專利名稱：一種從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種固體廢物處理裝置，具體地說，涉及一種釆 用加熱萃取、降溫結(jié)晶的處理裝置從生物脫硫污泥中回收和提純髙純 度的單質(zhì)硫。
背景技術(shù)：
二氧化硫是電廠煙氣中的主要污染物，也是形成酸雨的主要物
質(zhì)。煙氣生物脫硫是近年來出現(xiàn)的一種空氣污染控制技術(shù)。2006年， 我國建成了首套煙氣生物脫硫示范線，并投入運(yùn)行。
煙氣經(jīng)電除塵后送至堿液洗滌塔。煙氣中的二氧化硫在洗滌塔內(nèi) 被堿液吸收，隨后吸收了二氧化硫的堿液被送入生物處理系統(tǒng)。在生 物處理系統(tǒng)中，二氧化硫在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。單質(zhì)硫與 生物處理系統(tǒng)中的其它固體雜質(zhì)經(jīng)過絮凝、沉淀后，以污泥的形式排 出生物處理系統(tǒng)。污泥經(jīng)過離心脫水或板框壓濾后得到含水率60 ~ 80%的泥餅，污泥的固體成分包括40~70%的單質(zhì)硫，其它成分為煙
氣中的灰分、絮凝劑和生物質(zhì)等。煙氣生物脫硫可以有效的減少電廠 排放的二氧化硫量，但同時也產(chǎn)生了一個新的問題，即煙氣生物脫硫
污泥的處理和處置。
單質(zhì)硫是一種重要的化工原材料，但是由于生物脫硫污泥中的單 質(zhì)硫純度不高，難以提純和加工。因此，生物脫硫污泥的價(jià)值不高， 主要被作為固體廢物處理。
但是，我國是一個硫資源匱乏的國家，每年需要進(jìn)口200萬噸以 上的硫磺。因此，從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純高純度的單質(zhì)硫 有著十分重要的實(shí)際意義。但由于煙氣生物脫硫的工程應(yīng)用在國內(nèi)是 一個較新的課題，對生物脫硫污泥的處理還沒有很好的辦法，目前尚 未見合適的從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的方法報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是解決脫硫污泥回收和提純難的問題，提供一 種從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置，其具有較高的單
質(zhì)硫回收率(>90%)，且獲得的單質(zhì)硫純度高(>98%),萃取劑可循 環(huán)使用，消耗量小，經(jīng)濟(jì)可行，可以實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化、無害化和高 值化。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的一種從煙氣生物脫硫污 泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置，包括具有原料口、補(bǔ)料口和兩個出料 口的第一反應(yīng)釜，具有進(jìn)料口、兩個出料口的分離裝置，具有進(jìn)料口、 排污口和回收口的回收裝置，具有進(jìn)料口和出料口的第二反應(yīng)釜，具 有進(jìn)口和兩個出口的離心裝置，具有進(jìn)口和單質(zhì)硫出口的清洗干燥
器，所述第一反應(yīng)釜的其中一出料口與所述分離裝置的進(jìn)料口相連， 另一出料口與所述回收裝置的進(jìn)料口相連，所述分離裝置的其中一個
出口與所述回收裝置的進(jìn)口相連，另 一出口與所述第二反應(yīng)釜的進(jìn)料 口相連，所述回收裝置的回收口與所述第一反應(yīng)釜的補(bǔ)料口相連，所 述第二反應(yīng)釜的出料口與所述離心裝置的進(jìn)口相連，所述離心裝置的 其中一個出口與所述第一反應(yīng)釜的補(bǔ)料口相連，所述離心裝置的另一 出口與所述清洗干燥器的進(jìn)口相連。
其中，第一反應(yīng)釜、分離裝置、回收裝置、第二反應(yīng)釜、離心裝 置和清洗干燥器各部分之間均通過管線相連。
所述第一反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有攪拌器。攪拌器可以為槳式、框式、渦輪 式或推進(jìn)式。
所述分離裝置為保溫過濾裝置或保溫離心裝置。
