本發(fā)明涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氯化鐵溶液除雜預(yù)處理裝置。

背景技術(shù)：

1、在化工生產(chǎn)過程中，氯化鐵溶液作為一種不可或缺的化工原料，因其獨特的性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于多個關(guān)鍵領(lǐng)域，包括但不限于水處理、催化劑制備、印染、造紙及廢水處理等。氯化鐵溶液在這些應(yīng)用中的效果直接取決于其純度和質(zhì)量。然而，在實際生產(chǎn)過程中，氯化鐵溶液往往會受到多種雜質(zhì)的污染，這些雜質(zhì)包括氯化亞鐵、懸浮物、有機物以及其他無機鹽等。這些雜質(zhì)的存在不僅會降低氯化鐵溶液的性能，還可能對后續(xù)工藝造成不利影響，甚至影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

2、為了確保氯化鐵溶液的質(zhì)量和性能，對其進行除雜預(yù)處理成為了化工生產(chǎn)中不可或缺的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的氯化鐵溶液除雜方法主要包括物理過濾、化學(xué)沉淀和氧化還原等。物理過濾法雖能去除部分懸浮物和顆粒物，但對溶解性雜質(zhì)的去除效果不佳；化學(xué)沉淀法則需要添加額外的化學(xué)試劑，增加了生產(chǎn)成本且可能引入新的雜質(zhì)；而氧化還原法則依賴于氧氣等氧化劑與雜質(zhì)反應(yīng)，但傳統(tǒng)的氧化除雜方式往往存在氧氣分散不均、反應(yīng)效率低和能耗高等問題。

3、針對上述問題，現(xiàn)有的氯化鐵溶液除雜預(yù)處理裝置大多是采用多種或單種方式進行處理，但均存在以下不足：一是混合試劑的方式幾乎完全依靠各試劑的自由混合和反應(yīng)，不能真正實現(xiàn)混合試劑的充分混合，尤其是氧氣的釋放方式無法確保與溶液的良好混合，從而影響了反應(yīng)效率；二是反應(yīng)完成后，溶液需要轉(zhuǎn)移至加熱箱進行加熱蒸發(fā)以去除水分，這一過程不僅增加了操作的復(fù)雜性，還可能因多次轉(zhuǎn)移導(dǎo)致溶液附著和物質(zhì)損失。

4、綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高氯化鐵溶液除雜預(yù)處理的效率和安全性，本發(fā)明提出了一種新型的氯化鐵溶液除雜預(yù)處理裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種氯化鐵溶液除雜預(yù)處理裝置，通過集成攪拌組件與氧氣供給組件，實現(xiàn)了氧氣供給與攪拌混合的同步進行，同時在排氣口安裝回收組件，有效回收和處理有害氣體，旨在提高除雜效率、降低能耗、減少環(huán)境污染，并提升生產(chǎn)操作的安全性和便捷性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種氯化鐵溶液除雜預(yù)處理裝置，包括用于氯化鐵溶液除雜的反應(yīng)釜，反應(yīng)釜包括釜體和釜蓋，釜蓋上開設(shè)有進液口，釜體上開設(shè)有排氣口和出液口，釜體底部安裝有加熱組件，還包括攪拌組件、監(jiān)測組件和控制組件，攪拌組件安裝在釜蓋底壁，攪拌組件用于在釜體中氯化鐵溶液除雜時進行攪拌混合，釜體的排氣口安裝有用于回收氯化鐵溶液除雜過程中產(chǎn)生的氣體的回收組件；

3、攪拌組件包括驅(qū)動件，驅(qū)動件與釜蓋底壁固定連接，驅(qū)動件的輸出軸同軸固定連接有用于提供氧氣的氧氣供給組件，氧氣供給組件的輸出端安裝有攪拌軸，攪拌軸為空心結(jié)構(gòu)，攪拌軸與氧氣供給組件輸出端連通，攪拌軸上固定連接有若干攪拌棒，攪拌棒均為空心結(jié)構(gòu)，攪拌棒與攪拌軸連通，攪拌軸頂部和攪拌棒上均開設(shè)有出氣孔；

4、監(jiān)測組件用于實時監(jiān)測氯化鐵溶液除雜時釜體內(nèi)部的反應(yīng)數(shù)據(jù)并將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至控制組件，控制組件用于根據(jù)監(jiān)測組件的監(jiān)測數(shù)據(jù)對加熱組件和攪拌組件中的驅(qū)動件進行啟閉及功率控制，同時控制組件也用于根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對回收組件和氧氣供給組件進行啟閉控制。

