一種低品位含鹼滷水用於煙氣脫硫‑氧化制硝的方法與流程
2023-10-23 09:44:42 3
本發明屬於制硝工藝領域，具體涉及一種在元明粉生產過程中將低品位含鹼滷水用於鍋爐煙氣脫硫後用來氧化制硝的方法。
背景技術：
元明粉，學名無水硫酸鈉，無機化合物，化學式na2so4，白色晶體或粉末，十水化合物又稱芒硝，其廣泛應用於印染、造紙、洗滌、冶金等行業。江蘇的洪澤湖地區蘊藏了巨大的芒硝資源，該地區先後建成了白玫、上海太平洋、南風等多個中大型元明粉生產企業，現已形成亞洲最大的元明粉生產基地。
該地區現有的主要生產方法為：將地下的芒硝資源用鑽井水溶法採出，通過多效真空蒸發將滷水中的na2so4濃縮結晶，經乾燥後獲得無水硫酸鈉。該工藝過程能耗較大，大部分企業均建有動力車間進行生產，每年消耗大量動力煤，煤燃燒過程產生的煙氣中含有較高的so2，為達標排放，一般用20%-30%的燒鹼溶液對硫進行固定，脫硫後的鹼液回礦山注井，同時解決了脫硫液的處理問題。
隨著芒硝資源的不斷開採以及注井鹼液的不斷擴散，芒硝品位不斷下降，部分礦井採出的滷水中含有較多的nahco3、na2co3，嚴重影響了該行業的可持續發展。如何解決當前困境並提高行業利潤迫在眉睫。
針對上述情況，大部分企業選擇重新開礦獲取品位更高的芒硝資源或利用加酸中和的辦法排除體系中鹼性組分的幹擾，但重新開礦極易造成資源的浪費和不可循環，資源利用無法達到最大化，加酸中和需要消耗大量硫酸，無形中提高了企業的運行成本，長此以往不利於行業的健康發展。
cn101503204b公開了一種用含nahco3鹼滷溼分解蒸發制鹼工藝，將含有nahco3的滷水用於生產重質純鹼。公開的方法工藝複雜、能耗較大、對滷水中nahco3含量要求較高，並不適用於實際生產情況。
技術實現要素：
針對上述缺陷，本發明的目的在於提供一種低品位含鹼滷水用於煙氣脫硫-氧化制硝的方法，在解決制硝原料品位明顯下降，而低品位含鹼滷水又無法充分利用的問題同時，又能脫除煙氣中的so2，使得煙氣達到排放標準。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種低品位含鹼滷水用於煙氣脫硫-氧化制硝的方法，包含如下步驟：
a.含鹼滷水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋或霧化系統，採用噴淋或霧化的方式分布，所述含鹼滷水流量為100-200m3/h，ph值控制為6.5-7.5；
b.鍋爐煙氣由風機從脫硫塔底部鼓入，與含滷鹼水逆向流動，接觸脫硫，進入脫硫塔的含鹼滷水和鍋爐煙氣的液氣比為1:0.9-1.8l/m3，脫硫後的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫後的煙氣中so2濃度為100-200mg/nm3，符合排放標準；
c.用於煙氣脫硫後的含鹼滷水去氧化反應器，氧化脫硫過程產生的nahso3、na2so3；
d.氧化反應器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液的ph值低於5時循環到氧化反應器；
e.經氧化反應器的滷水進入深度氧化反應器，氧化體系中剩餘的的nahso3、na2so3；
f.經深度氧化後的滷水去酸化釜，調節滷水的ph值至5.5-6；
g.調酸後的滷水過濾後去制硝車間精製得到元明粉。
本發明的進一步改進方案為：
步驟a所述含鹼滷水主要成分為nahco3、na2co3、nacl、na2so4，其中nahco3含量為5-30g/l，na2co3含量為5-20g/l，nacl含量為30-120g/l，na2so4含量為100-320g/l，總鹼含量為5-50g/l，總鹼含量優選為10-15g/l。
步驟b所述鍋爐煙氣中so2濃度為1000-2000mg/nm3。
步驟c所述氧化反應器中的氧化劑為氯氣，氧化反應器中滷水流量100-200m3/h,氯氣流量120-220m3/h。
步驟d所述尾氣吸收裝置為吸收塔或吸收池，吸收液為飽和nahco3溶液。
步驟e所述深度氧化反應器中氧化劑為naclo、naclo2、hclo、o3、o2、h2o2；優選為h2o2，氧化劑的摩爾量和體系中nahso3、na2so3的總摩爾量的比為1.05:1。
步驟f所述酸化釜中使用的酸為h2so4、hcl；優選為h2so4。
本發明將無法直接用於制硝的將低品位含鹼滷水用於鍋爐煙氣脫硫，脫除煙氣中so2，使得煙氣達到排放標準的同時，生成nahso3、na2so3通過氧化生成na2so4，滷水中na2so4含量增加，可以直接用作生產元明粉的原料。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
一、本發明激活了低品位含鹼滷水的價值，解決了含鹼滷水前處理成本高、利用價值低的問題，降低了公司的生產成本，真正做到了變廢為寶，在實際應用方面潛力巨大；在不影響原有設備運轉的條件下，實現鍋爐煙氣含硫成分的低成本脫除，又使得脫除的硫及時回收，將企業負擔轉變成了企業利益，將元明粉的生產和鍋爐煙氣脫硫有機的結合在一起。
二、本發明不需要消耗大量硫酸來進行滷水精製，不需要使用價值更高的氫氧化鈉進行脫硫，也不需要將脫硫後的鹼液泵回礦山注井，因此，本發明降低了企業成本；本發明合理利用低品位滷水的組成特點，通過脫硫-氧化技術有效降低鍋爐煙氣中的含硫量，使之達標排放；用於脫硫後的滷水原地利用，將脫除的硫固定再生產，有效降低能耗，本發明在降低企業成本的同時，還減少了廢水廢氣的排放，具有較高的應用價值和環境效益。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
以下是實施例選用的含鹼滷水均為淮安地區用於元明粉生產的芒硝礦中採出的低品位滷水，主要成分為nahco3、na2co3、nacl、na2so4，ph值為8.5，鹼含量為10-15g/l，以hco3-計。
實施例1
a.含鹼滷水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，採用噴淋方式分布，落到脫硫塔底部時再由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋系統，如此循環，含鹼滷水流量為100m3/h，ph值控制為7.5；
