一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的方法及裝置的製作方法

2023-10-11 05:08:14

專利名稱：一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於清潔生產與循環經濟技術領域，旨在提供一種從磺化尾氣吸收液中提取製備芒硝的方法以及配套的裝置。
背景技術：
據不完全統計，國內目前有一百套左右的三氧化硫磺化裝置正在運行，時刻產生著大量的尾氣。這些氣體都要經過燒鹼吸收，含量達標後才能排放。磺化工藝的大致過程如下經過冷卻和乾燥的空氣進入燃硫爐，和液態的硫反應生成二氧化硫，然後進入三氧化硫轉化器，在催化劑的作用下與乾燥的空氣反應生成三氧化硫。冷卻後的氣體進入酸霧除去器，除酸霧後進入磺化器，和有機原料發生磺化反應。反應後的物料經過氣液分離器分離，分離出的氣體經過靜電除霧器除去絕大部分液滴後進入尾氣吸收塔，含量達標後排入大氣。其中在三氧化硫轉化器中有部分二氧化硫未發生反應，在磺化器中有部分三氧化硫也未發生反應，這些未反應的氣體經過後面的工序有一部分未被除去，直接排放會對大氣造成嚴重的汙染，鹼洗塔的作用就是吸收這些氣體。在鹼洗塔中，氣體和液體形成對流。混合氣體自下而上流動，燒鹼溶液自上而下噴淋。此時三氧化硫和二氧化硫與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和亞硫酸鈉。該溶液即為磺化尾氣吸收液，呈鹼性，有較高的無機鹽含量，直接排放會對環境造成很大汙染。目前國內大多數廠家都是選擇直接排放，隨著環境的惡化，該方法越來越不可取。 為了解決這一問題，我們設計了該發明，主要目的是將尾氣吸收液中的硫酸鈉通過二效蒸發濃縮提取出來。但是由於亞硫酸鈉的存在，給提取造成了一定的困難。我們目前是利用氣液混合泵和射流器打入空氣，將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，氧化效果明顯。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝設計合理的磺化尾氣吸收液回收處理工藝及其配
套的裝置。一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的方法，包括以下步驟1)磺化尾氣吸收液經過由儲存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次連接形成的迴路循環處理，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全；從氣液分離罐出來的尾氣吸收液在儲存池中通過射流器的喉管與空氣劇烈混合，再由射流器的尾管排出，進入下一輪循環；2)將氧化完全的磺化尾氣吸收液打入蒸發系統蒸發至產生晶體；3)再打入離心機離心甩鹽，得到無水芒硝。所述步驟1)所述的磺化尾氣吸收液首先通過控制水和氫氧化鈉溶液的流量將亞硫酸鹽質量百分數調節到8-12%，pH調節到9-10。所述步驟1)的儲存池中磺化尾氣吸收液的溫度保持在38-40°C。所述步驟1)所述的氣液混合泵進氣量為6 10m3/h，液體流量為30 40m3/h。所述步驟1)所述的氣液分離罐，罐內壓力為0. 4-0. 42MPa。
所述步驟幻所述的蒸發系統為包括一效蒸發器、二效蒸發器、一效換熱器和二效換熱器的雙效蒸發的列文外加熱蒸發器，一效蒸發器中真空度為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器內真空度為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發器和換熱器中真空度相同， 為-0. 06 -0. 09MPa。所述一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的裝置，包括依次連接的氧化裝置、蒸發系統和離心機；所述的氧化裝置是由儲存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次用管道循環連接形成的循環迴路裝置，所述的儲存池內設置有至少兩根支管和與支管數量相匹配的射流器，所述的支管的一端連結至氣液分離罐與儲存池連接的管道，支管的另一端連接至射流器的噴嘴，所述的射流器的尾管通至儲存池內，射流器的吸氣室還連接有與外界空氣相通的管道。本發明與現有技術比，具有以下突出優點和積極效果1.對工業副產物加以利用，減少了廢水的排放，創造了經濟效益。2.在氧化過程，射流器和氣液混合泵相結合，大大提高了氧化速率。在相同耗電量的情況下，氧化速率是傳統曝氣的三倍以上。


