一種利用廢堿制備煙氣凈化中碳酸氫鈉的工藝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種利用廢堿制備煙氣凈化中碳酸氫鈉的工藝系統(tǒng)，具體涉及廢堿用于煙氣凈化中碳酸氫鈉的制備技術(shù)，屬于煙道氣的凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石油及化工等行業(yè)的不斷進(jìn)步在促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展的同時，也給環(huán)境造成了污染，目前，全球性的污染問題已日趨嚴(yán)重，更引起了世界各國的普遍關(guān)注和重視，尤其是火電廠燃煤、燃煤鍋爐以及垃圾焚燒煙氣的排放等，對大氣的污染相當(dāng)嚴(yán)重，我們知道，燃煤煙氣中含有大量的煙塵、二氧化碳、SOjp NO x等有害物質(zhì)，其中，燃料燃燒排放的二氧化碳是引起溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)；S02、NOx以及飛灰顆粒又是大氣污染的主要來源；當(dāng)然，燃煤鍋爐等煙道氣產(chǎn)生的煙塵也是造成大氣污染的主要原因之一，其主要成分也是SOjP NOx。據(jù)報道，我國約有70%的城市懸浮微粒水平超標(biāo)，2/3的城市周圍大氣中的SO2超標(biāo)，因此，為提高當(dāng)前環(huán)境的空氣質(zhì)量，這些污染物的治理和減排更是刻不容緩。
[0003]在我國，煙氣脫硫脫硝是大氣污染治理中最主要的措施，國內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)很多，包括石灰石一石膏法、氨法、雙堿法、旋轉(zhuǎn)噴霧法等，在各種脫硫脫硝技術(shù)中，使用最為廣泛的就是吸附劑，通常包括鈉類吸附劑、鎂類吸附劑、鈣類吸附劑等等，在煙氣治理過程中，通常使含有SOx和NOx化合物的煙道氣流與吸附劑顆粒接觸而去除存在于煙道氣流中的所有SOx和大量NOx化合物，實際使用效果良好，當(dāng)然，為更好去除殘留的SOx和NOx化合物，還可繼續(xù)將凈化后的煙道氣與吸附劑溶液相接觸，從而去除煙道氣流中的任何殘留SOx和NOx化合物。現(xiàn)有情況是，煙道氣的脫硫脫硝工藝是一項必須與工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程相匹配并可持續(xù)進(jìn)行的大型化工業(yè)處理，不論是干法洗滌所采用的的固體吸附劑還是濕法洗滌所采用的吸附劑溶液，對于整個煙道氣脫硫脫硝工藝而言，其使用量是十分龐大的。
[0004]現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)CN101570370 (高資源化處理環(huán)己酮皂化廢堿液的方法，2009-11-04)和CN102874848A (—種從環(huán)己酮廢堿液中回收碳酸氫鈉及有機酸鈉鹽的方法，2013-01-16)均公開了一種利用廢堿液制取碳酸氫鈉的生產(chǎn)方法，特別是專利文獻(xiàn)CN101570370，揭示了利用環(huán)己酮廢堿液與煙道氣中的二氧化碳反應(yīng)而獲得碳酸氫鈉的方法，達(dá)到了以廢治廢零排放的工藝效果，但經(jīng)實踐證明，由該方法獲得碳酸氫鈉的質(zhì)量還停留在粗品階段，若將該方法獲得碳酸氫鈉作為吸附劑用作煙道氣脫硫脫硝的凈化工藝，其去除效果并不理想，同時，由該方法獲得碳酸氫鈉粗品產(chǎn)率較低，若為適應(yīng)煙道氣脫硫脫硝工藝吸附劑的使用量，不但要增加其工業(yè)規(guī)模，同時還要增加粗品凈化工序，大大的提高了整個制備工藝的成本投入，為此，本實用新型應(yīng)運而生。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種利用廢堿制備煙氣凈化中碳酸氫鈉的工藝系統(tǒng)，本工藝系統(tǒng)可實現(xiàn)廢堿治理廢氣(煙道氣)，然后依次經(jīng)吸收塔和復(fù)分解反應(yīng)器后獲得碳酸氫鈉的過程，具有以廢治廢、節(jié)約能源、減少污染等優(yōu)勢，除此之外，獲得的碳酸氫鈉還可繼續(xù)投入廢氣的治理工程，為降低企業(yè)的運行成本起到了十分重要的作用。
