CN103495293B - 氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺及其设备，工艺包括以下步骤：1）预沉降：2）一级沉降：将预沉降后的浆液再次进行重力沉降，水力停留时间为11～13小时，进一步沉降灰渣，清液满流回脱硫系统；3）二级沉降：将一级沉降后的浆液加水进行洗涤，然后将洗涤后的浆液充分沉降进一步分离灰渣,沉降时间为8～10小时，清液满流回脱硫系统，分离出底部渣浆；4）三级沉降：分离出底部灰渣加以去除；设备主要包括预沉槽，一级沉淀槽，二级沉淀槽，渣浆槽。本发明灰渣去除率达90%以上，大幅提高了硫铵产品的纯度，避免了脱硫设备因灰渣堵塞而造成的故障，也有效避免了灰渣中的重金属随硫酸铵化肥流入农田造成二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及氨法烟气脱硫技术，具体地指一种氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺及其设备。
背景技术
氨是一种良好的碱性吸收剂，氨法烟气脱硫工艺利用氨的这一特点，以水溶液中的NH3和SO2反应为基础，用氨水将废气中的SO2脱除，生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵溶液，经氧化后得到硫酸铵浆液，进而结晶干燥得到硫铵产品。氨法烟气脱硫技术具有脱硫效率高，副产品价值高，循环经济等优点，然而氨法脱硫工艺存在一个困扰整个行业的问题，就是氨法脱硫浆液中累积的灰渣影响系统操作和后续硫酸铵化肥的质量，同时灰渣中的重金属会随着硫酸铵化肥流入农田，对农作物造成污染。
传统去除氨法脱硫浆液中灰渣的方法主要有机械过滤法，此方法存在过滤效果差，过滤设备不易操作，设备故障率高，及成本高等缺陷，国内多套尝试运行的过滤装置均相继停用或拆除；也有厂家尝试过采用膜过滤法进行灰渣过滤，该方法过滤效果较好，但存在运行条件要求高，膜容易堵塞，处理量小，且过滤膜材料价格昂贵等问题，很难得到广泛应用。因此，摸索出一种能高效去除氨法脱硫浆液中灰渣的技术，并使得该技术能大范围应用于氨法脱硫浆液中灰渣的去除便成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺及其设备，该工艺对灰渣的去除效率高，容易操作，且经济性好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺，包括以下步骤：
1）预沉降：将氨法脱硫浆液进行重力沉降，初步沉降灰渣，上层清液满流回脱硫系统；
2）一级沉降：将预沉降后的浆液再次进行重力沉降，水力停留时间为11～13小时，进一步沉降灰渣，上层清液满流回脱硫系统；
3）二级沉降：将一级沉降后的浆液加水进行洗涤，然后将洗涤后的浆液充分沉降进一步分离灰渣,沉降时间为8～10小时，上层清液满流回脱硫系统，分离出底部渣浆；
4）三级沉降：将二级沉降后的底部渣浆再进行重力沉降，上层清液满流回脱硫系统，分离出底部灰渣加以去除。
进一步地，所述步骤3）中，通过控制洗涤次数和加水量使二次沉降后底部渣浆中硫酸铵的质量百分含量≤6%。
进一步地，所述步骤2）中，工作温度为30～70℃，浆液温度为40～60℃。
进一步地，所述步骤3）中，工作温度为30～70℃，浆液温度为40～60℃。
