專利名稱：一種高濃度酸中脫汞的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高濃度酸中脫除汞的裝置，屬于化工環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汞是重要的重金屬元素，又稱水銀，是一種銀白色，常溫下唯一成液態(tài)的金屬。據(jù)統(tǒng)計世界上有80多種工業(yè)以汞為原料，汞的用途則多達(dá)3000多種。排入水體中的汞及其化合物，經(jīng)物理、化學(xué)及生物作用形成各種形態(tài)的汞，甚至?xí)D(zhuǎn)化成毒性很大的甲基類化合物。1953年發(fā)生在日本的水俁病就是由化工廠排放的氯化甲基汞污染水域所造成的。針對含汞廢水其傳統(tǒng)的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、金屬還原法、活性炭吸附法、離子交換法、 電解法、微生物法等。化學(xué)沉淀法是應(yīng)用較普遍的一種汞處理方法，能處理不同濃度、不同種類的汞鹽， 常用的方法有混凝沉淀法和硫化物沉淀法兩種。混凝沉淀法其原理是在含汞廢水中加入混凝劑(石灰、鐵鹽、鋁鹽)，在pH為8 10的弱堿性條件下，形成氫氧化物絮凝體，對汞有絮凝作用，使汞共沉淀析出。硫化物沉淀法利用弱堿性條件下Na2S, MgS中的S2_與Hg+/Hg2+之間有較強(qiáng)的親和力，生成溶度極小的硫化汞沉淀而從溶液中除去。電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下，汞化合物在陽極離解成汞離子，在陰極還原成金屬汞，而除去廢水中的汞。但這種方法缺點是水中的汞離子濃度不能降得很低。所以，電解法不適用于處理含低濃度的汞離子廢水，并且此種方法電耗大，投資成本高，容易產(chǎn)生汞蒸汽，形成二次污染。離子交換法與沉淀法和電解法相比，它能從溶液中去除低濃度的汞離子。離子交換法在離子交換器中進(jìn)行，用大孔巰基(-SH)離子交換樹脂吸附汞離子，達(dá)到去除水中汞離子的目的。這個過程是可逆的，離子交換樹脂可以再生，一般用于二級處理。樹脂的洗脫用40倍樹脂體積的濃鹽酸，洗脫率90%。但該法受廢水中雜質(zhì)的影響以及交換劑品種、產(chǎn)量和成本的限制。吸附法除汞主要有，活性炭吸附法，甲殼素吸附法、沸石分子篩吸附法，改性膨潤土吸附法，粉煤灰吸附法，玉米芯粉吸附法和谷殼灰吸附法。改性后的稻米殼、甘蔗渣、大豆殼、鋸末、椰子殼、花生殼、蘋果核以及飛灰都能用來作為吸附劑處理汞?；钚蕴烤哂袠O大的表面積，在活化過程中形成一些含氧官能團(tuán)(-C00H，-0H，-C = 0)使活性炭具有化學(xué)吸附和催化氧化、還原的性能，能有效去除重金屬。用活性炭處理含汞量較高的廢水，可以得到很高的去除率(85% 99%)。處理含汞量較低的廢水，雖然去除率不夠高，但可以得到含汞量很低的出水。羊毛吸收法是利用羊毛是一種蛋白質(zhì)，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸中含有胱氨酸，它與二硫化物結(jié)合使羊毛分子交聯(lián)，但這種結(jié)合可通過還原反應(yīng)，加水分解、酶等作用被切斷成巰基，而汞等重金屬容易和巰基反應(yīng)，因此持有巰基的改性羊毛能夠捕集重金屬。改性羊毛對微量汞有很好的捕集能力，目前必需研究出吸附了汞的羊毛的后處理方法。[0009]還原法是根據(jù)電極電位理論，利用銅、鋅、鋁、鎂、錳等毒性小而電極電位又低的金屬(屑或粉)從廢水中置換汞離子，其中以鐵、鋅效果較好。例如鐵屑還原法中，PH在7 8時處理效果較好，大約40kg工業(yè)鐵粉可去除Ikg汞。金屬還原法適用于處理成分單一的含汞廢水，其反應(yīng)速率較高，可直接回收金屬汞，但脫汞不完全，需和其他方法結(jié)合使用。溶劑萃取法使用溶劑萃取廢水中的微量汞，用含有三異辛胺的二甲苯溶液，將 HgC142-以絡(luò)合物的形式萃取出來，然后在水溶液中反萃取。該方法只能用于少量的含汞廢水。