一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統。該系統包括：恒溫澄清池、過濾單元、空氣冷卻塔、冷卻結晶單元、蒸發結晶單元和熱熔干燥單元；所述恒溫澄清池設置有上料稱重單元、pH監測單元、上層清液分析單元、稀硫酸加入單元和小蘇打加入單元。鈉基干法脫硫副產物在恒溫澄清池中熱溶解于水中，并加入稀硫酸使溶液為弱堿性；靜置后通過上層清液分析單元分析上層清液中硫酸鈉和氯化鈉的質量比，通過小蘇打加入單元和稀硫酸加入單元加加料調節該比例不低于95:5；之后過濾除雜、預冷至室溫；然后進行冷卻結晶并分離出芒硝和母液；母液繼續進行蒸發結晶得到氯化鈉；芒硝熔融去結晶水、干燥得到無水硫酸鈉。干燥得到無水硫酸鈉。干燥得到無水硫酸鈉。

【技術實現步驟摘要】
一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統


[0001]本技術涉及煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物處理領域，具體涉及一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統。

技術介紹

[0002]煤氣鍋爐煙氣與燃煤鍋爐煙氣相比具有煙氣含硫低、粉塵濃度低的特點，常采用鈉基干法脫硫工藝進行煙氣脫硫達到超低排放的目標。鈉基干法脫硫工藝以小蘇打作脫硫劑，經研磨成粉后送入煙道，在煙道內與高溫煙氣充分接觸，小蘇打被加熱激活，與煙氣中的SO2及其他酸性介質發生化學反應，使煙氣凈化。與其他半干法、濕法脫硫工藝比，該工藝脫硫副產物較少、工藝簡單、脫硫效率高，但是存在副產物難處理的問題，甚至該副產物被視為危廢，因此其資源化利用的問題亟待解決。
[0003]近年來，煤氣鍋爐在鋼鐵冶金行業應用較多，正常工況下以燃燒高爐煤氣為主，偶爾會摻燒少量的轉爐煤氣或焦爐煤氣。通過控制脫硫劑的過噴率，目前干法脫硫副產物的主要成分為硫酸鈉(75％以上)，此外還包括由小蘇打分解產生的碳酸鈉，部分未發生反應的碳酸氫鈉、氯化鈉，以及少量煙氣攜帶的灰塵等，相當于一種以硫酸鈉為主的混合鹽。
[0004]本技術通過對脫硫副產物進行溶解前處理后，基于不同溫度下不同鈉鹽的溶解度差異，采用結晶分鹽技術，來實現脫硫副產物的綜合利用。