所述保溫過濾裝置一般設(shè)置有兩道過濾裝置粗過濾和精過濾。 粗過濾優(yōu)選保溫加壓過濾機(jī)，精過濾優(yōu)選保溫微孔過濾機(jī)。
所述保溫離心裝置優(yōu)選保溫離心分離機(jī)。
所述回收裝置為快速旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。
所述離心裝置為密封離心分離機(jī)。釆用本實(shí)用新型裝置從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫， 其方法包括如下步驟
1 )先將煙氣生物脫硫污泥以離心或板框壓濾濃縮處理成60
80%的含硫泥餅；
2) 然后將泥餅與萃取劑以質(zhì)量比為1:5-1:15在第一反應(yīng)釜中進(jìn) 行混合，并加熱至80~ IO(TC,萃取時間為10 30 min，靜置后釆用 過濾或離心分離污泥和含硫的萃取劑溶液；
3) 最后將含硫的萃取劑溶液去除雜質(zhì)后，進(jìn)行冷卻結(jié)晶、清洗 和干燥得單質(zhì)硫，剩余的飽和含硫萃取劑溶液進(jìn)入步驟2)進(jìn)行再萃 取處理。
所使用的萃取劑優(yōu)選選自鹵代烴、烷基或芳基二硫化物、或烷基 萘與液體石油烴的混合物等。
所述的卣代烴包括四氯乙烷、三氯乙烯和四氯乙烯。其中，四氯 乙烯是最為合適的萃取劑。
所述的烷基或芳基二硫化物包括二甲基二硫、二苯基二硫、甲基 苯碁二硫、二甲苯基二硫、甲苯基乙苯基二硫，以及由它們組成的混
合物。也可以釆用精制含硫原油的副產(chǎn)品，其成分可隨原油性質(zhì)有所變化。
所述的液體石油烴為石腦油。
所述垸基萘和石腦油的混合物為5 ~ 50%的烷基萘和50 ~ 95%的 石腦油，優(yōu)選為10~30°/。的烷基萘和70~90%的石腦油。所述烷基萘
為甲基萘或二甲基萘。
所述萃取的溫度為80- IO(TC,萃取時間為10 30min。 所述冷卻結(jié)晶的溫度為20 ~ 25°C ，可釆用循環(huán)冷卻水冷卻等方式冷卻。
本實(shí)用新型采用先在第一反應(yīng)釜中進(jìn)行加熱萃取，然后再在第二 反應(yīng)釜中進(jìn)行降溫結(jié)晶提取單質(zhì)硫，同時萃取液還經(jīng)回收裝置進(jìn)行回 收，并返回第一反應(yīng)釜使用，本實(shí)用新型裝置中的部件相互連接，使生物脫硫污泥在此裝置中經(jīng)過萃取回收和提純，獲得高純度的單質(zhì) 硫。本裝置能耗低，保證了萃取劑的循環(huán)使用，而且消耗量小，經(jīng)濟(jì)
可行，單質(zhì)硫的回收率>90%,純度>98%，滿足化工生產(chǎn)要求，可作 為化工生產(chǎn)原材料出售。而且本實(shí)用新型用于從煙氣生物脫硫污泥中 回收高純度的單質(zhì)硫，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化、無害化和高值化。


圖l為本實(shí)用新型所述從生物脫硫污泥中回收和提純高純度單質(zhì) 硫的裝置結(jié)構(gòu)簡圖。
圖中 第一反應(yīng)釜l 第一反應(yīng)釜補(bǔ)料口 12 攪拌器15 分離裝置2
分離裝置出料口 22、 23 回收裝置3 回收裝置排污口 32 第二反應(yīng)釜4 第二反應(yīng)釜出料口 42 離心裝置5 離心裝置出口 52、 53 清洗干燥器6 單質(zhì)硫出口 62
煙氣生物脫硫污泥和萃取劑A 單質(zhì)硫C
第一反應(yīng)釜原料口 11 第一反應(yīng)釜出料口 13、 14
分離裝置進(jìn)料口 21
回收裝置進(jìn)料口 31 回收裝置回收口 33 第二反應(yīng)釜進(jìn)料口 41
離心裝置進(jìn)口 51
清洗干燥器進(jìn)口61
剩余污泥B
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圖l為本實(shí)用新型所述從生物脫硫污泥中回收和提純高純度單質(zhì) 硫的裝置結(jié)構(gòu)簡圖。
本實(shí)用新型從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置，其 包括具有第一反應(yīng)釜l、分離裝置2、回收裝置3、第二反應(yīng)釜4、離心
