[发明专利]一种聚合硫酸铁的生产方法

说明书

本发明公开了一种聚合硫酸铁的生产方法，将硫酸亚铁、硫酸、聚合硫酸铁溶液混合并使硫酸亚铁完全溶解配制成料液，将料液和空气经内嵌在微通道反应器内的静态合混器送入微通道反应器内的迂回的过料通道内，在1‑20MPa的压力下使料液边流动边和空气中氧气进行反应，收集一部分反应完成液作为液体聚合硫酸铁产品，另一部分回流至料液配制工序配制料液，就这样将反应完成液一部分收集另一部分回流，从而形成连续化的生产过程；该方法用空气中的氧为氧化剂，不消耗其他氧化剂，不使用任何催化剂，无任何污染物排放，生产工艺具有连续稳定、经济、安全、清洁的特点。

技术领域

本发明属于环境污染处理专用药剂材料制造技术领域，具体涉及一种聚合硫酸铁的生产方法。

背景技术

聚合硫酸铁作为一种新型无机高分子絮凝剂，因具有优越的净水性能，具有产生的矾花大、絮体密实、沉降快、适用pH 值范围广、杂质(浊度、COD、悬浮物等)去除率高、絮团沉降快，脱色效果好等优点，倍受水处理界的青睐，广泛应用于各种工业废水和城市污水处理。

目前制备净化硫酸铁的主要原料为硫酸亚铁和硫酸，制备方法包括直接氧化和催化氧化法，目前主要采用如下几种方法。

1、直接氧化法

直接氧化法使用的氧化剂主要有氯酸钠、双氧水、臭氧、过硫酸盐等无机氧化剂。CN1421393A公开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氯酸钠为氧化剂，高锰酸钾为催化剂；CN102951713A公开了一种聚合硫酸铁生产方法,使用臭氧为氧化剂；CN103224256A公开了一种聚合硫酸铁生产方法,使用双氧水为氧化剂；CN103241779A公开了一种聚合硫酸铁生产方法,使用过硫酸盐为氧化剂；直接氧化法反应速度快，反应进行彻底，产品质量好。但由于使用了昂贵的氧化剂，因此，产品成本较高。

2、催化氧化法

为了控制生产成本，聚合硫酸铁生产使用氧气为氧化剂，采用催化氧化技术最为广泛，催化氧化主要问题是反应速度慢，为了提高反应速度，加大催化剂用量，并在设备上进行改进，以提高传质效率，加快反应速度。CA1076914A公开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氧气为氧化剂，硝酸为催化剂，硝酸用量为硫酸亚铁、硫酸及水总重量1-4%，催化剂用量大。CN101434414A公开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氧气为氧化剂，亚硝酸钠为催化剂，催化剂用量为2.5-6kg/吨反应液。JP95058038公开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氧气为氧化剂，亚硝酸钠为催化剂, 用静态混合器作反应器，在静态混合器底部引入氧气以及硫酸亚铁溶液和亚硝酸钠, 通过静态混合器的混合作用, 使氧气、亚硝酸钠和硫酸亚铁进行氧化聚合反应,用静态混合器加强气液接触面积, 提高反应速度。JP95054704公开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氧气为氧化剂，氮氧化物为催化剂，将氮氧化物加到硫酸和硫酸亚铁的混合液中, 然后用泵将液体送入喷射器, 使液体分散在循环管内, 在喷射器和反应罐之间安置气体联通管道, 反应中所需的氧气通过接在联通管道上的供氧管提供。这样通过喷射器的作用使液体在气相中充分分散, 加强气液的接触和吸收, 以达到提高反应速度的目的。US5194241开了一种聚合硫酸铁生产方法，使用氧气为氧化剂，氮氧化物为催化剂，一定的压力和氮氧化物的催化下, 通过喷射器将硫酸亚铁和硫酸的混合液注入反应器, 并保持反应液的体积占反应器容积的三分之一。喷射过程中液体与气相中的氮氧化物和氧气反应, 最后生成聚合硫酸铁。此时溶液中含有大量的氮氧化物, 必须将其送入脱氮器, 脱氮时将氧气通入溶液, 使氮氧化物逸出溶液, 形成的混合气体再循环至反应器进行重复利用。上述方法使用氧化剂直接氧化虽然有反应速度快，产品质量好的优点，但昂贵的氧化剂的使用，使产品成本增加，无市场竞争力，同时所用的氧化剂是危险化学品，在运输、储存、使用过程存在一定安全、环境风险。氧气催化氧化则存在反应速度慢，催化剂消耗量大，污染大等问题，同时因氧气浓度高存在燃烧爆炸的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低消耗、低成本，高效率的聚合硫酸铁生产方法。