技術實現思路

[0005]本技術的目的在于提供一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統。本技術的處理系統利用結晶分鹽技術，通過前期調控兩種鹽的比例，采用冷卻結晶析硝和蒸發結晶析鹽聯合工藝，獲得高純度的無水硫酸鈉和氯化鈉，實現脫硫副產物的綜合利用。
[0006]為了實現以上目的，本技術采用以下技術方案：
[0007]本技術提供一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統，該系統包括：恒溫澄清池、過濾單元、空氣冷卻塔、冷卻結晶單元、蒸發結晶單元和熱熔干燥單元；
[0008]所述恒溫澄清池設置有上料稱重單元、pH監測單元、上層清液分析單元、稀硫酸加入單元、小蘇打加入單元；
[0009]所述恒溫澄清池的出口連接所述過濾單元的入口；所述過濾單元的出口連接所述空氣冷卻塔的入口；所述空氣冷卻塔的出口連接所述冷卻結晶單元的入口；所述冷卻結晶單元包括母液出口和固體出口；所述冷卻結晶單元的母液出口與所述蒸發結晶單元的入口連接；所述冷卻結晶單元的固體出口與所述熱熔干燥單元的入口連接。
[0010]所述上料稱重單元用以向所述恒溫澄清池計量加入鈉基干法脫硫副產物；所述恒溫澄清池用以將所述鈉基干法脫硫副產物熱溶解于水中，并通過所述稀硫酸加入單元加入稀硫酸使溶液為弱堿性；靜置后通過所述上層清液分析單元分析上層清液中硫酸鈉和氯化鈉的質量比，若該質量比低于95:5，則通過所述小蘇打加入單元和稀硫酸加入單元加入小
蘇打和稀硫酸調節硫酸鈉和氯化鈉的質量比不低于95:5。調節完成后的溶液進入過濾單元進行過濾除雜。所述空氣冷卻塔用以對完成活性炭過濾的溶液進行預冷至室溫；之后進入所述冷卻結晶單元進行冷卻結晶并分離出芒硝和母液；所述母液通過母液出口進入所述蒸發結晶進行蒸發結晶，并分離得到氯化鈉和蒸發冷凝水；所述冷卻結晶單元進行冷卻結晶得到的芒硝在所述熱熔干燥單元中熔融去結晶水、干燥，得到無水硫酸鈉。
[0011]根據本技術的系統，優選地，所述恒溫澄清池的溫度為40
±
5℃，于此溫度下完成所述鈉基干法脫硫副產物的熱溶解。熱溶解時水與鈉基干法脫硫副產物的質量比可以為3:1～5:1，例如3:1。
[0012]根據本技術的系統，所述pH監測單元中還設置有提示裝置，當所監測到的pH范圍為7<pH<7.1時發出提示信號。具體的提示信號可以是聲音、燈光等，該提示信號與所述稀硫酸加入單元自動聯鎖，當所述稀硫酸加入單元收到提示信號后，即表示調節溶液為弱堿性完成，關閉所述稀硫酸加入單元，停止加入稀硫酸。
[0013]具體的提示信號可以是與稀硫酸加入單元的閥門(如電磁閥)進行自動聯鎖，當收到提示信號后，閥門關閉，停止稀硫酸加入單元加入稀硫酸。
[0014]示例性的，所述稀硫酸可以使用質量濃度30％～50％。
[0015]根據本技術的系統，所述恒溫澄清池中設置有攪拌裝置，以便在熱溶解和加入稀硫酸和/或小蘇打時進行攪拌。
[0016]根據本技術的系統，所述上層清液分析單元通過化學成分及含量分析完成對上層清液中硫酸鈉和氯化鈉的質量比的分析；例如所述上層清液分析單元為溶液滴定單元，采用溶液滴定法分別測量溶液中的SO
42
?
和Cl
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的含量，然后折算成硫酸鈉和氯化鈉的質量比。
[0017]根據本技術的系統，優選地，所述過濾單元包括依次連接的初級過濾單元和活性炭吸附塔；
[0018]所述恒溫澄清池的出口連接所述初級過濾單元的入口；所述初級過濾單元的出口連接所述活性炭吸附塔的入口；所述活性炭吸附塔的出口連接所述空氣冷卻塔的入口。
[0019]所述初級過濾單元用以對調節完成后的溶液進行初級過濾，除去粒度較大的不溶性雜質。所述活性炭吸附塔用以對初級過濾后的溶液進行活性炭過濾，提升后期所得無水硫酸鈉的白度，同時除去可能存在的重金屬雜質(對于煤氣鍋爐，其重金屬含量為微量級)。
[0020]根據本技術的系統，優選地，所述初級過濾單元為燭式過濾器；更優選地，所述燭式過濾器的過濾精度≤3μm。
[0021]根據本技術的系統，優選地，所述冷卻結晶單元為冷凍結晶器。
[0022]根據本技術的系統，優選地，所述冷凍結晶器的溫度為0
?
10℃。
[0023]根據本技術的系統，優選地，所述蒸發結晶單元為蒸發結晶器。
[0024]根據本技術的系統，優選地，所述熱熔干燥單元的溫度為70～95℃，即所述芒硝熔融在此溫度下去結晶水。更優選地，所述熱熔干燥單元包括熔融池和干燥裝置；所述干燥裝置具體可以為推料離心機、熱空氣干燥器或蒸汽干燥器，用以完成最后的干燥得到無水硫酸鈉。
[0025]本技術的技術方案針對的是煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物，所述鈉基干法脫硫副產物的主要成分為硫酸鈉(75％以上)，此外還包括由小蘇打分解產生的碳酸鈉，部分
未發生反應的碳酸氫鈉、氯化鈉，以及少量煙氣攜帶的灰塵等，相當于一種以硫酸鈉為主的混合鹽。加入稀硫酸的目的是將其中的碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種鹽轉化成硫酸鈉，將溶液變成一種硫酸鈉和氯化鈉的混合鹽液。硫酸鈉和氯化鈉兩種鹽在固態混合物(脫硫副產物)時的比例含量懸殊比較大，固態中硫酸鈉含量不低于75％，因此本技術以提取硫酸鈉鹽為主。本技術的技術方案在前期調控兩種鹽的比例，使得硫酸鈉和氯化鈉的質量比不低于95：5(即硫酸鈉的含量不低于兩種鹽總含量的95％)；以實現在冷卻結晶過程中，隨著溶液溫度降低，硫酸鈉溶液度逐漸降低，而氯化鈉溶液保持不變，硫酸鈉逐漸過飽和至析出。在該比例要求下，相平衡時將分為兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統，其特征在于，該系統包括：恒溫澄清池、過濾單元、空氣冷卻塔、冷卻結晶單元、蒸發結晶單元和熱熔干燥單元；所述恒溫澄清池設置有上料稱重單元、pH監測單元、上層清液分析單元、稀硫酸加入單元和小蘇打加入單元；所述恒溫澄清池的出口連接所述過濾單元的入口；所述過濾單元的出口連接所述空氣冷卻塔的入口；所述空氣冷卻塔的出口連接所述冷卻結晶單元的入口；所述冷卻結晶單元包括母液出口和固體出口；所述冷卻結晶單元的母液出口與所述蒸發結晶單元的入口連接；所述冷卻結晶單元的固體出口與所述熱熔干燥單元的入口連接。2.根據權利要求1所述煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統，其特征在于，所述恒溫澄清池的溫度為40
±
5℃。3.根據權利要求1所述煤氣鍋爐鈉基干法脫硫副產物資源化處理系統，其特征在于，所述pH監測單元中還設置有提示裝置，當所述pH監測單元監測到的pH范圍為7<pH<7.1時發出提示信號，該提示信號與所述稀硫酸加入單元自動聯鎖，當所述稀硫酸加入單元收到所述提示信號后，關閉所述稀硫酸加入單元。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：萬慶明，丁勇山，楊明華，周靖，李海英，
申請(專利權)人：北京京誠科林環保科技有限公司，
類型：新型
國別省市：