CN115231761A - 一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，包括蒸发器主体、对冲式毛细吸附型水相蒸发组件、内置式磁振抖动型收集组件、往复式收集驱动组件和底部开合组件。本发明属于脂肪酸生产废水处理技术领域，从进风管流出的高温风流，可以对热交换管内废水中的水相进行蒸发，蒸发后的水相一部分可以通过热交换管上的透水膜流出，跟随热风流一起从出风管排出，剩余部分的水相会被风流吹打在周围的毛细吸附板上，被毛细吸附板上的毛细微孔所吸收，流入到环形空腔内，由蒸汽收集管排出，实现了对水相的多级隔离吸收。
Description
技术领域
本发明属于脂肪酸生产废水处理技术领域，具体是指一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备。
背景技术
在脂肪酸生产过程中，反应釜底层会排出大量的废水，这些废水中含有大量的甘油和硫酸钠，导致废水本身的腐蚀性强，需要经过处理后才能进行排放，一般的废水处理步骤包括：调节PH值、过滤脱色、蒸发水相、硫酸钠晶体析出和提纯甘油，但是在硫酸钠晶体析出和提纯甘油环节，由于上一步的水相被蒸发后，难以控制水蒸气的流向，导致硫酸钠晶体和甘油中会混杂部分水分，造成硫酸钠晶体和甘油的纯度降低，而且硫酸钠晶体析出后容易粘附在反应釜的内壁上，难以进行及时清理，因此急需一种脂肪酸生产废水处理设备来解决上述问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，解决了脂肪酸生产废水处理过程中的各种问题。
本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，包括蒸发器主体，还包括对冲式毛细吸附型水相蒸发组件，对冲式毛细吸附型水相蒸发组件安装在蒸发器主体上，对冲式毛细吸附型水相蒸发组件包括对冲式热风流蒸发装置和毛细吸附型水相蒸发收集装置，对冲式热风流蒸发装置设于蒸发器主体的外壁上，毛细吸附型水相蒸发收集装置安装在蒸发器主体内；内置式磁振抖动型收集组件，内置式磁振抖动型收集组件安装在蒸发器主体的底部漏斗内；往复式收集驱动组件，往复式收集驱动组件安装在蒸发器主体的外壁上；底部开合组件，底部开合组件安装在蒸发器主体的底部漏斗的外壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，对冲式热风流蒸发装置包括热风机、进风管和出风管，热风机对称布置设于蒸发器主体的外壁上，进风管的一端与热风机连接，进风管的另一端与蒸发器主体连接，出风管对称布置设于蒸发器主体上，出风管和进风管之间保持间隔布置。
作为本发明的一种优选技术方案，毛细吸附型水相蒸发收集装置包括安装固定板、导流锥、立柱、热交换管、透水膜、毛细吸附板、环形空腔、蒸汽收集管、过滤膜和通孔，安装固定板设于蒸发器主体内，导流锥通过立柱安装在安装固定板的顶壁上，热交换管的顶端穿过安装固定板，热交换管与安装固定板之间保持固定连接，透水膜设于热交换管的管壁上，透水膜穿透热交换管的管壁，毛细吸附板安装在蒸发器主体的内壁上，环形空腔设于蒸发器主体的壳体内，环形空腔的内部空间与毛细吸附板连通，蒸汽收集管安装在蒸发器主体的外壁上，蒸汽收集管的一端与环形空腔连接，过滤膜设于热交换管的底部出口的下方，通孔设于过滤膜上，通孔穿透过滤膜。
作为本发明的一种优选技术方案，内置式磁振抖动型收集组件包括内置腔体、振动磁铁棒、弹性包裹层和柔性隔层，内置腔体设于蒸发器主体的底部漏斗的壳体内，弹性包裹层覆盖在内置腔体上，柔性隔层环形阵列布置设于内置腔体内，振动磁铁棒设于相邻的柔性隔层之间，振动磁铁棒可以在内置腔体内滚动。
作为本发明的一种优选技术方案，往复式收集驱动组件包括环形轨道、环形齿轮、滑动块、连接块、驱动电机、转动轴、驱动齿轮、连接臂和驱动磁铁，环形轨道设于蒸发器主体的外壁上，环形轨道设有两组，滑动块的一端与环形轨道保持滑动连接，滑动块的另一端与连接块保持固定连接，驱动电机安装在顶部的滑动块上，转动轴的顶端与驱动电机保持转动连接，转动轴的底端与底部的滑动块保持转动连接，驱动齿轮安装在转动轴上，环形齿轮安装在蒸发器主体的外壁上，驱动齿轮与环形齿轮保持啮合连接，连接臂的一端与底部的滑动块连接，连接臂的一端与驱动磁铁连接，驱动磁铁贴紧蒸发器主体的底部漏斗。
