吡啶等有機物閃點低，且易產(chǎn)生爆炸，因此不能用明火引燃的方法，應(yīng)該采用在高溫條件下使其自然的方法。通過反復(fù)試驗，當(dāng)燃燒室溫度高于600°C時，廢液可以完全燃燒，綜合考慮燃燒室材料的耐高溫性能以及后級煙氣處理裝置的耐熱性，我們將燃燒室的工作溫度設(shè)定為600-1000°C，優(yōu)選700°C。
[0042]由于廢氣為酸性氣體，降溫容器6內(nèi)承裝的溶液為稀堿溶液，優(yōu)選質(zhì)量濃度5%的氫氧化鈉溶液，廢氣處理容器7內(nèi)承裝的溶液為濃堿溶液，優(yōu)選質(zhì)量濃度33%的氫氧化鈉溶液。通過降溫容器6內(nèi)稀堿溶液過濾，不僅可以降低氣體溫度，還可以過濾氣體中的粉塵顆粒物質(zhì)，防止其堵塞排煙管道。通過廢氣處理容器7內(nèi)的濃堿溶液處理，可以吸收煙氣中的
二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體。
[0043]廢液在馬弗爐中的燃燒時間與進(jìn)樣量有關(guān)，IOmL廢液全部燃燒需2分鐘以上。空氣量與廢液成分及進(jìn)樣量有關(guān)，我們選的是流量30L/min的空氣泵，IOmL廢液約需56L空氣。[0044]廢液若為卡爾-費休試劑廢液，其充分燃燒的條件
[0045]廢液中的可燃物質(zhì)主要是吡啶和甲醇，它們在氧氣中充分燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
[0046]2C5H5N+1502=10C02+N205+5H20
[0047]2CH30H+302=2C02+4H20
[0048]通過成分分析，廢液中吡啶與甲醇的體積比約為3:7，假設(shè)有廢液X (mL)，充分燃燒時需要氧氣的含量為
【權(quán)利要求】
1.一種廢液處理裝置，其特征在于:設(shè)有用于焚燒廢液的馬弗爐，該裝置通過氣泵經(jīng)進(jìn)氣口向馬弗爐內(nèi)輸送空氣，并將馬弗爐內(nèi)的廢氣由排氣管輸送至降溫容器，降溫的廢氣經(jīng)管道輸送至廢氣處理容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢液處理裝置，其特征在于:經(jīng)所述的廢氣處理容器處理的廢氣經(jīng)由管道輸送至二次處理容器，所述的二次處理容器設(shè)有向大氣排放凈化氣體的排氣□。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢液處理裝置，其特征在于:輸送廢氣至廢氣處理容器的管道延伸至其內(nèi)部，其末端為球狀且具有多個通氣孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢液處理裝置，其特征在于:所述的二次處理容器內(nèi)裝有分子篩和活性炭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢液處理裝置，其特征在于:所述的馬弗爐配有用于承裝廢液的坩堝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢液處理裝置，其特征在于:所述的廢氣處理容器上設(shè)有透明的觀察窗口。
7.一種基于權(quán)利要求1-6中任一項所述廢液處理裝置的廢液處理工藝，其特征在于:馬弗爐內(nèi)工作溫度設(shè)定為600-1000攝氏度；所述的降溫容器內(nèi)承裝的溶液為稀堿溶液；所述的廢氣處理容器內(nèi)承裝的溶液為濃堿溶液； 先將廢液倒入坩堝內(nèi)送入馬弗爐內(nèi)燃燒，燃燒后的廢氣在氣泵的作用下依次導(dǎo)入后續(xù)尾氣處理設(shè)備，最終排至大氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢液處理工藝，其特征在于:所述的廢氣處理容器內(nèi)濃堿溶液里添加有酸堿指示劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢液處理工藝，其特征在于:所述的廢液為卡爾-費休試劑廢液。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的廢液處理工藝，其特征在于:所述的馬弗爐內(nèi)工作溫度設(shè)定為700度；所述的降溫容器內(nèi)的溶液為3升質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉溶液；所述的廢氣處理容器內(nèi)的溶液為2升質(zhì)量濃度為33%的氫氧化鈉溶液。
【文檔編號】F23G7/04GK103868078SQ201410052532
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】張亞平, 陳恒松, 方亮, 金甲杰, 劉虎城, 李濤, 嚴(yán)俊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司蕪湖供電公司