一种为实现上述工艺而设计的氨法脱硫浆液中灰渣去除设备，包括预沉槽，一级沉淀槽，二级沉淀槽，及渣浆槽，所述预沉槽上设有满流口和浆液出口，所述一级沉淀槽顶端分别设有浆液进口和满流口，所述一级沉淀槽底部设有浆液出口，所述预沉槽的浆液出口与所述一级沉淀槽的浆液进口连接，所述二级沉淀槽顶端分别设有满流口，浆液进口，及加水口，所述二级沉淀槽的底部设有渣浆出口，所述一级沉淀槽的浆液出口与所述二级沉淀槽的浆液进口连接，所述渣浆槽顶部分别设有渣浆进口和满流口，所述渣浆槽底端设有渣浆出口，所述二级沉淀槽的渣浆出口与所述渣浆槽的渣浆进口连接。
进一步地，所述一级沉淀槽上部呈圆柱体状，底部呈45°～65°锥体状，所述一级沉淀槽内设有浆液分布器，液位计，及温度计。
进一步地，所述一级沉淀槽上设有事故浆液进口，所述一级沉淀槽与事故浆液箱连接，所述事故浆液箱上分别设有满流口和浆液出口，所述事故浆液箱上的浆液出口与所述一级沉淀槽的事故浆液进口连接。事故浆液箱和预沉槽一样，在其中进行预沉可以增加沉降效果。
更进一步地，所述预沉槽的浆液出口与所述一级沉淀槽的浆液进口间连有第一浆液泵，所述事故浆液箱的浆液出口与所述一级沉淀槽的事故浆液进口间连有事故浆液泵，所述一级沉淀槽的浆液出口与所述二级沉淀槽的浆液进口间连有第二浆液泵，所述渣浆槽的渣浆出口上设有渣浆泵。渣浆泵将渣浆槽内的渣浆送至固定地点回收利用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明利用自然沉降，经过四次逐渐沉降分离的过程妥善实现了氨法脱硫浆液中灰渣的高效去除，使得氨法脱硫浆液中灰渣去除率达90%以上，进而使得清液经过结晶、分离、干燥后得到的硫铵含氮量达20.50%以上，满足GB535-1995对硫酸铵合格品的质量要求，大幅提高了硫铵产品的纯度。
其二，本发明工艺有效去除了氨法脱硫浆液中的灰渣，彻底避免了脱硫设备因灰渣堵塞而造成的故障；也有效避免了灰渣中的重金属随硫酸铵化肥流入农田对农作物造成污染，即避免造成二次污染。
其三，本发明工艺中灰渣的沉淀采用连续自然沉降方式，沉降后的富含灰渣的浓缩液与清液能有效地进行分离，节约能耗，控制简单。
附图说明
图1为一种氨法脱硫浆液中灰渣去除设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明并不限于下述实施例。
如图1所示的一种氨法脱硫浆液中灰渣去除设备，包括带进浆口的预沉槽1，预沉槽1上设有满流口2和浆液出口3，预沉槽1与一级沉淀槽4连接，一级沉淀槽4顶端分别设有浆液进口5和满流口6，一级沉淀槽4底部设有浆液出口7，预沉槽1的浆液出口3与一级沉淀槽4的浆液进口5连接，一级沉淀槽4内设有浆液分布器17使浆液均匀分布，一级沉淀槽4内还设有玻璃液位计、雷达液位计、温度计等附件，以便于操作者随时掌握一级沉淀槽4的运行情况，一级沉淀槽4上还设有事故浆液进口18，一级沉淀槽4与事故浆液箱19连接，事故浆液箱19上分别设有满流口20和浆液出口21，事故浆液箱19上的浆液出口21与所述一级沉淀槽4的事故浆液进口18连接；一级沉淀槽4与二级沉淀槽8连接，二级沉淀槽8顶端分别设有满流口9，浆液进口10，及加水口11，二级沉淀槽8的底部设有渣浆出口12，一级沉淀槽4的浆液出口7与二级沉淀槽8的浆液进口10连接，二级沉淀槽8内还设有搅拌器28，二级沉淀槽8与渣浆槽13连接，