[实用新型]一种连续式智能化液相法制备纳米零价铁的合成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地下水处理技术领域，特别涉及一种连续式智能化液相法制备纳米零价铁的合成系统。

背景技术

目前，我国对于制备纳米零价铁的研究主要集中在实验室合成纳米铁材料及方法上，如2007年07月在南京大学学报(自然科学)发表的《改进液相还原法制备纳米零价铁颗粒》，2016年06月发表的《动态光散射技术原位表征天然有机质存在下纳米零价铁的团聚效应》，以及2013年07月发表的《负载型Fe-0/MCM-22的制备及去除水中Pb(Ⅱ)的研究》，均未有中试规模成套制备设备的体现。因此，如何提供一种能够保护整套制备系统及制备工艺参数的合成系统，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续式智能化液相法制备纳米零价铁的合成系统，包括：

氮气保护子系统，用于制备纯度为99.9％的氮气，并将所述氮气通入到下一级的子系统中以保持无氧环境；

纳米零价铁药剂制备与储存子系统，与所述氮气保护子系统相连接，通过所述氮气保护子系统中的气体保护管路输入所述氮气；所述纳米零价铁药剂制备与储存子系统包括储水器、还原剂制备器、零价铁制备器及药剂存储器；所述储水器用于储备药剂制备所需的市政用水；所述还原剂制备器与所述储水器相连，用于配置制备纳米零价铁药剂所需的原料；所述零价铁制备器与所述还原剂制备器相连，用于制备纳米零价铁药剂；所述药剂存储器与所述零价铁制备器相连，用以储存制备好的纳米零价铁药剂；

自动检测控制子系统，与所述氮气保护子系统和所述纳米零价铁药剂制备与储存子系统均相连，用于通过电路对所述氮气保护子系统和所述纳米零价铁药剂制备与储存子系统进行数据监测及电气控制。

根据本实用新型提出的合成系统，所述氮气保护子系统包括依次连接的发电机、空压机、氮气发生器、气体流量计及气体保护管路；所述气体保护管路用于将所述氮气发生器中制备的氮气分别输送至所述储水器、所述还原剂制备器、所述零价铁制备器及所述药剂存储器的进气口。

根据本实用新型提出的合成系统，所述储水器计包括第一进气口、第一出气口、第一进料口、第一进水口、第一出液口、第一压力表、第一DO探头、第一pH探头；所述还原剂制备器包括第二进气口、第二出气口、第二进料口、第二进水口、第二出液口、第二压力表、第二DO探头、第二pH探头、第二减速机、第二搅拌机；所述零价铁制备器包括第三进气口、第三出气口、第三进料口、第三进水口、第三出液口、第三压力表、第三DO探头、第三pH探头、第三高速搅拌装置；所述药剂存储器包括第四进气口、第四出气口、第四进料口、第四进水口、第四出液口、第四压力表、第四DO探头、第四pH探头、第四减速机、第四搅拌机。

根据本实用新型提出的合成系统，所述储水器通过第一出液口利用第一卫生泵与所述还原剂制备器的第二进水口相连，并通过第一液体流量计记录并控制所述还原剂制备器的进水量；所述储水器利用第二卫生泵与所述零价铁制备器进水口相连，并通过第二液体流量计记录并控制零价铁制备器的进水量；所述还原剂制备器通过第二出液口利用第三卫生泵、第三阀门及第三液体分流器与所述零价铁制备器的第三进水口相连，用以定量地向所述零价铁制备器输送原料；所述第三液体分流器用于控制还原剂的输送量，以保证纳米零价铁的成功配置；所述零价铁制备器通过第三出液口利用第四卫生泵、第四阀门及第四流量计与所述药剂存储器的第四进液口相连，将制备好的纳米零价铁药剂输送至所述药剂存储器。

根据本实用新型提出的合成系统，所述自动检测控制子系统包括对氮气发生器压力表，储水器、还原剂制备器、零价铁制备器以及药剂存储器的DO探头、pH探头及压力表进行实时数据监测，并对单体设备的气体、液体流量计进行数据监测，一旦系统压力或某容器压力超过0.1MPa则启动报警系统；所述自动检测控制子系统的控制功能包括对单体容器连接管路间泵件、阀门的启停控制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型基于实验室液相制备纳米零价铁工艺方法，开发了一套连续式智能化制备纳米零价铁的合成体系，将实验室小试水平扩大至中试水平；

(2)本实用新型包括氮气发生器、储水罐、还原剂制备混合器、零价铁制备器、药剂暂存器及反应器间的泵件、管件及管路，系统设计更合理，更具有操作性，药剂制备效率更高，且便于运输安装，更适合于实际污染场地修复现场药剂的连续合成和注入。