强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统及使用方法

技术领域

本发明涉及维生素生产技术领域，具体为一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统及使用方法。

背景技术

维生素B1又名硫胺素，作为第一个被发现的水溶性维生素和合成路线最长的维生素更是受到人们的普遍关注，其关键中间体硫代硫胺是由双胺嘧啶和3-氯-5-羟基-2-戊酮作为起始原料通过一系列反应制备而成。维生素B1离心母液为烯胺母液(邻氯苯胺盐酸盐，最后加入钠代合成烯胺后，经过离心机分离出的废水)和氯酯分层水(3-氯-5-羟基-2-戊酮的合成后分层形成的废水)的混合水，主要反应如下所示。

维生素B1离心母液溶液属于高盐高COD难降解有机废水，催化湿式氧化技术可以较好的处理它。维生素B1离心母液溶液呈碱性，导致反应生成的二氧化碳转化成了碳酸根；在进行催化湿式氧化反应时，3-氯-5-羟基-2-戊酮在高温条件下进一步分解产生碳酸根，以及烯胺等不饱和碳基断键生产的碳酸根的同时产生，导致短时间内水中的碳酸根浓度升高明显，大幅抑制催化湿式氧化过程中羟基自由基的产生速率，导致氧化效果的降低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统及使用方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统，包括：氧化反应系统、脱碳系统、深度处理系统，所述氧化反应系统设有两个废水进口、两个废水出口；

所述氧化反应系统的废水出口一与脱碳系统连通，所述脱碳系统的废水出口与氧化反应系统的废水进口二连通；

所述氧化反应系统的废水出口二与深度处理系统连通。

优选的，所述氧化反应系统包含催化剂罐、高效混合器一、废水缓冲罐、换热器、塔式反应器、管式反应器、气液分离器；

所述催化剂罐通入废水缓冲罐的管路中设置有高效混合器一、废水入口，且废水入口位于高效混合器一之前；

所述废水缓冲罐的出口与换热器的进口通过管道连通，在废水缓冲罐通向换热器的管路与压缩空气入口连通，在废水缓冲罐通向换热器的管路中设置有高效混合器二，且所述压缩空气入口设置于高效混合器二前端，所述压缩空气入口与高效混合器二之间的管道中设置有空气流量计一。

优选的，所述管式反应器设置于塔式反应器内，管式反应器的废水进口与脱碳系统的出口通过管道连通，所述管式反应器的废水出口与换热器的进口通过管道连通，所述换热器的废水出口与塔式反应器的入口通过管道连通；

所述塔式反应器的出口与脱碳系统的入口通过管道连通；

所述换热器的出口与气液分离器的入口通过管道连通，所述气液分离器上设置有废气出口，所述气液分离器的废水出口二与深度处理系统连通。

优选的，所述脱碳系统包含酸罐一、高效混合器三、碳吸附再生装置、碱罐、高效混合器四，所述碳吸附再生装置包含两套二氧化碳吸附罐及超声器，两套设备并联，超声装置设置二氧化碳吸附罐上；

压缩空气入口连接的管道连接于高效混合器四之后管道。

优选的，所述碳吸附再生装置的入口处与酸罐一、塔式反应器的出口通过管道连通，所述酸罐一、塔式反应器通入碳吸附再生装置的管路中设置有高效混合器三；

所述碳吸附再生装置的出口、碱罐与氧化反应系统的管式反应器入口通过管道连通，在碳吸附再生装置的出口、碱罐通向管式反应器的管道中设置有高效混合器四。

优选的，所述深度处理系统包含催化剂吸附再生塔、臭氧氧化塔、蒸发装置，所述催化剂吸附再生塔的入口与酸罐二的出口通过管道连通，所述催化剂吸附再生塔的出口与臭氧氧化塔的入口通过管道连通，所述臭氧氧化塔的出口与蒸发装置的入口通过管道连通，所述蒸发装置上设置有出水口、出盐口。

优选的，所述催化剂吸收再生塔进口与氧化反应系统的气液分离罐的废水出口通过管道连通，所述蒸发装置的母液出口与氧化反应系统的废水缓冲罐通过管道连通。

优选的，所述高效混合器一、高效混合器二、高效混合器三、高效混合器四均包括混合外壁，所述混合外壁一端为混合入口，所述混合外壁另一端为混合出口，所述混合入口、混合出口与混合外壁前后设置的管路连通；

所述混合外壁内设置有转动连接座，所述转动连接座偏侧间隔设置有若干嵌入安装卡条，所述嵌入安装卡条卡接于混合外壁内，所述转动连接座上转动连接有混合转动轴，所述混合转动轴位于混合外壁内，所述混合转动轴上固定连接有混合叶轮，所述混合叶轮外侧设置有柔性混合条；

所述混合外壁内设置有若干辅助混合板，所述辅助混合板中心处设置容置孔，所述混合转动轴、混合叶轮、柔性混合条位于容置孔内，所述辅助混合板上设置有流通孔。

一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统的使用方法，适用于一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统。