5、上述方案的技術(shù)原理如下：攪拌組件不僅起到攪拌混合溶液的作用，還集成了氧氣供給功能。通過驅(qū)動件(如電機)帶動攪拌軸及攪拌棒旋轉(zhuǎn)，同時氧氣供給組件將氧氣送入攪拌軸的空心結(jié)構(gòu)中，再由攪拌軸和攪拌棒上的出氣孔均勻釋放到溶液中。這種設(shè)計實現(xiàn)了氧氣供給與攪拌混合的同步進行，提高了氧氣在溶液中的分散效率和溶解度。

6、攪拌過程中，旋轉(zhuǎn)的攪拌軸和攪拌棒在溶液中產(chǎn)生渦流，有助于打破溶液中的局部濃度梯度，提高傳質(zhì)效率。同時，渦流在釜體中心形成的相對低壓區(qū)域，促進了氧氣在釜內(nèi)的自然流動和再分配。部分已溶解和未溶解的氧氣會被吸入攪拌軸內(nèi)，再通過出氣孔重新釋放到溶液中，形成一個閉環(huán)的氣體循環(huán)系統(tǒng)。

7、監(jiān)測組件實時采集釜體內(nèi)部的反應(yīng)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制組件?？刂平M件根據(jù)預(yù)設(shè)條件和實時數(shù)據(jù)，對加熱組件、攪拌組件、氧氣供給組件及回收組件進行精準的啟閉和功率控制，確保反應(yīng)過程的穩(wěn)定性和高效性。

8、采用上述方案有以下有益效果：

9、1、本方案，通過將攪拌組件與氧氣供給組件集成設(shè)計，實現(xiàn)了氧氣供給與攪拌混合的同步進行。這種設(shè)計確保了氧氣能夠迅速且均勻地分散到氯化鐵溶液中，增加了氧氣與溶液中雜質(zhì)的接觸面積和機會，從而加速了氧化反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)的速率，顯著提高反應(yīng)效率。

10、2、本方案，在攪拌過程中，旋轉(zhuǎn)的攪拌軸和攪拌棒在溶液中形成的渦流和負壓效應(yīng)，促進了氧氣的自然流動和再分配。部分已溶解和未溶解的氧氣被吸入攪拌軸內(nèi)并重新釋放到溶液中，形成了一個閉環(huán)的氣體循環(huán)系統(tǒng)。這種設(shè)計不僅提高了氧氣的利用率，還減少了氧氣的浪費，優(yōu)化了資源的使用。

11、3、本方案，攪拌組件的旋轉(zhuǎn)運動不僅促進了氧氣在溶液中的分散和溶解，還打破了溶液中的局部濃度梯度，提高了傳質(zhì)效率。這種混合均勻性的增強有助于確保反應(yīng)物在溶液中的均勻分布，從而提高了反應(yīng)的一致性和可重復(fù)性。

12、4、本方案，通過監(jiān)測組件實時采集釜體內(nèi)部的反應(yīng)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制組件，實現(xiàn)了對反應(yīng)過程的智能化控制。控制組件根據(jù)預(yù)設(shè)條件和實時數(shù)據(jù)，對加熱組件、攪拌組件、氧氣供給組件及回收組件進行精準的啟閉和功率控制，確保了反應(yīng)過程的穩(wěn)定性和高效性。這種智能化控制不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了操作難度和人為錯誤的風險。

13、5、本方案，在反應(yīng)釜的排氣口安裝回收組件，用于回收氯化鐵溶液除雜過程中產(chǎn)生的氣體，有助于減少有害氣體的排放，提高生產(chǎn)環(huán)境的安全性。同時，通過控制組件對氧氣供給的精準控制，可以防止氧氣過量導(dǎo)致的安全隱患，確保反應(yīng)過程的安全進行。

14、6、本方案，由于攪拌組件和氧氣供給組件的集成設(shè)計以及智能化控制的應(yīng)用，減少了設(shè)備的復(fù)雜性和故障點，降低了設(shè)備的維護難度和成本。此外，通過優(yōu)化資源利用和提高反應(yīng)效率，也間接降低了生產(chǎn)成本和能耗。