裝置5和清洗干燥器6，第一反應(yīng)釜1的其中一出料口13與分離裝置2 的進(jìn)料口21相連，另一出料口14與回收裝置3的進(jìn)料口31相連，分離 裝置2的其中一個出口22與回收裝置3的進(jìn)口31相連，另一出口23與第 二反應(yīng)釜4的進(jìn)料口41相連，回收裝置3的回收口33與第一反應(yīng)釜1的 補(bǔ)料口12相連，回收裝置3的排污口32排出處理后的剩余污泥B,第二 反應(yīng)釜4的出料口42與離心裝置5的進(jìn)口51相連，離心裝置5的其中一 個出口52與第一反應(yīng)釜1的補(bǔ)料口12相連，離心裝置5另一出口61與清 洗干燥器6的進(jìn)口61相連，提純后的單質(zhì)硫C從單質(zhì)硫出口62排出。
其中，第一反應(yīng)釜l、分離裝置2、回收裝置3、第二反應(yīng)釜4、離 心裝置5和清洗干燥器6各部分之間均通過管線相連。
第一反應(yīng)釜1內(nèi)還設(shè)有攪拌器15。攪拌器可以為槳式、框式、渦 輪式或推進(jìn)式。
分離裝置2為保溫過濾或保溫離心裝置。如選擇保溫過濾裝置， 一般是保溫加壓過濾機(jī)和保溫微孔過濾機(jī)聯(lián)用。
如選擇保溫離心裝置， 一般釆用保溫離心分離機(jī)。 回收裝置3為快速旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。 離心裝置5為密封離心分離機(jī)。
以上裝置均可釆用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的設(shè)備和部件。 下面釆用四氯乙烯作為萃取劑為例，對單質(zhì)硫的回收和提純進(jìn)行 描述，具體如下
煙氣生物脫硫污泥經(jīng)離心或板框壓濾后，得到含水率為60~80% 的含硫泥餅。將泥餅和萃取劑四氯乙烯A由管線經(jīng)原料口11加入第一 反應(yīng)釜l中，泥餅與四氯乙烯的質(zhì)量比為1:5 1:15。泥餅和四氯乙烯 在第一反應(yīng)釜1中充分混合并加熱至80- IO(TC，萃取時間為10~ 30min。停止攪拌，保持溫度在80 10(TC，使四氯乙烯和水相靜置分層。由于四氯乙烯與水不互溶，且密度大于水，上層為含污泥的水相， 下層為含硫的四氯乙烯溶液。含污泥的水相經(jīng)管線從第一反應(yīng)釜l的 出料口14送至回收裝置(比如旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī))3的進(jìn)口31或其它設(shè) 備，以回收其中所含的四氯乙烯。含硫的四氯乙烯溶液經(jīng)管線從第一
反應(yīng)釜1的出料口13送至分離裝置(比如保溫過濾或保溫離心裝置)2 的進(jìn)口21,以分離四氯乙烯溶液中所含的固體雜質(zhì)。然后，將去除固 體雜質(zhì)的含硫四氯乙烯溶液經(jīng)管線從分離裝置2的出口23送至第二反 應(yīng)條4的進(jìn)料口41,于第二反應(yīng)釜4中進(jìn)行冷卻，過濾或離心的殘?jiān)?jīng) 管線送至回收裝置3的進(jìn)口31中進(jìn)行閃蒸回收四氯乙烯。閃蒸回收的 四氯乙烯經(jīng)管線通過第一反應(yīng)釜1的補(bǔ)料口12送回至第一反應(yīng)釜1中， 而剩余污泥B則由管線從回收裝置3的排污口 32排出。
含硫的四氯乙烯溶液在第二反應(yīng)釜4中冷卻。由于硫在四氯乙烯 中的溶解度隨溫度下降而大幅下降(10(TC時為20.3。/。， 20'C時為 1.57%)，四氯乙烯中所含的單質(zhì)硫結(jié)晶析出。經(jīng)冷卻后，第二反應(yīng)釜 4中為20。C飽和的含硫四氯乙烯溶液和單質(zhì)硫結(jié)晶的混合物。將第二 反應(yīng)條4中的混合物從出料口42經(jīng)管線通過離心裝置的進(jìn)口51送至離 心裝置(比如密封離心機(jī))5，分離飽和的含硫四氯乙烯溶液和單質(zhì) 硫結(jié)晶，飽和的含硫四氯乙烯溶液從離心裝置的出口52經(jīng)管線，通過 補(bǔ)料口 12送回第一反應(yīng)釜l中，單質(zhì)硫結(jié)晶從離心裝置的出口 53經(jīng)管 線，通過進(jìn)口61送至清洗干燥器6，同時經(jīng)管線從單質(zhì)硫C出口62排出 純度大于98%的單質(zhì)硫。單質(zhì)硫的回收率>90%，可滿足單質(zhì)硫制硫 酸等行業(yè)對單質(zhì)硫原材料的要求。