渣浆槽13顶部分别设有渣浆进口14和满流口15，渣浆槽13底端设有渣浆出口16，二级沉淀槽8的渣浆出口12与渣浆槽13的渣浆进口14连接；预沉槽1的浆液出口3与一级沉淀槽4的浆液进口5间连有第一浆液泵22，事故浆液箱19的浆液出口21与一级沉淀槽4的事故浆液进口18间连有事故浆液泵23，在第一浆液泵22和事故浆液泵23的出口管路上设有流量自动调节装置调节进入一级沉淀槽4的浆液量，一级沉淀槽4的浆液出口7与二级沉淀槽8的浆液进口10间连有第二浆液泵24，渣浆槽13的渣浆出口16上设有渣浆泵25。
其中，一级沉淀槽4上部呈圆柱体状，底部呈45°～65°锥体状，底部锥角优选60°，为碳钢材质，由钢筋混凝土支撑，浆液处理量达1000m3/天，设计压力为常压，工作温度为30℃～70℃，浆液温度为40℃～60℃，有效容积为500m3，直径为8000mm，全高为15328mm；二级沉淀槽8上部呈圆柱体，下部呈锥体状，为碳钢材质，由钢筋混凝土支撑，渣浆处理量为130m3/次，设计压力为常压，工作温度为30℃～70℃，浆液温度为40℃～60℃，有效容积为200m3，直径为6000mm，全高为11596mm。
上述设备的工艺流程如下：
1）预沉降：来自脱硫系统携带了灰渣的硫酸铵浆液进入预沉槽1，浆液在预沉槽1中进行重力沉降，分离过程中不能开启搅拌器，初步沉降灰渣，上层清液通过满流口2自流入地沟26后最终回脱硫系统；
2）一级沉降：用第一浆液泵22将预沉降后的浆液从预沉槽1的浆液出口3经一级沉淀槽4的浆液进口5输送到一级沉淀槽4中，浆液通过浆液分布器17进行均匀分布，浆液在一级沉淀槽4中再次进行重力沉降，浆液停留时间为11～13小时，优选12小时，从而浆液中的灰渣沉入一级沉淀槽4的底部，清液通过一级沉淀槽4顶端的满流口6或下部的清液出口27自流入吸收塔或地沟；作为备用，浆液也可由事故浆液泵23将其从事故浆液箱19的浆液出口21经事故浆液进口18输送到一级沉淀槽4中；
3）二级沉降：用第二浆液泵24将一级沉降分离出的浆液从一级沉淀槽4的浆液出口7经二级沉淀槽8的浆液进口10输送到二级沉淀槽8中，为了尽可能地降低渣浆带走硫酸铵而造成损失，从加水口11加入一定量的水进行洗涤以降低渣浆中的硫铵含量，边加水边搅拌，然后再将洗涤后的浆液充分沉降进一步分离灰渣,沉降时间优选8～10小时，清液通过二级沉淀槽8的满流口9或清液出口自流回脱硫系统，分离出底部渣浆，其中，通过控制洗涤次数和加水量使二次沉降后底部渣浆中硫酸铵的质量百分含量≤6%，根据情况可分为2-3次洗涤，每次加入的水量可按工艺水与浓缩液体积比为1:1进行加入。
4）三级沉降：将二级沉降分离出的渣浆从二级沉淀槽8的渣浆出口12放入下面的渣浆槽13中，渣浆槽13有进一步沉淀分离的作用，使渣浆进一步浓缩，上部的分离水从渣浆槽13的满流口15流入地沟汇集到吸收塔区的地坑，由地坑泵送回吸收塔系统，同时，用渣浆泵25将渣浆槽13中的渣浆送到烧结混合机按一定比例配入烧结原料中或直接送到铁料场。
本工艺中，经过沉降的清液溢流回吸收塔，含有灰渣的浆液不断地浓缩，形成沉降至底部的渣浆，渣浆最终自流至渣浆池，收集去除，从而达到分离灰渣的目的。本工艺中浆液实际有四次逐渐沉降分离的过程，即：1）在现有的预沉槽1或事故浆液箱19中进行预沉降，2）送入一级沉淀槽4进行第二次沉降（为主要沉降过程），3）送入二级沉淀槽8后进行第三次沉降，4）渣浆进入混凝土渣浆槽13后还有最后一次沉降，本工艺使得氨法脱硫浆液中灰渣去除率达90%以上，且硫酸铵损失小，渣浆含水低；采用自动控制方式，操作简单，降低了人工成本。