15、進一步，回收組件包括第一回收管，第一回收管一端與排氣口連通，第一回收管另一端安裝有一級回收罐，一級回收罐內(nèi)部灌設(shè)有回收液，第一回收管遠離排氣口一端貫穿一級回收罐且延伸至一級回收罐內(nèi)部，第一回收管的管口高度低于一級回收罐中回收液的液面高度。

16、有益效果：通過將第一回收管的一端與反應(yīng)釜的排氣口連通，另一端延伸至一級回收罐內(nèi)部并位于回收液液面以下，能夠有效地將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的有害氣體(如氯氣等)導(dǎo)入回收罐中。這些氣體在回收液中會被吸收或反應(yīng)，從而減少或消除有害氣體的直接排放，保護生產(chǎn)環(huán)境和人員健康。有害氣體若直接排放到空氣中，可能帶來火災(zāi)、爆炸或中毒等安全隱患?；厥战M件的設(shè)計通過及時、有效地將這些氣體導(dǎo)入回收罐中進行處理，大大降低了這些潛在的安全風險，提高了生產(chǎn)過程的安全性?；厥找翰粌H用于吸收有害氣體，還可能通過后續(xù)處理(如再生、分離等)回收其中的有用成分或轉(zhuǎn)化為其他有價值的物質(zhì)。這種資源再利用的方式不僅有助于減少資源浪費，還能為企業(yè)帶來額外的經(jīng)濟效益。有害氣體的直接排放會對大氣環(huán)境造成污染，影響生態(tài)平衡和人類健康。通過回收組件對有害氣體的有效回收和處理，能夠顯著減少環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展和綠色生產(chǎn)的理念。

17、進一步，第一回收管上安裝有冷卻器，第一回收管與排氣口連通一端安裝有單向閥，第一回收管與一級回收罐連通一端安裝有電動噴頭，冷卻器、單向閥和電動噴頭均與控制組件信號連接，控制組件根據(jù)監(jiān)測組件的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對冷卻器、單向閥和電動噴頭的啟閉進行控制。

18、有益效果：冷卻器的安裝可以有效地降低進入一級回收罐的氣體溫度。在某些化學(xué)反應(yīng)中，高溫氣體可能對回收液或回收罐造成不利影響，甚至引發(fā)安全風險。通過冷卻器對氣體進行預(yù)冷，可以確保氣體在進入回收罐時處于安全的溫度范圍內(nèi)，保護回收設(shè)備和回收液的性能。單向閥的設(shè)置可以有效地防止一級回收罐中的氣體或液體在壓力變化時倒流回反應(yīng)釜。這種倒流不僅會影響反應(yīng)過程的穩(wěn)定性，還可能對設(shè)備和人員造成安全隱患。單向閥的自動啟閉功能由控制組件根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行控制，確保了氣體流動的單向性和安全性。電動噴頭的安裝可以將有害氣體以霧狀形式噴灑在回收液中，形成大量的氣液接觸面，促進氣體的溶解和吸收。通過將冷卻器、單向閥和電動噴頭與控制組件進行信號連接，實現(xiàn)了對整個回收過程的智能化控制?？刂平M件可以根據(jù)監(jiān)測組件的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，對各個設(shè)備的啟閉和運行狀態(tài)進行精準調(diào)整，以確?；厥者^程的穩(wěn)定性和高效性。這種智能化控制不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了人工操作的復(fù)雜性和錯誤率。

19、進一步，回收組件還包括二級回收罐和三級回收罐，二級回收罐與一級回收罐之間安裝有第一動力組件，三級回收罐與一級回收罐之間安裝有第二動力組件，第一動力組件和第二動力組件結(jié)構(gòu)相同，第一動力組件包括循環(huán)泵，循環(huán)泵輸入端與一級回收罐連通，循環(huán)泵輸出端連通有第二回收管，第二回收管遠離循環(huán)泵一端與二級回收罐連通，第二回收管與第一回收管結(jié)構(gòu)相同，循環(huán)泵與控制組件信號連接，控制組件對循環(huán)泵去啟閉進行控制。