本實(shí)用新型裝置用于從煙氣生物脫硫污泥中回收高純度的單質(zhì) 硫，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化、無害化和高值化。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本實(shí)用新型作 了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn), 這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型 精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的 范圍。
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權(quán)利要求1.一種從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置，其特征在于，其包括具有原料口、補(bǔ)料口和兩個出料口的第一反應(yīng)釜，具有進(jìn)料口、兩個出料口的分離裝置，具有進(jìn)料口、排污口和回收口的回收裝置，具有進(jìn)料口和出料口的第二反應(yīng)釜，具有進(jìn)口和兩個出口的離心裝置，具有進(jìn)口和單質(zhì)硫出口的清洗干燥器，所述第一反應(yīng)釜的其中一出料口與所述分離裝置的進(jìn)料口相連，另一出料口與所述回收裝置的進(jìn)料口相連，所述分離裝置的其中一個出口與所述回收裝置的進(jìn)口相連，另一出口與所述第二反應(yīng)釜的進(jìn)料口相連，所述回收裝置的回收口與所述第一反應(yīng)釜的補(bǔ)料口相連，所述第二反應(yīng)釜的出料口與所述離心裝置的進(jìn)口相連，所述離心裝置的其中一個出口與所述第一反應(yīng)釜的補(bǔ)料口相連，所述離心裝置的另一出口與所述清洗干燥器的進(jìn)口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫 的裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有攪拌器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫 的裝置，其特征在于，所述分離裝置為保溫過濾裝置或保溫離心裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫 的裝置，其特征在于，所述保溫過濾裝置包括兩道過濾裝置粗過濾 和精過濾；粗過濾為保溫加壓過濾機(jī)，精過濾為保溫微孔過濾機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫 的裝置，其特征在于，所述保溫離心裝置為保溫離心分離機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫 的裝置，其特征在于，所述回收裝置為快速旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 -6任意 一項(xiàng)所述從煙氣生物脫硫污泥中回收和 提純單質(zhì)硫的裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)釜、分離裝置、回收 裝置、第二反應(yīng)釜、離心裝置和清洗干燥器各部分之間均通過管線相 連。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種從煙氣生物脫硫污泥中回收和提純單質(zhì)硫的裝置，其包括第一反應(yīng)釜、分離裝置、回收裝置、第二反應(yīng)釜、離心裝置和清洗干燥器。本實(shí)用新型裝置中的部件相互連接，使生物脫硫污泥在此裝置中經(jīng)過萃取回收和提純，獲得高純度的單質(zhì)硫。本裝置能耗低，保證了萃取劑的循環(huán)使用，而且消耗量小，經(jīng)濟(jì)可行，單質(zhì)硫的回收率＞90％，純度＞98％，滿足化工生產(chǎn)要求，可作為化工生產(chǎn)原材料出售。而且本實(shí)用新型用于從煙氣生物脫硫污泥中回收高純度的單質(zhì)硫，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化、無害化和高值化。
文檔編號C01B17/033GK201390651SQ20092010573
公開日2010年1月27日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者汪誠文, 王玉玨, 賈捍衛(wèi), 趙雪鋒 申請人:清華大學(xué)