b.鍋爐煙氣由風機從脫硫塔底部鼓入，與含滷鹼水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為180000m3/h，進入脫硫塔的含鹼滷水和鍋爐煙氣的液氣比為1:1.8l/m3，脫硫後的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫後的煙氣中so2濃度為100mg/nm3，符合排放標準；
c.用於煙氣脫硫後的含鹼滷水去氧化反應器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產生的nahso3、na2so3，氧化反應器中滷水流量100m3/h,氯氣流量120m3/h；
d.氧化反應器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當吸收液的ph值低於5時循環到氧化反應器；
e.經氧化反應器的滷水進入深度氧化反應器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩餘的的nahso3、na2so3，參考標準《hg/t2967-2010工業無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析滷水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經深度氧化後的滷水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩餘的nahco3、na2co3，調節滷水的ph值至5.5-6；此時滷水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低於0.8g/l。
g.調酸後的滷水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質後，去制硝車間精製得到符合國家標準的元明粉。
實施例2
a.含鹼滷水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，採用噴淋方式分布，含鹼滷水流量為200m3/h，ph值控制為6.5；
b.鍋爐煙氣由風機從脫硫塔底部鼓入，與含滷鹼水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為220000m3/h，進入脫硫塔的含鹼滷水和鍋爐煙氣的液氣比為1:1.1l/m3，脫硫後的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫後的煙氣中so2濃度為200mg/nm3，符合排放標準；
c.用於煙氣脫硫後的含鹼滷水去氧化反應器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產生的nahso3、na2so3，氧化反應器中滷水流量200m3/h,氯氣流量220m3/h；
d.氧化反應器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當吸收液的ph值低於5時循環到氧化反應器；
e.經氧化反應器的滷水進入深度氧化反應器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩餘的的nahso3、na2so3，參考標準《hg/t2967-2010工業無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析滷水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經深度氧化後的滷水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩餘的nahco3、na2co3，調節滷水的ph值至5.5-6，此時滷水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低於0.8g/l。
g.調酸後的滷水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質後，去制硝車間精製得到符合國家標準的元明粉。
實施例3
a.含鹼滷水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，採用噴淋方式分布，落到脫硫塔底部時再由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋系統，如此循環，含鹼滷水流量為150m3/h，ph值控制為7；
b.鍋爐煙氣由風機從脫硫塔底部鼓入，與含滷鹼水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為135000m3/h，進入脫硫塔的含鹼滷水和鍋爐煙氣的液氣比為1:0.9l/m3，脫硫後的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫後的煙氣中so2濃度為150mg/nm3，符合排放標準；
c.用於煙氣脫硫後的含鹼滷水去氧化反應器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產生的nahso3、na2so3，氧化反應器中滷水流量150m3/h,氯氣流量170m3/h；
d.氧化反應器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當吸收液的ph值低於5時循環到氧化反應器；
e.經氧化反應器的滷水進入深度氧化反應器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩餘的的nahso3、na2so3，參考標準《hg/t2967-2010工業無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析滷水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經深度氧化後的滷水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩餘的nahco3、na2co3，調節滷水的ph值至5.5-6，此時滷水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低於0.8g/l。
g.調酸後的滷水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質後，去制硝車間精製得到符合國家標準的元明粉。