一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统。该系统包括：恒温澄清池、过滤单元、空气冷却塔、冷却结晶单元、蒸发结晶单元和热熔干燥单元；所述恒温澄清池设置有上料称重单元、pH监测单元、上层清液分析单元、稀硫酸加入单元和小苏打加入单元。钠基干法脱硫副产物在恒温澄清池中热溶解于水中，并加入稀硫酸使溶液为弱碱性；静置后通过上层清液分析单元分析上层清液中硫酸钠和氯化钠的质量比，通过小苏打加入单元和稀硫酸加入单元加加料调节该比例不低于95:5；之后过滤除杂、预冷至室温；然后进行冷却结晶并分离出芒硝和母液；母液继续进行蒸发结晶得到氯化钠；芒硝熔融去结晶水、干燥得到无水硫酸钠。干燥得到无水硫酸钠。干燥得到无水硫酸钠。

【技术实现步骤摘要】
一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统


[0001]本技术涉及煤气锅炉钠基干法脱硫副产物处理领域，具体涉及一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统。

技术介绍

[0002]煤气锅炉烟气与燃煤锅炉烟气相比具有烟气含硫低、粉尘浓度低的特点，常采用钠基干法脱硫工艺进行烟气脱硫达到超低排放的目标。钠基干法脱硫工艺以小苏打作脱硫剂，经研磨成粉后送入烟道，在烟道内与高温烟气充分接触，小苏打被加热激活，与烟气中的SO2及其他酸性介质发生化学反应，使烟气净化。与其他半干法、湿法脱硫工艺比，该工艺脱硫副产物较少、工艺简单、脱硫效率高，但是存在副产物难处理的问题，甚至该副产物被视为危废，因此其资源化利用的问题亟待解决。
[0003]近年来，煤气锅炉在钢铁冶金行业应用较多，正常工况下以燃烧高炉煤气为主，偶尔会掺烧少量的转炉煤气或焦炉煤气。通过控制脱硫剂的过喷率，目前干法脱硫副产物的主要成分为硫酸钠(75％以上)，此外还包括由小苏打分解产生的碳酸钠，部分未发生反应的碳酸氢钠、氯化钠，以及少量烟气携带的灰尘等，相当于一种以硫酸钠为主的混合盐。
[0004]本技术通过对脱硫副产物进行溶解前处理后，基于不同温度下不同钠盐的溶解度差异，采用结晶分盐技术，来实现脱硫副产物的综合利用。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统。本技术的处理系统利用结晶分盐技术，通过前期调控两种盐的比例，采用冷却结晶析硝和蒸发结晶析盐联合工艺，获得高纯度的无水硫酸钠和氯化钠，实现脱硫副产物的综合利用。
[0006]为了实现以上目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本技术提供一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统，该系统包括：恒温澄清池、过滤单元、空气冷却塔、冷却结晶单元、蒸发结晶单元和热熔干燥单元；
[0008]所述恒温澄清池设置有上料称重单元、pH监测单元、上层清液分析单元、稀硫酸加入单元、小苏打加入单元；
[0009]所述恒温澄清池的出口连接所述过滤单元的入口；所述过滤单元的出口连接所述空气冷却塔的入口；所述空气冷却塔的出口连接所述冷却结晶单元的入口；所述冷却结晶单元包括母液出口和固体出口；所述冷却结晶单元的母液出口与所述蒸发结晶单元的入口连接；所述冷却结晶单元的固体出口与所述热熔干燥单元的入口连接。
[0010]所述上料称重单元用以向所述恒温澄清池计量加入钠基干法脱硫副产物；所述恒温澄清池用以将所述钠基干法脱硫副产物热溶解于水中，并通过所述稀硫酸加入单元加入稀硫酸使溶液为弱碱性；静置后通过所述上层清液分析单元分析上层清液中硫酸钠和氯化钠的质量比，若该质量比低于95:5，则通过所述小苏打加入单元和稀硫酸加入单元加入小
苏打和稀硫酸调节硫酸钠和氯化钠的质量比不低于95:5。调节完成后的溶液进入过滤单元进行过滤除杂。所述空气冷却塔用以对完成活性炭过滤的溶液进行预冷至室温；之后进入所述冷却结晶单元进行冷却结晶并分离出芒硝和母液；所述母液通过母液出口进入所述蒸发结晶进行蒸发结晶，并分离得到氯化钠和蒸发冷凝水；所述冷却结晶单元进行冷却结晶得到的芒硝在所述热熔干燥单元中熔融去结晶水、干燥，得到无水硫酸钠。
[0011]根据本技术的系统，优选地，所述恒温澄清池的温度为40
±
5℃，于此温度下完成所述钠基干法脱硫副产物的热溶解。热溶解时水与钠基干法脱硫副产物的质量比可以为3:1～5:1，例如3:1。