微生物法與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，它具有以下優(yōu)點運行費用低，需處理的化學(xué)或生物污泥量少；去除極低濃度重金屬離子的廢液效率高；操作pH及溫度范圍寬 (pH3 9，溫度4 90°C );高吸附率，高選擇性。并且，微生物法處理汞質(zhì)量濃度為I 100mg/L的廢水時特別有效。微生物法彌補(bǔ)了現(xiàn)有工藝不能將污水中汞離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至 10-9級的不足，它將以其新穎、獨特的優(yōu)勢受到越來越多的重視。上述方法主要處理的對象為含汞重金屬廢水，或低酸度含汞廢水，但對于質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)30%以上的酸，且處理過程不能影響處理后酸的品質(zhì)，上述常規(guī)方法均無法實現(xiàn)，而本發(fā)明申請人研發(fā)了一種適用于處理含汞的高濃度酸的方法，第一步、密封的反應(yīng)器上部設(shè)置射流器，反應(yīng)器中的酸通過循環(huán)泵由進(jìn)液口輸入射流器，同時高速流動的酸產(chǎn)生的負(fù)壓使硫化氫氣體由硫化氫儲槽進(jìn)入射流器的進(jìn)氣口， 酸和硫化氫氣體在射流器內(nèi)混合反應(yīng)；第二步、混合反應(yīng)后所產(chǎn)生的硫化汞及未反應(yīng)完全的硫化氫氣體和酸通過射流器的擴(kuò)散管進(jìn)入反應(yīng)器中，硫化汞因不溶于酸而沉淀，不溶于酸的硫化氫氣體上升并通過設(shè)置于反應(yīng)器上部的輸出管道返回硫化氫儲槽循環(huán)使用，酸通過循環(huán)泵再次進(jìn)入射流器繼續(xù)處理。因此，開發(fā)出一套適用于上述方法的配套裝置也是很有意義的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種高濃度酸中脫汞的裝置。本實用新型的高濃度酸中脫汞的裝置，包括用于儲存酸的密封的反應(yīng)器、循環(huán)泵、 射流器和密封的硫化氫儲槽，所述的射流器設(shè)有進(jìn)液口、進(jìn)氣口和擴(kuò)散管；所述的反應(yīng)器的底部通過管道連接至循環(huán)泵，循環(huán)泵再通過管道連接至射流器的進(jìn)液口，所述的射流器設(shè)置于反應(yīng)器上部，射流器的擴(kuò)散管連通至反應(yīng)器內(nèi)，所述的硫化氫儲槽分別通過管道連接射流器的進(jìn)氣口和反應(yīng)器的上部。本實用新型具有以下優(yōu)點目前未見高濃度(含量30%以上)酸中脫汞技術(shù)及裝置的相關(guān)報道。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)酸中汞以硫化汞的形式高效脫除，反應(yīng)過程不會引入新的雜質(zhì)而影響酸的品質(zhì)，硫化汞沉淀收集后可以回收其中的汞。

圖I為射流器結(jié)構(gòu)簡圖其中1為射流器，2為進(jìn)液口，3為進(jìn)氣口，4為混氣室，5為喉管，6為擴(kuò)散管；[0023]圖2為高濃度酸脫汞反應(yīng)射流裝置示意圖；其中7為反應(yīng)器，8為硫化氫儲槽，9為循環(huán)泵，10為含汞的高濃度酸，11為硫化
氫氣體。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施方式
旨在進(jìn)一步說明本實用新型，而非限制本實用新型。本實用新型的高濃度酸中脫汞的裝置，包括用于儲存酸的密封的反應(yīng)器7、循環(huán)泵