优选的，包括：

维生素B1离心母液废水与催化剂经高效混合器一充分混合后进入废水缓冲罐，废水与压缩空气经换热器加热后进入塔式反应器进行有机物降解反应，反应温度180～270℃，反应压力4～7MPa，塔式反应器出口废水与来自酸罐一酸液混合，将废水pH调至1～5，进入其中一个碳吸收罐，当其吸收饱和后，切换至另外一个碳吸收罐，同时吸附饱和碳吸收罐在超声作用脱除二氧化碳，脱碳后废水与碱罐碱液混合，将废水pH调至7～9，与压缩空气一起进入管式反应器进一步降解废水中有机物，出水经换热器降温，再进入、气液分离罐进行气水分离，废水进入催化剂吸附再生塔脱除催化剂，出水进入臭氧氧化塔进一步脱色，脱色后废水进入蒸发装置，蒸发出水，氯化钠盐作为副产盐，母液进入氧化反应系统的废水缓冲罐。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

催化湿式氧化处理维生素B1离心母液过程中二氧化碳产生多，在碱性条件下转化成碳酸根会加速自由基淬灭，弱化湿式氧化效率，本发明通过增加脱碳系统，可有效及时将废水中的碳脱除，较传统催化湿式氧化有机物去除率提高超过30％；通过塔式反应器内增设管式反应器，可实现不增加压力设备及换热设备条件进一步进行催化湿式氧化反应器，显著降低设备投资成本。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的混合器结构示意图；

图3为本发明的柔性混合条设置结构示意图；

图4为本发明的混合器结构剖视示意图；

图5为本发明的辅助混合板结构示意图。

图中：1、氧化反应系统；2、深度处理系统；3、脱碳系统；11、催化剂罐；12、高效混合器一；13、废水缓冲罐；14、高效混合器二；15、换热器；16、塔式反应器；17、管式反应器；18、空气流量计一；19、空气流量计二；20、气液分离罐；21、酸罐一；22、高效混合器三；23、碳吸附再生装置；24、碱罐；25、高效混合器四；31、催化剂吸附再生塔；32、酸罐二；33、臭氧氧化塔；34、蒸发装置；50、混合外壁；51、混合入口；52、混合出口；53、转动连接座；54、混合转动轴；55、混合叶轮；56、柔性混合条；57、嵌入安装卡条；58、辅助混合板；59、混合流；60、容置孔；61、流通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统，包括：氧化反应系统1、脱碳系统3、深度处理系统2，所述氧化反应系统1设有两个废水进口、两个废水出口；

所述氧化反应系统1的废水出口一与脱碳系统3连通，所述脱碳系统3的废水出口与氧化反应系统1的废水进口二连通；

所述氧化反应系统1的废水出口二与深度处理系统2连通。

优选的，所述氧化反应系统1包含催化剂罐11、高效混合器一12、废水缓冲罐13、换热器15、塔式反应器16、管式反应器17、气液分离器20

所述催化剂罐11通入废水缓冲罐13的管路中设置有高效混合器一12、废水入口，且废水入口位于高效混合器一12之前；

所述废水缓冲罐13的出口与换热器15的进口通过管道连通，在废水缓冲罐13通向换热器15的管路与压缩空气入口连通，在废水缓冲罐13通向换热器15的管路中设置有高效混合器二14，且所述压缩空气入口设置于高效混合器二14前端，所述压缩空气入口与高效混合器二14之间的管道中设置有空气流量计一18。

优选的，所述管式反应器17设置于塔式反应器16内，管式反应器17的废水进口与脱碳系统3的出口通过管道连通，所述管式反应器17的废水出口与换热器15的进口通过管道连通，所述换热器15的废水出口与塔式反应器16的入口通过管道连通；

所述塔式反应器16的出口与脱碳系统3的入口通过管道连通；

所述换热器15的出口与气液分离器20的入口通过管道连通，所述气液分离器20上设置有废气出口，所述气液分离器20的废水出口二与深度处理系统2连通。

优选的，所述脱碳系统3包含酸罐一21、高效混合器三22、碳吸附再生装置23、碱罐24、高效混合器四25，所述碳吸附再生装置23包含两套二氧化碳吸附罐及超声器，两套设备并联，超声装置设置二氧化碳吸附罐上；

压缩空气入口连接的管道连接于高效混合器四25之后管道。

优选的，所述碳吸附再生装置23的入口处与酸罐一21、塔式反应器16的出口通过管道连通，所述酸罐一21、塔式反应器16通入碳吸附再生装置23的管路中设置有高效混合器三22；

所述碳吸附再生装置23的出口、碱罐24与氧化反应系统1的管式反应器17入口通过管道连通，在碳吸附再生装置23的出口、碱罐24通向管式反应器17的管道中设置有高效混合器四25。

优选的，所述深度处理系统2包含催化剂吸附再生塔31、臭氧氧化塔33、蒸发装置34，所述催化剂吸附再生塔31的入口与酸罐二32的出口通过管道连通，所述催化剂吸附再生塔31的出口与臭氧氧化塔33的入口通过管道连通，所述臭氧氧化塔33的出口与蒸发装置34的入口通过管道连通，所述蒸发装置34上设置有出水口、出盐口。