20、有益效果：多級回收，提高回收效率：通過設(shè)立多級回收罐(一級、二級和三級)，可以對有害氣體進行更徹底、更高效的回收處理。每一級回收罐都能進一步吸收或反應(yīng)掉氣體中的有害物質(zhì)，使得最終排放的氣體更加清潔、無害。這種多級回收機制顯著提高了回收效率，減少了環(huán)境污染。多級回收罐和動力組件的協(xié)同作用進一步增強了回收過程的安全性。即使某一級回收罐出現(xiàn)故障或處理能力不足，后續(xù)回收罐仍可以繼續(xù)工作，確保有害氣體不會直接排放到環(huán)境中。同時，動力組件的自動化運行減少了人工干預(yù)的需求，降低了人為錯誤的風險。

21、進一步，監(jiān)測組件包括溫度傳感器、ph傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和溶解氧傳感器，所有傳感器均與控制組件信號連接，控制組件用于根據(jù)溫度傳感器監(jiān)測的釜體內(nèi)部實時溫度對加熱組件進行功率和啟閉控制；根據(jù)溶解氧傳感器監(jiān)測的釜體內(nèi)溶液中溶解氧的實時濃度對氧氣供給組件進行功率和啟閉控制；根據(jù)ph傳感器和流量傳感器監(jiān)測的ph值和流量數(shù)據(jù)對單向閥進行啟閉控制。

22、有益效果：溫度傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測釜體內(nèi)部的實時溫度，并將數(shù)據(jù)反饋給控制組件?？刂平M件根據(jù)這些數(shù)據(jù)對加熱組件進行精確的功率和啟閉控制，確保反應(yīng)在最佳溫度范圍內(nèi)進行，從而提高反應(yīng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。溶解氧傳感器能夠準確測量釜體內(nèi)溶液中溶解氧的實時濃度?？刂平M件根據(jù)這些數(shù)據(jù)對氧氣供給組件進行功率和啟閉控制，確保溶液中溶解氧含量維持在適宜水平，以支持需氧反應(yīng)的順利進行。這有助于避免氧氣不足導(dǎo)致的反應(yīng)不完全或氧氣過剩引起的浪費和安全隱患。ph傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測溶液的酸堿度，這對于控制反應(yīng)速率和產(chǎn)物質(zhì)量至關(guān)重要。同時，流量傳感器可以監(jiān)測進出反應(yīng)釜的液體流量，為控制組件提供關(guān)于溶液流動狀態(tài)的實時信息?？刂平M件根據(jù)ph傳感器和流量傳感器的數(shù)據(jù)對單向閥進行啟閉控制，可以精確調(diào)節(jié)溶液的酸堿度和流量，確保反應(yīng)在最佳條件下進行。壓力傳感器能夠監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力變化，預(yù)防因壓力異常而引發(fā)的安全事故。當壓力超過安全范圍時，控制組件可以自動采取措施(如關(guān)閉加熱組件、開啟泄壓閥等)以降低壓力，確保生產(chǎn)過程的安全性。

23、進一步，一級回收罐、二級回收罐和三級回收罐內(nèi)均安裝有反饋組件，反饋組件包括液位傳感器和濃度傳感器，液位傳感器和濃度傳感器均與控制組件信號連接，控制組件根據(jù)液位傳感器和濃度傳感器的液位高度以及濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)對循環(huán)泵的啟閉和功率進行控制。

24、有益效果：液位傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測各回收罐內(nèi)的液位情況，并將數(shù)據(jù)反饋給控制組件?？刂平M件根據(jù)液位數(shù)據(jù)對循環(huán)泵的啟閉進行精確控制，確?；厥展迌?nèi)的液位保持在安全、合理的范圍內(nèi)。這既避免了因液位過高而導(dǎo)致的溢出風險，也防止了因液位過低而影響回收效率的問題。濃度傳感器能夠準確測量回收罐內(nèi)回收液的濃度，為控制組件提供關(guān)于回收液質(zhì)量的實時信息。控制組件根據(jù)濃度數(shù)據(jù)對循環(huán)泵的功率進行動態(tài)調(diào)整，以優(yōu)化回收液的濃度。當回收液濃度過高時，可以通過增加循環(huán)泵的功率來促進氣體與回收液的充分接觸和反應(yīng)；當回收液濃度過低時，則可以降低循環(huán)泵的功率以節(jié)約能耗。通過實時監(jiān)測和智能控制，反饋組件能夠確?；厥展迌?nèi)的液位和濃度始終保持在最佳狀態(tài)，從而提高了回收效率。這不僅有助于減少有害氣體的排放，還提高了回收液的質(zhì)量和再利用價值。