9、射流器I和密封的硫化氫儲槽8，所述的射流器I設(shè)有進(jìn)液口 2、進(jìn)氣口 3和擴(kuò)散管6 ;所述的反應(yīng)器7的底部通過管道連接至循環(huán)泵9，循環(huán)泵9再通過管道連接至射流器I的進(jìn)液口 2，所述的射流器I設(shè)置于反應(yīng)器7上部，射流器I的擴(kuò)散管6連通至反應(yīng)器7內(nèi)，所述的硫化氫儲槽8分別通過管道連接射流器I的進(jìn)氣口 3和反應(yīng)器7的上部。本實用新型裝置處理含汞的高濃度酸的具體過程如下含汞的高濃度酸在密封的反應(yīng)器7內(nèi)通過循環(huán)泵9以高的速度由進(jìn)液口 2進(jìn)入射流器1，高速流動的酸通過混氣室4時，會在混氣室4形成負(fù)壓，進(jìn)而由進(jìn)氣口 3吸入大量硫化氫氣體，硫化氫氣體進(jìn)入混氣室4后，在喉管5處與含汞的高濃度酸劇烈混合反應(yīng)生成硫化萊，同時與未反應(yīng)完全的硫化氫氣體和酸液混合體，均由擴(kuò)散管6排出，硫化氫氣體在酸中以細(xì)微氣泡上升，細(xì)微氣泡在上升過程中與酸中的汞繼續(xù)反應(yīng)生成硫化汞，硫化汞不溶于酸而發(fā)生沉淀，達(dá)到處理的目的。在整個過程中形成高效的物質(zhì)傳遞。由于硫化氫儲槽8和反應(yīng)器7上部空間通過管道連接，未反應(yīng)的硫化氫氣體不溶于酸而上升并通過設(shè)置于反應(yīng)器7上部的輸出管道返回硫化氫儲槽8循環(huán)使用，酸通過循環(huán)泵9再次進(jìn)入射流器I 繼續(xù)處理。由于硫化氫混合氣體在反應(yīng)器7和硫化氫儲槽8之間密閉循環(huán)，不會產(chǎn)生污染。 硫化氫可采用硫化鈉或硫化亞鐵與廢硫酸或廢鹽酸制備，或直接由制氣公司提供。實施例I取某化工廠產(chǎn)生的廢鹽酸500ml入反應(yīng)器，鹽酸濃度31%，汞含量 21mg/L,硫化氫以物質(zhì)量S Hg = 5投加入反應(yīng)其中通過射流器循環(huán)60min,殘余萊濃度 O. 042mg/L.實施例2取某化工廠產(chǎn)生的廢鹽酸500ml入反應(yīng)器，鹽酸濃度31%，汞含量 21mg/L,硫化氫以物質(zhì)量S Hg = 10投加入反應(yīng)其中通過射流器循環(huán)45min,殘余萊濃度 O. 036mg/L.實施例3取某化工廠產(chǎn)生的廢鹽酸500ml入反應(yīng)器，鹽酸濃度31%，汞含量21mg/ L,硫化氫以物質(zhì)量S Hg = 20投加入反應(yīng)其中通過射流器循環(huán),循環(huán)泵速度250mL/min, 循環(huán)時間30min,殘余萊濃度O. 028mg/L.實施例4取某化工廠產(chǎn)生的廢鹽酸500ml入反應(yīng)器，鹽酸濃度31 %，汞含量21mg/ L,硫化氫以物質(zhì)量S Hg = 30投加入反應(yīng)其中通過射流器循環(huán),循環(huán)泵速度250mL/min, 循環(huán)時間20min,殘余萊濃度O. 031mg/L。
權(quán)利要求1.一種高濃度酸中脫汞的裝置，其特征在于，包括用于儲存酸的密封的反應(yīng)器、循環(huán)泵、射流器和密封的硫化氫儲槽，所述的射流器設(shè)有進(jìn)液口、進(jìn)氣口和擴(kuò)散管；所述的反應(yīng)器的底部通過管道連接至循環(huán)泵，循環(huán)泵再通過管道連接至射流器的進(jìn)液口，所述的射流器設(shè)置于反應(yīng)器上部，射流器的擴(kuò)散管連通至反應(yīng)器內(nèi)，所述的硫化氫儲槽分別通過管道連接射流器的進(jìn)氣口和反應(yīng)器的上部。
專利摘要本實用新型公開了一種高濃度酸中脫汞的裝置。包括用于儲存酸的密封的反應(yīng)器、循環(huán)泵、設(shè)有進(jìn)液口、進(jìn)氣口和擴(kuò)散管的射流器和密封的硫化氫儲槽，所述的反應(yīng)器的底部通過管道連接至循環(huán)泵，循環(huán)泵再通過管道連接至射流器的進(jìn)液口，所述的射流器設(shè)置于反應(yīng)器上部，射流器的擴(kuò)散管連通至反應(yīng)器內(nèi)，所述的硫化氫儲槽分別通過管道連接射流器的進(jìn)氣口和反應(yīng)器的上部。利用該裝置處理后的酸中汞濃度低于0.05mg/L，處理過程不會對酸的品質(zhì)產(chǎn)生影響。
文檔編號C02F1/62GK202346813SQ20112047804
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者李青竹, 楊志輝, 柴立元, 王慶偉, 舒余德, 陳潤華 申請人:中南大學(xué)