[0012]根据本技术的系统，所述pH监测单元中还设置有提示装置，当所监测到的pH范围为7<pH<7.1时发出提示信号。具体的提示信号可以是声音、灯光等，该提示信号与所述稀硫酸加入单元自动联锁，当所述稀硫酸加入单元收到提示信号后，即表示调节溶液为弱碱性完成，关闭所述稀硫酸加入单元，停止加入稀硫酸。
[0013]具体的提示信号可以是与稀硫酸加入单元的阀门(如电磁阀)进行自动联锁，当收到提示信号后，阀门关闭，停止稀硫酸加入单元加入稀硫酸。
[0014]示例性的，所述稀硫酸可以使用质量浓度30％～50％。
[0015]根据本技术的系统，所述恒温澄清池中设置有搅拌装置，以便在热溶解和加入稀硫酸和/或小苏打时进行搅拌。
[0016]根据本技术的系统，所述上层清液分析单元通过化学成分及含量分析完成对上层清液中硫酸钠和氯化钠的质量比的分析；例如所述上层清液分析单元为溶液滴定单元，采用溶液滴定法分别测量溶液中的SO
42
‑
和Cl
‑
的含量，然后折算成硫酸钠和氯化钠的质量比。
[0017]根据本技术的系统，优选地，所述过滤单元包括依次连接的初级过滤单元和活性炭吸附塔；
[0018]所述恒温澄清池的出口连接所述初级过滤单元的入口；所述初级过滤单元的出口连接所述活性炭吸附塔的入口；所述活性炭吸附塔的出口连接所述空气冷却塔的入口。
[0019]所述初级过滤单元用以对调节完成后的溶液进行初级过滤，除去粒度较大的不溶性杂质。所述活性炭吸附塔用以对初级过滤后的溶液进行活性炭过滤，提升后期所得无水硫酸钠的白度，同时除去可能存在的重金属杂质(对于煤气锅炉，其重金属含量为微量级)。
[0020]根据本技术的系统，优选地，所述初级过滤单元为烛式过滤器；更优选地，所述烛式过滤器的过滤精度≤3μm。
[0021]根据本技术的系统，优选地，所述冷却结晶单元为冷冻结晶器。
[0022]根据本技术的系统，优选地，所述冷冻结晶器的温度为0
‑
10℃。
[0023]根据本技术的系统，优选地，所述蒸发结晶单元为蒸发结晶器。
[0024]根据本技术的系统，优选地，所述热熔干燥单元的温度为70～95℃，即所述芒硝熔融在此温度下去结晶水。更优选地，所述热熔干燥单元包括熔融池和干燥装置；所述干燥装置具体可以为推料离心机、热空气干燥器或蒸汽干燥器，用以完成最后的干燥得到无水硫酸钠。
[0025]本技术的技术方案针对的是煤气锅炉钠基干法脱硫副产物，所述钠基干法脱硫副产物的主要成分为硫酸钠(75％以上)，此外还包括由小苏打分解产生的碳酸钠，部分
未发生反应的碳酸氢钠、氯化钠，以及少量烟气携带的灰尘等，相当于一种以硫酸钠为主的混合盐。加入稀硫酸的目的是将其中的碳酸钠和碳酸氢钠两种盐转化成硫酸钠，将溶液变成一种硫酸钠和氯化钠的混合盐液。硫酸钠和氯化钠两种盐在固态混合物(脱硫副产物)时的比例含量悬殊比较大，固态中硫酸钠含量不低于75％，因此本技术以提取硫酸钠盐为主。本技术的技术方案在前期调控两种盐的比例，使得硫酸钠和氯化钠的质量比不低于95：5(即硫酸钠的含量不低于两种盐总含量的95％)；以实现在冷却结晶过程中，随着溶液温度降低，硫酸钠溶液度逐渐降低，而氯化钠溶液保持不变，硫酸钠逐渐过饱和至析出。在该比例要求下，相平衡时将分为两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统，其特征在于，该系统包括：恒温澄清池、过滤单元、空气冷却塔、冷却结晶单元、蒸发结晶单元和热熔干燥单元；所述恒温澄清池设置有上料称重单元、pH监测单元、上层清液分析单元、稀硫酸加入单元和小苏打加入单元；所述恒温澄清池的出口连接所述过滤单元的入口；所述过滤单元的出口连接所述空气冷却塔的入口；所述空气冷却塔的出口连接所述冷却结晶单元的入口；所述冷却结晶单元包括母液出口和固体出口；所述冷却结晶单元的母液出口与所述蒸发结晶单元的入口连接；所述冷却结晶单元的固体出口与所述热熔干燥单元的入口连接。2.根据权利要求1所述煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统，其特征在于，所述恒温澄清池的温度为40
±
5℃。3.根据权利要求1所述煤气锅炉钠基干法脱硫副产物资源化处理系统，其特征在于，所述pH监测单元中还设置有提示装置，当所述pH监测单元监测到的pH范围为7<pH<7.1时发出提示信号，该提示信号与所述稀硫酸加入单元自动联锁，当所述稀硫酸加入单元收到所述提示信号后，关闭所述稀硫酸加入单元。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：万庆明，丁勇山，杨明华，周靖，李海英，
申请(专利权)人：北京京诚科林环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：