作为本发明的一种优选技术方案，底部开合组件包括吊板、横板、驱动气缸和翻合盖，吊板的顶端与蒸发器主体的底部漏斗保持固定连接，横板设于吊板的底壁上，翻合盖铰接在蒸发器主体的底部出口处，驱动气缸的一端与横板保持铰接，驱动气缸的另一端与翻合盖保持铰接。
作为本发明的一种优选技术方案，过滤膜为PTFE过滤膜，PTFE过滤膜不透水。
作为本发明的一种优选技术方案，毛细吸附板整体环绕于热交换管布置。
作为本发明的一种优选技术方案，进风管和出风管的一端穿过毛细吸附板。
作为本发明的一种优选技术方案，蒸发器主体的顶部安装有加料口，蒸发器主体的外壁上安装有支撑件。
优选地，蒸发器主体上设有中央控制器，辅助实现脂肪酸生产废水处理等功能，中央控制器型号为STC12C6082。
本发明提出的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备的有益效果如下：
(1)从进风管流出的高温风流，可以对热交换管内废水中的水相进行蒸发，蒸发后的水相一部分可以通过热交换管上的透水膜流出，跟随热风流一起从出风管排出，剩余部分的水相会被风流吹打在周围的毛细吸附板上，被毛细吸附板上的毛细微孔所吸收，流入到环形空腔内，由蒸汽收集管排出，实现了对水相的多级隔离吸收。
(2)过滤膜采用PTFE过滤膜，可以有效防止蒸发器主体内部的水相通过，同时废水中的油脂可以从过滤膜上的通孔向下流动，油脂向下流动时可以将通孔堵塞，进一步防止蒸发器主体内残留的水相下移，有效对水相进行隔离。
(3)从两侧的进风管内流出的高温风流，可以对流动路径上的热交换管进行加热，在两侧流动的热风流发生激烈对撞时，会产生流动方向与原方向垂直的两股热风流，这两股热风流在流动时，可以对剩余未得到充分加热的热交换管进行加热，同时改变流向的热风流会直接从出风管流出，不会在蒸发器主体内形成涡流，避免水相跟随风流在蒸发器主体内随意流动。
(4)在蒸发器主体的底部漏斗内的硫酸钠浓度达到饱和后，硫酸钠晶体析出，此过程中会有部分硫酸钠晶体附着在底部漏斗的内壁上，此时控制驱动电机不断进行正转和反转，带动驱动磁铁往复移动，驱动磁铁移动过程中产生不断移动的磁场，带动与之邻近的振动磁铁棒在内置腔体内往复移动，而移动的振动磁铁棒又可以带动邻近的振动磁铁棒往复移动，最终所有的振动磁铁棒一同开始移动，从而不断改变弹性包裹层的形状，在不直接接触到硫酸钠晶体的条件下，将附着在弹性包裹层上的硫酸钠晶体挂除掉。
(5)驱动气缸可以控制翻合盖的翻转角度，从而可以快速将甘油和硫酸钠晶体排出。
(6)导流锥可以将倒入的废水向四周引流，防止废水积聚在安装固定板的局部区域，造成废水下流速度过慢，影响工作效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备的整体结构示意图；
图2为本发明提出的蒸发器主体的整体结构示意图；
图3为图2的A部分的局部放大图；
图4为本发明提出的蒸发器主体的内部结构示意图；
图5为本发明提出的安装固定板的整体结构示意图；
图6为本发明提出的热交换管的整体结构示意图；
图7为本发明提出的内置式磁振抖动型收集组件的整体结构示意图；
图8为本发明提出的内置式磁振抖动型收集组件的剖面图；
图9为本发明提出的振动磁铁棒和柔性隔层的整体结构示意图；
图10为本发明提出的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备的原理框图；
图11为本发明提出的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备的模块电路图；
图12为本发明提出的热风机的控制电路图。
其中，1、对冲式毛细吸附型水相蒸发组件，11、对冲式热风流蒸发装置，110、热风机，111、进风管，112、出风管，12、毛细吸附型水相蒸发收集装置，120、安装固定板，121、导流锥，122、立柱，123、热交换管，124、透水膜，125、毛细吸附板，126、环形空腔，127、蒸汽收集管，128、过滤膜，129、通孔，2、内置式磁振抖动型收集组件，21、内置腔体，22、振动磁铁棒，23、弹性包裹层，24、柔性隔层，3、往复式收集驱动组件，31、环形轨道，32、环形齿轮，33、滑动块，34、连接块，35、驱动电机，36、转动轴，37、驱动齿轮，38、连接臂，39、驱动磁铁，4、底部开合组件，41、吊板，42、横板，43、驱动气缸，44、翻合盖，5、蒸发器主体，6、加料口，7、支撑件。