优选的，所述催化剂吸收再生塔31进口与氧化反应系统1的气液分离罐20的废水出口通过管道连通，所述蒸发装置34的母液出口与氧化反应系统1的废水缓冲罐13通过管道连通。

上述方案的工作原理及有益效果：

维生素B1离心母液废水与催化剂经高效混合器一12充分混合后进入废水缓冲罐13，废水与压缩空气经换热器15加热后进入塔式反应器16进行有机物降解反应，反应温度180～270℃，反应压力4～7MPa，塔式反应器16出口废水与来自酸罐一21酸液混合，将废水pH调至1～5，进入其中一个碳吸收罐，当其吸收饱和后，切换至另外一个碳吸收罐，同时吸附饱和碳吸收罐在超声作用脱除二氧化碳，脱碳后废水与碱罐24碱液混合，将废水pH调至7～9，与压缩空气一起进入管式反应器17进一步降解废水中有机物，出水经换热器15降温，再进入、气液分离罐20进行气水分离，废水进入催化剂吸附再生塔31脱除催化剂，出水进入臭氧氧化塔33进一步脱色，脱色后废水进入蒸发装置34，蒸发出水，氯化钠盐作为副产盐，母液进入氧化反应系统1的废水缓冲罐13；

催化湿式氧化处理维生素B1离心母液过程中二氧化碳产生多，在碱性条件下转化成碳酸根会加速自由基淬灭，弱化湿式氧化效率，本发明通过增加脱碳系统3，降低废水中碳酸根浓度以提高自由基氧化速率，可有效及时将废水中的碳脱除，较传统催化湿式氧化有机物去除率提高超过30％；通过塔式反应器16内增设管式反应器17，可实现不增加压力设备及换热设备条件进一步进行催化湿式氧化反应器，显著降低设备投资成本。

实施例2

请参阅图2-5，在实施例1的基础上，所述高效混合器一12、高效混合器二14、高效混合器三22、高效混合器四25均包括混合外壁50，所述混合外壁50一端为混合入口51，所述混合外壁50另一端为混合出口52，所述混合入口51、混合出口52与混合外壁50前后设置的管路连通；

所述混合外壁50内设置有转动连接座53，所述转动连接座53偏侧间隔设置有若干嵌入安装卡条57，所述嵌入安装卡条57卡接于混合外壁50内，所述转动连接座53上转动连接有混合转动轴54，所述混合转动轴54位于混合外壁50内，所述混合转动轴54上固定连接有混合叶轮55，所述混合叶轮55外侧设置有柔性混合条56；

所述混合外壁50内设置有若干辅助混合板58，所述辅助混合板58中心处设置容置孔60，所述混合转动轴54、混合叶轮55、柔性混合条56位于容置孔60内，所述辅助混合板58上设置有流通孔61。

上述方案的工作原理及有益效果：

当对管路内的物质进行混合时，不同物质同时流经混合外壁50内，依靠物质流动的动力带动混合叶轮55转动，改变不同物质在混合外壁50内的流向，并使不同物质撞击混合外壁50内设置的柔性混合条56，再次改变不同物质在混合外壁50内的流向，形成混合流59，在不断改变流向的过程中，不同的物质相互交融，使其发生混合，在以上动作发生的同时，不同物质穿过辅助混合板58上的流通孔61，再次混合，保证了物质混合的均与程度。

实施例3

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统的使用方法，适用于一种强化湿式氧化处理维生素B1离心母液的系统。

优选的，包括：

维生素B1离心母液废水与催化剂经高效混合器一12充分混合后进入废水缓冲罐13，废水与压缩空气经换热器15加热后进入塔式反应器16进行有机物降解反应，反应温度180～270℃，反应压力4～7MPa，塔式反应器16出口废水与来自酸罐一21酸液混合，将废水pH调至1～5，进入其中一个碳吸收罐，当其吸收饱和后，切换至另外一个碳吸收罐，同时吸附饱和碳吸收罐在超声作用脱除二氧化碳，脱碳后废水与碱罐24碱液混合，将废水pH调至7～9，与压缩空气一起进入管式反应器17进一步降解废水中有机物，出水经换热器15降温，再进入、气液分离罐20进行气水分离，废水进入催化剂吸附再生塔31脱除催化剂，出水进入臭氧氧化塔33进一步脱色，脱色后废水进入蒸发装置34，蒸发出水，氯化钠盐作为副产盐，母液进入氧化反应系统1的废水缓冲罐13。

上述方案的工作原理及有益效果：

催化湿式氧化处理维生素B1离心母液过程中二氧化碳产生多，在碱性条件下转化成碳酸根会加速自由基淬灭，弱化湿式氧化效率，本发明通过增加脱碳系统3，降低废水中碳酸根浓度以提高自由基氧化速率，可有效及时将废水中的碳脱除，较传统催化湿式氧化有机物去除率提高超过30％；通过塔式反应器16内增设管式反应器17，可实现不增加压力设备及换热设备条件进一步进行催化湿式氧化反应器，显著降低设备投资成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。