25、進一步，還包括預(yù)警組件，當監(jiān)測組件和反饋組件的監(jiān)測數(shù)據(jù)超出控制組件中的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，控制組件啟動預(yù)警組件對用戶做出提醒。

26、有益效果：通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)之間的對比，預(yù)警組件能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備故障或操作異常。這種即時預(yù)警機制有助于用戶迅速采取措施解決問題，避免故障擴大或造成更嚴重的后果。預(yù)警組件的引入進一步增強了生產(chǎn)過程的安全性。當監(jiān)測到溫度、壓力、液位、濃度等關(guān)鍵參數(shù)超出安全范圍時，預(yù)警組件會立即發(fā)出警報，提醒用戶注意并采取相應(yīng)措施。這有助于防止因設(shè)備故障或操作不當而引發(fā)的安全事故。

27、進一步，進液口處安裝有進液組件，進液組件包括殼體，殼體底部與進液口處固定連接，殼體底部中心開設(shè)有圓孔，圓孔處滑動配合有連桿，連桿為螺旋狀結(jié)構(gòu)，殼體底部轉(zhuǎn)動配合有圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)固定連接有若干扇葉，圓環(huán)與連桿轉(zhuǎn)動配合，連桿遠離圓環(huán)一端固定連接有蓋體，蓋體和殼體頂部螺紋連接。

28、有益效果：通過螺旋狀連桿與圓孔內(nèi)壁的摩擦力驅(qū)動圓環(huán)及扇葉旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)氣流或液流，這種機制確保了催化劑在投放過程中能夠均勻分散并精確灑向反應(yīng)釜內(nèi)的溶液表面。這種精確投放方式有助于提高反應(yīng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。還增強了催化劑與溶液的混合效果，有助于催化劑更快地溶解或分散在溶液中，從而加速反應(yīng)進程，提高反應(yīng)速率和產(chǎn)率。蓋體與殼體頂部采用螺紋連接，確保了投放完畢后的密封性。這種設(shè)計有效防止了外部空氣或雜質(zhì)進入反應(yīng)釜內(nèi)，保證了反應(yīng)環(huán)境的純凈度和穩(wěn)定性。

29、進一步，釜體和釜蓋之間安裝有若干鎖緊組件，鎖緊組件包括鎖扣，鎖扣分別與釜體和釜蓋固定連接，鎖扣上插設(shè)有螺桿，鎖扣與螺桿螺紋配合。

30、有益效果：鎖緊組件通過鎖扣與釜體和釜蓋的固定連接，以及螺桿與鎖扣的螺紋配合，實現(xiàn)了釜蓋與釜體之間的緊密密封。這種密封方式有效防止了反應(yīng)過程中物料泄漏，確保了反應(yīng)環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。鎖緊組件的設(shè)計使得釜蓋在需要時可以方便地打開或關(guān)閉。這便于用戶對設(shè)備進行日常維護和檢修工作等。同時，也方便了用戶在需要時對反應(yīng)釜內(nèi)部進行觀察和取樣等操作。緊密的密封性不僅防止了物料泄漏，還確保了反應(yīng)釜內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。這有助于反應(yīng)物在設(shè)定的溫度和壓力下充分反應(yīng)，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)率。同時，也減少了因物料泄漏而導(dǎo)致的反應(yīng)中斷或安全事故的風險。

31、進一步，釜體側(cè)壁安裝有用于操作人員在不打開釜蓋的情況下觀察內(nèi)部反應(yīng)情況的可視化觀察窗。

32、有益效果：通過可視化觀察窗，操作人員可以在不直接暴露于高溫、高壓或腐蝕性環(huán)境的情況下，實時監(jiān)控反應(yīng)釜內(nèi)部的反應(yīng)情況。這大大降低了因頻繁開啟釜蓋而可能導(dǎo)致的安全事故風險，如高溫物料噴濺、有毒氣體泄漏等。頻繁地打開和關(guān)閉釜蓋可能會破壞反應(yīng)釜內(nèi)部的溫度、壓力平衡以及反應(yīng)物的混合狀態(tài)，從而影響反應(yīng)的穩(wěn)定性和效率?？梢暬^察窗允許操作人員在不干擾反應(yīng)過程的情況下進行觀察，確保了反應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

33、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。