在图11的中央控制器的电路图中，+5V为电路的供电电源，GND为接地端，XTAL1为晶振，C1和C2为晶振的起振电容，P1为驱动电机与中央控制器的连接口；在图12的电路图中，S为开关，M为风机，EH为发热器件，ST为磁控开关。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
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；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
作为本发明的一个新的实施例，如图1、图4和图7所示，本发明提出了一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，包括蒸发器主体5，还包括对冲式毛细吸附型水相蒸发组件1，对冲式毛细吸附型水相蒸发组件1安装在蒸发器主体5上，对冲式毛细吸附型水相蒸发组件1包括对冲式热风流蒸发装置11和毛细吸附型水相蒸发收集装置12，对冲式热风流蒸发装置11设于蒸发器主体5的外壁上，毛细吸附型水相蒸发收集装置12安装在蒸发器主体5内；内置式磁振抖动型收集组件2，内置式磁振抖动型收集组件2安装在蒸发器主体5的底部漏斗内；往复式收集驱动组件3，往复式收集驱动组件3安装在蒸发器主体5的外壁上；底部开合组件4，底部开合组件4安装在蒸发器主体5的底部漏斗的外壁上。
如图2所示，对冲式热风流蒸发装置11包括热风机110、进风管111和出风管112，热风机110对称布置设于蒸发器主体5的外壁上，进风管111的一端与热风机110连接，进风管111的另一端与蒸发器主体5连接，出风管112对称布置设于蒸发器主体5上，出风管112和进风管111之间保持间隔布置。
如图4-图6所示，毛细吸附型水相蒸发收集装置12包括安装固定板120、导流锥121、立柱122、热交换管123、透水膜124、毛细吸附板125、环形空腔126、蒸汽收集管127、过滤膜128和通孔129，安装固定板120设于蒸发器主体5内，导流锥121通过立柱122安装在安装固定板120的顶壁上，热交换管123的顶端穿过安装固定板120，热交换管123与安装固定板120之间保持固定连接，透水膜124设于热交换管123的管壁上，透水膜124穿透热交换管123的管壁，毛细吸附板125安装在蒸发器主体5的内壁上，环形空腔126设于蒸发器主体5的壳体内，环形空腔126的内部空间与毛细吸附板125连通，蒸汽收集管127安装在蒸发器主体5的外壁上，蒸汽收集管127的一端与环形空腔126连接，过滤膜128设于热交换管123的底部出口的下方，通孔129设于过滤膜128上，通孔129穿透过滤膜128。
如图7-图9所示，内置式磁振抖动型收集组件2包括内置腔体21、振动磁铁棒22、弹性包裹层23和柔性隔层24，内置腔体21设于蒸发器主体5的底部漏斗的壳体内，弹性包裹层23覆盖在内置腔体21上，柔性隔层24环形阵列布置设于内置腔体21内，振动磁铁棒22设于相邻的柔性隔层24之间，振动磁铁棒22可以在内置腔体21内滚动。
如图3所示，往复式收集驱动组件3包括环形轨道31、环形齿轮32、滑动块33、连接块34、驱动电机35、转动轴36、驱动齿轮37、连接臂38和驱动磁铁39，环形轨道31设于蒸发器主体5的外壁上，环形轨道31设有两组，滑动块33的一端与环形轨道31保持滑动连接，滑动块33的另一端与连接块34保持固定连接，驱动电机35安装在顶部的滑动块33上，转动轴36的顶端与驱动电机35保持转动连接，转动轴36的底端与底部的滑动块33保持转动连接，驱动齿轮37安装在转动轴36上，环形齿轮32安装在蒸发器主体5的外壁上，驱动齿轮37与环形齿轮32保持啮合连接，连接臂38的一端与底部的滑动块33连接，连接臂38的一端与驱动磁铁39连接，驱动磁铁39贴紧蒸发器主体5的底部漏斗。
如图2所示，底部开合组件4包括吊板41、横板42、驱动气缸43和翻合盖44，吊板41的顶端与蒸发器主体5的底部漏斗保持固定连接，横板42设于吊板41的底壁上，翻合盖44铰接在蒸发器主体5的底部出口处，驱动气缸43的一端与横板42保持铰接，驱动气缸43的另一端与翻合盖44保持铰接。
优选地，过滤膜128为PTFE过滤膜，PTFE过滤膜不透水。
优选地，毛细吸附板125整体环绕于热交换管123布置。