Claims (4)
1.一种氨法脱硫浆液中灰渣去除工艺，包括以下步骤：
1)预沉降：将氨法脱硫浆液进行重力沉降，初步沉降灰渣，上层清液满流回脱硫系统；
2)一级沉降：将预沉降后的浆液再次进行重力沉降，水力停留时间为11～13小时，进一步沉降灰渣，上层清液满流回脱硫系统，工作温度为30～70℃，浆液温度为40～60℃；
3)二级沉降：将一级沉降后的浆液加水进行洗涤，然后将洗涤后的浆液充分沉降进一步分离灰渣,沉降时间为8～10小时，上层清液满流回脱硫系统，分离出底部渣浆，工作温度为30～70℃，浆液温度为40～60℃；并通过控制洗涤次数和加水量使二次沉降后底部渣浆中硫酸铵的质量百分含量≤6％；
4)三级沉降：将二级沉降后的底部渣浆再进行重力沉降，上层清液满流回脱硫系统，分离出底部灰渣加以去除。
2.一种为实现权利要求1所述工艺而设计的氨法脱硫浆液中灰渣去除设备，包括预沉槽(1)，一级沉淀槽(4)，二级沉淀槽(8)，及渣浆槽(13)，其特征在于：所述预沉槽(1)上设有满流口(2)和浆液出口(3)，所述一级沉淀槽(4)顶端分别设有浆液进口(5)和满流口(6)，所述一级沉淀槽(4)底部设有浆液出口(7)，所述预沉槽(1)的浆液出口(3)与所述一级沉淀槽(4)的浆液进口(5)连接，所述二级沉淀槽(8)顶端分别设有满流口(9)，浆液进口(10)，及加水口(11)，所述二级沉淀槽(8)的底部设有渣浆出口(12)，所述一级沉淀槽(4)的浆液出口(7)与所述二级沉淀槽(8)的浆液进口(10)连接，所述渣浆槽(13)顶部分别设有渣浆进口(14)和满流口(15)，所述渣浆槽(13)底端设有渣浆出口(16)，所述二级沉淀槽(8)的渣浆出口(12)与所述渣浆槽(13)的渣浆进口(14)连接；所述一级沉淀槽(4)上设有事故浆液进口(18)，所述一级沉淀槽(4)与事故浆液箱(19)连接，所述事故浆液箱(19)上分别设有满流口(20)和浆液出口(21)，所述事故浆液箱(19)上的浆液出口(21)与所述一级沉淀槽(4)的事故浆液进口(18)连接。
3.根据权利要求2所述的氨法脱硫浆液中灰渣去除设备，其特征在于：所述一级沉淀槽(4)上部呈圆柱体状，底部呈45°～65°锥体状，所述一级沉淀槽(4)内设有浆液分布器(17)，液位计，及温度计。
4.根据权利要求2或3所述的氨法脱硫浆液中灰渣去除设备，其特征在于：所述预沉槽(1)的浆液出口(3)与所述一级沉淀槽(4)的浆液进口(5)间连有第一浆液泵(22)，所述事故浆液箱(19)的浆液出口(21)与所述一级沉淀槽(4)的事故浆液进口(18)间连有事故浆液泵(23)，所述一级沉淀槽(4)的浆液出口(7)与所述二级沉淀槽(8)的浆液进口(10)间连有第二浆液泵(24)，所述渣浆槽(13)的渣浆出口(16)上设有渣浆泵(25)。
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- 2013-10-22 CN CN201310496639.9A patent/CN103495293B/zh active Active
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