[0006]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種利用廢堿制備煙氣凈化中碳酸氫鈉的工藝系統(tǒng)，所述的工藝系統(tǒng)包括依次相連的吸收塔和復(fù)分解反應(yīng)器，所述的吸收塔為連接有煙道的脫硫設(shè)備，在所述的煙道上設(shè)有廢堿粉末入口以及供廢堿粉末和煙道氣混合的氣體混合器，本工藝系統(tǒng)可實現(xiàn)廢堿治理廢氣，然后經(jīng)吸收塔和復(fù)分解反應(yīng)器而獲得碳酸氫鈉的過程，其工藝流程如下:廢堿粉末在煙道內(nèi)與煙道氣一并送入氣體混合器，充分混合后獲得煙氣混合物，再送入吸收塔進(jìn)行脫硫處理，如:利用脫硫液對煙氣混合物進(jìn)行循環(huán)洗滌，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的煙道氣經(jīng)吸收塔頂部的煙囪進(jìn)行排放，脫硫漿液則送至復(fù)分解反應(yīng)器，與碳酸氫銨反應(yīng)后獲得碳酸氫鈉，完成碳酸氫鈉的制備，本工藝系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了利用廢堿治理廢氣，以廢治廢的目的，除此之外，獲得的碳酸氫鈉還可繼續(xù)投入廢氣的治理工程，所以不但節(jié)約能源，減少污染，而且還降低了煙氣凈化的成本以及避免煙氣凈化的二次污染，具有良好的社會價值和經(jīng)濟效益。
[0007]本實用新型選用的廢堿通常來自于化工生產(chǎn)中的廢棄物或廢渣，例如:己內(nèi)酰胺焚燒廢堿、碳酸鈉廢堿或碳酸氫鈉廢堿等，一般情況下，為干燥的固體，為此，所述的工藝系統(tǒng)還包括內(nèi)設(shè)有磨粉機系統(tǒng)的廢堿通道，所述的磨粉機系統(tǒng)為實現(xiàn)廢堿粉碎并獲得廢堿粉末的磨碎機構(gòu)，所述的廢堿通道通過廢堿粉末入口與煙道相連通，在該磨粉機系統(tǒng)上還設(shè)有供廢堿粉末送入煙道的干粉噴射器。
[0008]在所述的廢堿通道內(nèi)還設(shè)有供廢堿加入至磨粉機系統(tǒng)并計量的加料漏斗，所述的加料漏斗包括相互連接的料斗和計量稱，計量稱連接在磨粉機系統(tǒng)上，在實際使用時，來自外界的干燥廢堿首先送入料斗，然后再通過計量稱計量后送入磨粉機系統(tǒng)，干燥廢堿在磨粉機系統(tǒng)內(nèi)被粉碎成粒度為300?400目的廢堿顆粒后，再由干粉噴射器經(jīng)廢堿粉末入口送入煙道。
[0009]為更好的實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，本實用新型在所述的煙道內(nèi)還設(shè)有引風(fēng)機，所述的廢堿粉末入口位于引風(fēng)機的前端，廢堿粉末由干粉噴射器送入煙道后，通過引風(fēng)機并在引風(fēng)機的壓力下一并送入氣體混合器進(jìn)行充分混合。
[0010]另一種情況是，在所述的煙道內(nèi)還設(shè)有引風(fēng)機，所述的廢堿粉末入口位于引風(fēng)機的后端，煙道氣首先通過引風(fēng)機并在引風(fēng)機的壓力下送至氣體混合器，由干粉噴射器送入煙道內(nèi)的廢堿粉末則在煙道氣的帶動下一并送至氣體混合器進(jìn)行充分混合。
[0011]上述兩種情況的區(qū)別在于，當(dāng)廢堿粉末入口位于引風(fēng)機的前端，廢堿粉末和煙道氣則會一并通過引風(fēng)機然后再送至氣體混合器，長期使用時，廢堿粉末可能會對引風(fēng)機葉輪造成影響，從而降低引風(fēng)機的使用壽命。
[0012]為將吸收塔內(nèi)的脫硫漿液排入復(fù)分解反應(yīng)器完成碳酸氫鈉的制備，本實用新型在所述吸收塔的底部設(shè)有漿液排管，所述的吸收塔通過漿液排管與復(fù)分解反應(yīng)器相連接。
[0013]為提高脫硫漿液中Na2SOd^濃度，吸收塔通常采用循環(huán)泵往復(fù)洗滌，脫硫漿液不斷的吸收S02，當(dāng)脫硫漿液中Na2SO4的濃度達(dá)到24?28%時，即可經(jīng)漿液排管由排出泵排出，為除去廢堿帶入的游離碳及其他雜質(zhì)，在所述的吸收塔和復(fù)分解反應(yīng)器之間還設(shè)有壓濾機，所述的吸收塔通過漿液排管與壓濾機相連接，壓濾機的清液出口則連接在復(fù)分解反應(yīng)器上。
