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淺析聚合硫酸鐵生產工藝

來源:yefcg.com 發表時間:2017-06-09

聚合硫酸鐵是一種性能優越的無機高分子絮凝劑,形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體,極易溶于水,10%(質量)的水溶液為紅棕色透明溶液,吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應用于飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。


1.不同物料的溫度特性與關系


(1)硫酸亞鐵的溫度特性


硫酸亞鐵是生產聚合硫酸鐵的主要原料,不管你用什么方式獲得都要注意,硫酸亞鐵的溫度特性表現在超過臨界溫度后的變化。


我們通常使用的是含七個結晶水的硫酸亞鐵(也有使用一水亞鐵的),溫度過高就會造成結晶水的脫失,甚至造成水解。通常硫酸亞鐵水解后是不可逆的,會造成物料渾濁,嚴重影響產品外觀。


(2)偏鈦酸的溫度特性


現在生產聚合硫酸鐵已經不單單是采用硫酸亞鐵做原料,開始接觸到大量其他行業的含鐵稀酸。如鋼鐵行業的酸洗廢酸、電鍍行業的酸洗廢酸、還有電子行業的蝕刻廢液等。特別是近年來許多廠家采用了鈦白行業水洗前吸片時固液分離出的含鐵稀酸。這種稀酸除了我們需要的硫酸、亞鐵外,還有氧化鈦,這種氧化鈦在稀酸里是以偏鈦酸的形式存在。


多年來科學實驗證明二氧化鈦在水處理過程中有獨特的光化學作用。所以在物料與產品中含有少量的二氧化鈦,對聚鐵的水處理應用是有利無害的。但是偏鈦酸在超過臨界溫度后會迅速水解成二氧化鈦,而二氧化鈦的著色能力和遮蓋能力使產品外觀發生渾濁。


 (3)聚合硫酸鐵的溫度特性


關于生產過程中溫度與產品質量及應用效果有相關關系,聚合硫酸鐵存在大量的羥基,當溫度過高會使聚合硫酸鐵水解變渾。聚合硫酸鐵的結構取決于合成溫度,低溫合成的是無定型非晶體結構,而高溫合成的是晶體結構。


2.反應溫度與反應時間的關系


在實踐中發現,生產過程中溫度經過三個溫度階段。整個反應過程也伴隨溫度變化的過程。三個溫度段分別為物料配置溫度、前期急劇反應溫度、后期平穩反應溫度,三個溫度段呈上升階梯狀。能夠有效的調整控制好溫度,就能有效的控制反應時間。


反應時間長短,由三個方面決定:


物料的溫升階段控制;設備與裝置的配置;操作技術與經驗


3.反應溫度與壓力的關系


聚合硫酸鐵的制備工藝通常有常溫常壓、常溫密閉、加溫常壓、加溫密閉、加溫加壓等,現在常用的是常溫密閉和加溫密閉兩種。


由于聚合硫酸鐵的反應過程是放熱反應的過程,在密閉的反應釜內,反應熱會使物料的溫度逐漸提升。物料溫度的提升引起氣室里氣體膨脹(氣體的膨脹系數遠遠大于液體的膨脹系數)形成釜內壓力。釜內氣室壓力過大,會造成與供養壓力差減小,影響管道內供養速度、降低氧化氣體注入量,從而影響氧化速度。


因為反應釜承受一定的壓力,牽涉到壓力容器的安全問題。所以在控制反應釜時需要向制造商提供包括壓力在內的技術參數,并要求制造商提供壓力容器安全性能監督檢測證書。


4.供氧方式與氧化速度的關系


供氧方式有恒流恒壓供氧與恒壓變流供氧兩種方式。


由于在反應過程總伴隨著溫度的變化,會有兩個劇烈反應的峰值,表現在迅速大量地消耗氧氣。這兩個劇烈反應時段是吸熱反應,釜內壓力會降低。如果錯過了這兩個反應期,就會延長反應時間。


恒流恒壓也有兩種方式,一種是低壓恒流方式,通常用在聚合硫酸鐵生產常溫常壓工藝;另一種是高壓恒流方式,通常用在聚合硫酸鐵生產高溫高壓工藝。供氧方式和注氧位置的不同會直接影響氧化效率。

  

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