一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置论文和设计-韩文斌

全文摘要

本实用新型属于白炭黑废液处理领域，具体涉及一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置。具体包括第一沉降室，第一沉降室上部为立方体，下部为倒立的梯形体；第一沉降室顶部设置废液投料口和絮凝剂投料口，第一沉降室顶部设有搅拌装置，第一沉降室侧壁上设置管道，管道在立方体内弯曲向上；管道伸入第二沉降室的上部，第二沉降室与第一沉降室相连侧壁的对侧壁下部设出液口，第二沉降室侧壁内、出液口对应位置，设纳米级过滤装置，出液口外部通过管道与集液室相连；第一沉降室和第二沉降室底部还分别设有废液出液口。本实用新型通过设置絮凝剂入口，实现多室、多次沉降，将废液中的SiO2粒子变为较大的絮凝物再进行分离，分离效果优异。

主设计要求

1.一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：包括第一沉降室（10），所述第一沉降室（10）顶部向下延伸至少2\/3的高度处为立方体，随后口径逐渐缩小，下部形成倒立的梯形体；所述第一沉降室（10）顶部设置废液投料口（11）和絮凝剂投料口（12），所述第一沉降室（10）顶部还设有工作端伸入梯形体下端的搅拌装置（13），所述第一沉降室（10）侧壁上、立方体底端，设置带开关和第一水泵（16）的管道，所述管道在立方体内弯曲向上设置、与侧壁夹角为15°～45°；所述管道伸入第二沉降室（20）的上部，所述第二沉降室（20）与第一沉降室（10）相连侧壁的对侧壁下部，设置带开关的出液口（21），所述第二沉降室（20）侧壁内、出液口（21）对应位置，设置与出液口（21）适配的纳米级过滤装置（22），所述出液口（21）外部通过第二水泵（23）和管道与集液室（24）相连；所述第一沉降室（10）和第二沉降室（20）底部还分别设有第一废液出液口（14）和第二废液出液口（25）。

设计方案

1.一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：包括第一沉降室（10），所述第一沉降室（10）顶部向下延伸至少2\/3的高度处为立方体，随后口径逐渐缩小，下部形成倒立的梯形体；

所述第一沉降室（10）顶部设置废液投料口（11）和絮凝剂投料口（12），所述第一沉降室（10）顶部还设有工作端伸入梯形体下端的搅拌装置（13），所述第一沉降室（10）侧壁上、立方体底端，设置带开关和第一水泵（16）的管道，所述管道在立方体内弯曲向上设置、与侧壁夹角为15°～45°；所述管道伸入第二沉降室（20）的上部，所述第二沉降室（20）与第一沉降室（10）相连侧壁的对侧壁下部，设置带开关的出液口（21），所述第二沉降室（20）侧壁内、出液口（21）对应位置，设置与出液口（21）适配的纳米级过滤装置（22），所述出液口（21）外部通过第二水泵（23）和管道与集液室（24）相连；

所述第一沉降室（10）和第二沉降室（20）底部还分别设有第一废液出液口（14）和第二废液出液口（25）。

2.根据权利要求1所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第二沉降室（20）顶部、靠近第一沉降室（10）的位置，垂直向下设置与第二沉降室（20）等宽的挡板（27），所述挡板（27）形状与第二沉降室（20）对应位置纵截面形状相同；所述挡板（27）上密布毫米级筛孔。

3.根据权利要求2所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第二沉降室（20）底部水平或向第二废液出液口（25）倾斜；所述底部水平时，所述挡板（27）与所述第二沉降室（20）等高，所述第二废液出液口（25）位于挡板（27）与第二沉降室（20）侧壁围成的区域内；所述底部向第二废液出液口（25）倾斜时，所述挡板（27）长度小于第二沉降室（20）高度，所述第二废液出液口（25）位于挡板（27）下方。

4.根据权利要求3所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第二沉降室（20）形状与第一沉降室（10）形状相同，所述出液口（21）位于第二沉降室（20）梯形体上部，或位于第二沉降室（20）立方体下部。

5.根据权利要求3所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第二沉降室（20）水平方向分为沉降区和净水区，沉降区靠近第一沉降室（10），形状与第一沉降室（10）相同；净水区为直角梯形体，梯形体的底面与沉降区的右侧面形成两区域的共用空间，梯形的直角面与沉降区的顶部共同形成第二沉降室（20）的顶部；所述出液口（21）位于沉降区与净水区相邻的梯形体斜面下部。

6.根据权利要求1所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第一废液出液口（14）还通过第三水泵（15）、管道和开关与废液投料口（11）相连。

7.根据权利要求1所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述第二废液出液口（25）还通过第四水泵（26）、管道和开关与废液投料口（11）相连。