优选地，进风管111和出风管112的一端穿过毛细吸附板125。
优选地，蒸发器主体5的顶部安装有加料口6，蒸发器主体5的外壁上安装有支撑件7。
优选地，蒸发器主体5上设有中央控制器，辅助实现脂肪酸生产废水处理等功能，中央控制器型号为STC12C6082。
具体使用时，用户首先启动热风机110，热风机110产生高温热风流，高温热风流通过进风管111流入到蒸发器主体5内，对热交换管123进行预加热，从两侧的进风管111内流出的高温风流会发生激烈对撞，产生流动方向与原方向垂直的两股热风流，这两股热风流在流动时，可以对剩余未得到充分加热的热交换管123进行加热；然后将经过PH值调节和过滤脱色的废水倒入加料口6中，废水落在导流锥121上，废水被导流锥121引流到四周，流到安装固定板120上的废水落入到热交换管123中，热交换管123内废水中的水相被蒸发，蒸发后的水相一部分可以通过热交换管123上的透水膜124流出，跟随热风流一起从出风管112排出，剩余部分的水相会被风流吹打在周围的毛细吸附板125上，被毛细吸附板125上的毛细微孔所吸收，流入到环形空腔126内，由蒸汽收集管127排出，在水相被排出的过程中，发生对撞的热风流可以携带着水相一起流入到出风管112中，从而将大量的水相排出，同时对撞后改变流向的热风流不会在蒸发器主体5内形成涡流，避免水相跟随风流在蒸发器主体5内随意流动；经过蒸发处理后的废水从热交换管123的底部流出，落在过滤膜128上，过滤膜128采用PTFE过滤膜，可以有效防止蒸发器主体5内部的残留的水相通过，同时废水中的油脂可以从过滤膜128上的通孔向下流动，油脂向下流动时可以将通孔堵塞，进一步防止蒸发器主体5内残留的水相下移；经过蒸发后的废水通过过滤膜128后，会积攒在蒸发器主体5的底部漏斗内，当底部漏斗内的废水中的硫酸钠浓度达到饱和后，开始有硫酸钠晶体析出，此过程中会有部分硫酸钠晶体附着在底部漏斗的内壁上，此时控制驱动电机35不断进行正转和反转，带动驱动磁铁39往复移动，驱动磁铁39移动过程中产生不断移动的磁场，带动与之邻近的振动磁铁棒22在内置腔体21内往复移动，而移动的振动磁铁棒22又可以带动邻近的振动磁铁棒22往复移动，最终所有的振动磁铁棒22一同开始移动，从而不断改变弹性包裹层23的形状，在不直接接触到硫酸钠晶体的条件下，将附着在弹性包裹层23上的硫酸钠晶体挂除掉，然后控制驱动气缸43伸长，将翻合盖44打开，硫酸钠晶体和甘油可以流出，随后再对硫酸钠晶体和甘油进行分离即可，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。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。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，包括蒸发器主体(5)，其特征在于：还包括，
对冲式毛细吸附型水相蒸发组件(1)，所述对冲式毛细吸附型水相蒸发组件(1)安装在蒸发器主体(5)上，所述对冲式毛细吸附型水相蒸发组件(1)包括对冲式热风流蒸发装置(11)和毛细吸附型水相蒸发收集装置(12)，所述对冲式热风流蒸发装置(11)设于蒸发器主体(5)的外壁上，所述毛细吸附型水相蒸发收集装置(12)安装在蒸发器主体(5)内；
内置式磁振抖动型收集组件(2)，所述内置式磁振抖动型收集组件(2)安装在蒸发器主体(5)的底部漏斗内；
往复式收集驱动组件(3)，所述往复式收集驱动组件(3)安装在蒸发器主体(5)的外壁上；
底部开合组件(4)，所述底部开合组件(4)安装在蒸发器主体(5)的底部漏斗的外壁上。
2.根据权利要求1所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述对冲式热风流蒸发装置(11)包括热风机(110)、进风管(111)和出风管(112)，所述热风机(110)对称布置设于蒸发器主体(5)的外壁上，所述进风管(111)的一端与热风机(110)连接，所述进风管(111)的另一端与蒸发器主体(5)连接，所述出风管(112)对称布置设于蒸发器主体(5)上，所述出风管(112)和进风管(111)之间保持间隔布置。