[0014]在實際操作過程中，由吸收塔排出的脫硫漿液首先會由助沉劑澄清后再送入壓濾機，可用于除去脫硫漿液中含有的游離碳、不溶物雜質(zhì)等物質(zhì)，優(yōu)化的，所述的壓濾機為板框過濾機，過濾后得到的硫酸鈉溶液十分清澈，過濾而得的濾餅則可作為固廢運送至渣場。
[0015]本實用新型涉及的復(fù)分解反應(yīng)器可實現(xiàn)Na2SO4溶液和碳酸氫銨反應(yīng)并制得碳酸氫鈉的過程，其反應(yīng)方程式為:Na2SO4 +2NH4HC03^2 NaHCO3+ (NH4 )2S04，經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)后，可獲得碳酸氫鈉懸浮液與復(fù)分解反應(yīng)副產(chǎn)物硫酸銨的混合漿液，為更好的實現(xiàn)碳酸氫鈉產(chǎn)品的制備，所述的復(fù)分解反應(yīng)器上還依次連接有稠厚器以及提純機構(gòu)，所述的稠厚器為實現(xiàn)復(fù)分解產(chǎn)物晶液分離的輔助設(shè)備，在該稠厚器的澄清段設(shè)有供復(fù)分解副產(chǎn)物排出的清液溢流口，在該稠厚器的錐底則設(shè)有供碳酸氫鈉懸浮液排出的出料口，所述的提純機構(gòu)連接在出料口上，在實際使用時，混合漿液經(jīng)稠厚器進(jìn)行分離，澄清段的清液溢流口排出復(fù)分解副產(chǎn)物一硫酸銨溶液，該溶液可送至下游工序完成化肥等的制備，錐底的出料口排出碳酸氫鈉懸浮液，并直接送至提出機構(gòu)。
[0016]所述的提純機構(gòu)為帶式過濾機，在實際應(yīng)用過程中，碳酸氫鈉懸浮液經(jīng)帶式過濾機洗滌提純后，經(jīng)干燥得到碳酸氫鈉產(chǎn)品，帶式過濾機主要由脫水皮帶、濾布、耐磨帶、真空盤、進(jìn)料箱、卸料裝置、洗水裝置、框架和帶機驅(qū)動裝置等部件組成，帶式過濾機通過喂料、過濾、洗滌、脫渣、濾布再生可連續(xù)自動完成，自動化程度高，可對物料進(jìn)行多級平流或逆流洗滌，過濾液(母液)和洗滌液可分開集液，節(jié)省洗液同時確保質(zhì)量。
[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0018](I)本實用新型涉及的工藝系統(tǒng)可實現(xiàn)廢堿治理廢氣(煙道氣)，然后依次經(jīng)吸收塔和復(fù)分解反應(yīng)器后獲得碳酸氫鈉的過程，實現(xiàn)了利用廢堿治理廢氣，以廢治廢的目的，徹底的解決了廢堿對環(huán)境的污染，除此之外，獲得的碳酸氫鈉還可繼續(xù)投入廢氣的治理工程，為降低企業(yè)的運行成本起到了十分重要的作用，社會效益十分顯著。
[0019](2)本實用新型可適用于煙道氣凈化領(lǐng)域，即:使用廢堿作為預(yù)處理劑對煙道氣進(jìn)行粗凈化除去S03&大部分SOjP—部分N0γ后，再利用吸收塔對煙道混合氣進(jìn)行脫硫處理，脫出殘余302后，達(dá)到符合國家排放指標(biāo)的煙氣即可直接進(jìn)行排放，吸收塔吸收SO 2獲得的脫硫漿液則可安排送至復(fù)分解反應(yīng)器，用于碳酸氫鈉的制備，在解決了廢堿對環(huán)境的污染和實現(xiàn)煙道氣的凈化處理的同時，更有效的解決了煙道氣凈化處理領(lǐng)域中脫硫漿液的排放和處理，有效的控制了煙道氣凈化的工業(yè)成本，適宜廣泛推廣使用。
[0020](3)本實用新型在適用于煙道氣的治理過程中，還具有良好的實際應(yīng)用效果，首先，廢堿經(jīng)粉碎后由干粉噴射器噴入煙道中，經(jīng)氣體混合器后可與煙道氣充分混合，混合反應(yīng)后能除去煙道氣中的303及大部分SO 2和一部分NO γ，該步驟能有效的提高后續(xù)脫硫液在吸收塔內(nèi)的脫硫效率，提高煙氣的凈化效率，在實際使用過程中，煙道氣的凈化率可高達(dá)98%。
[0021](4)本實用新型可實現(xiàn)煙道氣凈化中碳酸氫鈉的工業(yè)化生產(chǎn)，其工業(yè)化設(shè)計合理，依次采用吸收塔、復(fù)分解反應(yīng)器等組合而成，不僅可實現(xiàn)煙道氣的凈化處理，還可實現(xiàn)