8.根据权利要求1所述的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，其特征在于：所述纳米级过滤装置（22）为陶瓷膜。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于白炭黑废液处理领域，具体涉及一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置。

背景技术

白炭黑是多孔性物质，组成可用SiO_{2<\/sub>·nH_{2<\/sub>0表示，沉淀法生产白炭黑的主要原料为石英砂、纯碱、工业盐酸\/硫酸\/硝酸等。在白炭黑的生产过程中，会将反应完的母液进行压滤制备白炭黑滤饼，对白炭黑滤饼进行水洗脱盐，这些过程中伴有细小的SiO_{2<\/sub>粒子浸入废水，这类粒子比重轻、粒径小，直接沉降沉淀非常难以处理，目前尚未有较好的处理方法，一般是直接排放，即浪费又污染环境。}}}

发明内容

本实用新型的目的是提供一种分离效果优异的沉淀法白炭黑废液沉降分离装置。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，包括第一沉降室，所述第一沉降室顶部向下延伸至少2\/3的高度处为立方体，随后口径逐渐缩小，下部形成倒立的梯形体；

所述第一沉降室顶部设置废液投料口和絮凝剂投料口，所述第一沉降室顶部还设有工作端伸入梯形体下端的搅拌装置，所述第一沉降室侧壁上、立方体底端，设置带开关和第一水泵的管道，所述管道在立方体内弯曲向上设置、与侧壁夹角为15°～45°；所述管道伸入第二沉降室的上部，所述第二沉降室与第一沉降室相连侧壁的对侧壁下部，设置带开关的出液口，所述第二沉降室侧壁内、出液口对应位置，设置与出液口适配的纳米级过滤装置，所述出液口外部通过第二水泵和管道与集液室相连；

所述第一沉降室和第二沉降室底部还分别设有第一废液出液口和第二废液出液口。

优选的，所述第二沉降室顶部、靠近第一沉降室的位置，垂直向下设置与第二沉降室等宽的挡板，所述挡板形状与第二沉降室对应位置纵截面形状相同；所述挡板上密布毫米级筛孔。

优选的，所述第二沉降室底部水平或向第二废液出液口倾斜；所述底部水平时，所述挡板与所述第二沉降室等高，所述第二废液出液口位于挡板与第二沉降室侧壁围成的区域内；所述底部向第二废液出液口倾斜时，所述挡板长度小于第二沉降室高度，所述第二废液出液口位于挡板下方。

优选的，所述第二沉降室形状与第一沉降室形状相同，所述出液口位于第二沉降室梯形体上部，或位于第二沉降室立方体下部。

优选的，所述第二沉降室水平方向分为沉降区和净水区，沉降区靠近第一沉降室，形状与第一沉降室相同；净水区为直角梯形体，梯形体的底面与沉降区的右侧面形成两区域的共用空间，梯形的直角面与沉降区的顶部共同形成第二沉降室的顶部；所述出液口位于沉降区与净水区相邻的梯形体斜面下部。

优选的，所述第一废液出液口还通过第三水泵、管道和开关与废液投料口相连。

优选的，所述第二废液出液口还通过第四水泵、管道和开关与废液投料口相连。

优选的，所述纳米级过滤装置为陶瓷膜。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过设置絮凝剂入口，实现多室、多次沉降，将废液中的SiO_{2<\/sub>粒子变为较大的絮凝物再进行分离，分离效果远优于目前简单的多个沉降室分离效果。}

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型第三种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型第四种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的，一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置，包括第一沉降室10，所述第一沉降室10顶部向下延伸至少2\/3的高度处为立方体，随后口径逐渐缩小，下部形成倒立的梯形体。应当理解的是，整个第一沉降室10呈无尖的锥形体形状；且立方体区域占第一沉降室10高度的2\/3以上。

所述第一沉降室10顶部设置废液投料口11和絮凝剂投料口12。所述第一沉降室10顶部还设有外接电机、工作端伸入梯形体下端的搅拌装置13。搅拌装置13可以根据实际需要选择各类搅拌棒等。应当理解的是，搅拌装置13工作端伸入梯形体下端，并非指其只在梯形体下端进行搅拌工作，而是在整个第一沉降室10内、直至梯形体下端，进行搅拌工作。实际工作时，根据白炭黑废液中SiO_{2<\/sub>的实际含量，对应调整白炭黑废液和絮凝剂的投入比例。所述絮凝剂可选用聚丙烯酰胺溶液。为了使絮凝后的絮状物更好地沉降到底部，添加絮凝剂后，还可以从絮凝剂投料口12添加适量的高比重、难溶于水、不与SiO_{2<\/sub>反应的物质，例如碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等。}}