3.根据权利要求2所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述毛细吸附型水相蒸发收集装置(12)包括安装固定板(120)、导流锥(121)、立柱(122)、热交换管(123)、透水膜(124)、毛细吸附板(125)、环形空腔(126)、蒸汽收集管(127)、过滤膜(128)和通孔，所述安装固定板(120)设于蒸发器主体(5)内，所述导流锥(121)通过立柱(122)安装在安装固定板(120)的顶壁上，所述热交换管(123)的顶端穿过安装固定板(120)，所述热交换管(123)与安装固定板(120)之间保持固定连接，所述透水膜(124)设于热交换管(123)的管壁上，所述透水膜(124)穿透热交换管(123)的管壁，所述毛细吸附板(125)安装在蒸发器主体(5)的内壁上，所述环形空腔(126)设于蒸发器主体(5)的壳体内，所述环形空腔(126)的内部空间与毛细吸附板(125)连通，所述蒸汽收集管(127)安装在蒸发器主体(5)的外壁上，所述蒸汽收集管(127)的一端与环形空腔(126)连接，所述过滤膜(128)设于热交换管(123)的底部出口的下方，所述通孔设于过滤膜(128)上，所述通孔穿透过滤膜(128)。
4.根据权利要求3所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述内置式磁振抖动型收集组件(2)包括内置腔体(21)、振动磁铁棒(22)、弹性包裹层(23)和柔性隔层(24)，所述内置腔体(21)设于蒸发器主体(5)的底部漏斗的壳体内，所述弹性包裹层(23)覆盖在内置腔体(21)上，所述柔性隔层(24)环形阵列布置设于内置腔体(21)内，所述振动磁铁棒(22)设于相邻的柔性隔层(24)之间，所述振动磁铁棒(22)可以在内置腔体(21)内滚动。
5.根据权利要求4所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述往复式收集驱动组件(3)包括环形轨道(31)、环形齿轮(32)、滑动块(33)、连接块(34)、驱动电机(35)、转动轴(36)、驱动齿轮(37)、连接臂(38)和驱动磁铁(39)，所述环形轨道(31)设于蒸发器主体(5)的外壁上，所述环形轨道(31)设有两组，所述滑动块(33)的一端与环形轨道(31)保持滑动连接，所述滑动块(33)的另一端与连接块(34)保持固定连接，所述驱动电机(35)安装在顶部的滑动块(33)上，所述转动轴(36)的顶端与驱动电机(35)保持转动连接，所述转动轴(36)的底端与底部的滑动块(33)保持转动连接，所述驱动齿轮(37)安装在转动轴(36)上，所述环形齿轮(32)安装在蒸发器主体(5)的外壁上，所述驱动齿轮(37)与环形齿轮(32)保持啮合连接，所述连接臂(38)的一端与底部的滑动块(33)连接，所述连接臂(38)的一端与驱动磁铁(39)连接，所述驱动磁铁(39)贴紧蒸发器主体(5)的底部漏斗。
6.根据权利要求5所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述底部开合组件(4)包括吊板(41)、横板(42)、驱动气缸(43)和翻合盖(44)，所述吊板(41)的顶端与蒸发器主体(5)的底部漏斗保持固定连接，所述横板(42)设于吊板(41)的底壁上，所述翻合盖(44)铰接在蒸发器主体(5)的底部出口处，所述驱动气缸(43)的一端与横板(42)保持铰接，所述驱动气缸(43)的另一端与翻合盖(44)保持铰接。
7.根据权利要求6所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述过滤膜(128)为PTFE过滤膜。
8.根据权利要求7所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述毛细吸附板(125)整体环绕于热交换管(123)布置。
9.根据权利要求8所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述进风管(111)和出风管(112)的一端穿过毛细吸附板(125)。
10.根据权利要求9所述的一种多级水相隔离型脂肪酸生产废水处理设备，其特征在于：所述蒸发器主体(5)的顶部安装有加料口(6)，所述蒸发器主体(5)的外壁上安装有支撑件(7)。
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