所述第一沉降室10侧壁上、立方体底端，设置带开关和第一水泵16的管道，所述管道在立方体内弯曲向上设置、与侧壁夹角为15°～45°。所述管道的开关优选设置在第一沉降室10内部。管道在第一沉降室10内部弯曲向上，避免在抽液时，将下部的絮凝沉降物带入后续环节。所述管道的另一端伸入第二沉降室20的上部，将第一沉降室10中进行初次沉降分离的液体引入第二沉降室20内。

更优的方案为，如图2所示，所述第二沉降室20顶部、靠近第一沉降室10的位置，垂直向下设置与第二沉降室20等宽的挡板27，所述挡板27形状与第二沉降室20对应位置纵截面形状相同；所述挡板27上密布毫米级筛孔。所述第二沉降室20底部水平，所述挡板27与所述第二沉降室20等高，所述第二废液出液口25位于挡板27与第二沉降室20靠近第一沉降室10一侧的侧壁围成的区域内。所述第二沉降室20与第一沉降室10相连侧壁的对侧壁下部，设置带开关的出液口21。应当理解的是：所述挡板27面向连接两沉降室的管道设置，挡板27和管道间距较近，管道将进行初次沉降后的液体引入第二沉降室20后，液体在第二沉降室20内进行再次沉降，较大的絮凝物被挡板27阻拦，沉入第二沉降室20底部，正好落于关闭的第二废液出液口25上方，便于后续对絮凝物的清理。

更优的方案为，如图3所示，所述第二沉降室20形状与第一沉降室10形状相同，其底部由两端向中间倾斜、逐渐缩小，形成第二废液出液口25。所述挡板27长度小于第二沉降室20高度，挡板27的其余设置方式与图2中相同，所述第二废液出液口25位于挡板27下方。所述出液口21位于第二沉降室20梯形体上部，或位于第二沉降室20立方体下部。应当理解的是，挡板27未将第二沉降室20完全封闭，在第二沉降室20下部形成一个缺口，絮凝物主要聚集在挡板27左侧下方，右侧设置有出液口21处的液体相对清澈，右侧的絮凝物也会顺着第二沉降室20的侧壁一起滑落堆积到第二废液出液口25上方，更加便于清理。

更优的方案为，如图4所示，所述第二沉降室20水平方向分为沉降区和净水区，沉降区靠近第一沉降室10，形状与第一沉降室10相同；净水区为直角梯形体，梯形体的底面与沉降区的右侧面形成两区域的共用空间，梯形的直角面与沉降区的顶部共同形成第二沉降室20的顶部；所述出液口21位于沉降区与净水区相邻的梯形体斜面下部。应当理解的是：此处的沉降区和净水区只是为了便于阐述，并非实际在物理结构上进行了区分处理。所述梯形体的底面与沉降区的右侧面实际并不存在，沉降区和净水区处于空间上无障碍连通的同一个区域内。采用这种实施方式，絮凝物几乎无法达到净水区，出液口21抽滤的液体相对更加清澈。

所述第二沉降室20侧壁内、出液口21对应位置，设置与出液口21适配的纳米级过滤装置22，优选为纳米级的陶瓷膜（陶瓷板）。所述出液口21外部通过第二水泵23和管道与集液室24相连。

所述第一沉降室10底部还设有第一废液出液口14，便于收集含有絮凝物的废液。更优的方案为：所述第一废液出液口14还通过第三水泵15、管道和开关与废液投料口11相连。更优的方案为：所述第二废液出液口25还通过第四水泵26、管道和开关与废液投料口11相连。以便将收集的含絮凝物的废液进行回收利用。因为连接了两根管道，且管道内含有部分絮凝物，为了提高抽水动力，可以在靠近废液投料口11处再额外设置一个第五水泵17。

本实用新型的工作原理为：

保持各开关、各投料口、各出液口、各水泵等处于关闭状态，开启废液投料口11，投入沉淀法制备白炭黑时产生的废液，根据该废液中SiO_{2<\/sub>的量，计算并由絮凝剂投料口12投入絮凝剂和增加比重的物质，开起搅拌装置13，混匀各物料后，停止搅拌装置13，静置沉降适宜时间，待物料充分反应、沉降后，开启第一水泵16和管道对应开关，将初次沉降后的液体抽入第二沉降室20内，抽液完成后，静置沉降适宜时间，开启第二水泵23和出液口21对应开关，将沉降完成后的液体抽入集液室24内。如果需要对絮凝物进行单独使用，可以直接开启各废液出液口进行收集，即完成单次沉降分离。也可以根据需要，将各含絮凝物的废液通过管道抽回，重新通过废液投料口11进行投放，进行回收利用。}

设计图

一种沉淀法白炭黑废液沉降分离装置论文和设计

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主设计要求

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