圖1為本發明裝置結構圖；圖2為射流器構造圖；其中，1-氣液分離罐，2-氣液混合泵，3-儲存池，4-射流器，5- 一效蒸發器，6_ — 效強制循環泵，7- —效換熱器，8- 二效蒸發器，9- 二效強制循環泵，10- 二效換熱器，11-暫存罐，12-離心機，13-與外界空氣相通的管道，14-噴嘴，15-吸氣室，16-喉管，17-擴散管， 18-尾管。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行進一步詳細的說明，以下僅為本發明的較佳實施例，不能以此限定本發明的範圍。即大凡依據本發明申請範圍所做的均等變化和裝飾， 皆應仍屬於本發明涵蓋的範圍內。本發明裝置見圖1，包括依次連接的氧化裝置、蒸發系統和離心機；氧化裝置是由儲存池3、氣液混合泵2、氣液分離罐1依次用管道循環連接形成的循環迴路裝置，儲存池3 內設置有至少兩根支管和與支管數量相匹配的射流器4，所述的支管的一端連結至氣液分離罐1與儲存池3連接的管道，支管的另一端連接至射流器4的噴嘴14，所述的射流器4的尾管18通至儲存池3內，射流器4的吸氣室15還連接有與外界空氣相通的管道13。本發明工藝包括氧化，蒸發濃縮和離心分離三部分。氧化過程如下磺化尾氣吸收液從儲存池3經過管道進入氣液混合泵2與氣體混合，出泵後進入氣液分離罐1加壓，然後經過管道，又返回進入儲存池3中，如此循環往復，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全。其中尾氣吸收液從氣液分離罐1進入儲存池3後，再依次流經支管、射流器4，回到儲存池3。射流器4型號為SLB-D-05(購買自湖南清之源環保科技有限公司)。射流器 4包括噴嘴14、吸氣室15、喉管16、擴散管17和尾管18，噴嘴14插入至吸氣室15內，吸氣室15、喉管16、擴散管17和尾管18依次連接，吸氣室15上設有空氣入口，所以尾氣吸收液在射流器4的喉管16處與空氣劇烈混合後，由射流器4的尾管18排出，又回到儲存池3中進入下一輪循環。支管和射流器4均設置在儲存池3的水體以下，可以看到空氣在儲存池 3的水體中以細微氣泡上升，整個過程中形成高效的物質傳遞。如圖1所示。氣液混合泵2功率為18. 5KW，液體流量為40m3/h，進氣量為10m3/h，氣液分離罐1 的壓力定為0. 4MPa。氣液混合泵2安裝在儲存池3外面，安裝位置與儲存池3底部在同一水平面上。氣液混合泵2的進水口直接連通儲存池3，離底部60公分左右。濃縮過程是通過列文外加熱蒸發器進行的。其主要特點是採用了長加熱管(管長與直徑之比1/d = 50-100)，且循環管不再受熱，此兩點都有利於液體在器內的循環，提高循環速率。但是，循環速度越大，傳熱速率越大，會造成過飽和度增大碰撞激烈，使析出的結晶數量增多，粒度變小，故需要將速率控制在一定範圍內。為了保證結晶粒度，同時又兼顧蒸發速率，我們將一效蒸發器5中真空度設為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器7內真空度設為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發器8和二效換熱器7中真空度相同，均為-0. 06 -0. 09MPa。氧化完全的液體通過離心泵打入一效蒸發器5和二效蒸發器8中，分別在一效蒸發器5與一效換熱器7之間和二效蒸發器8與二效換熱器10之間循環流動。到達一效蒸發器5底部的液體被一效強制循環泵6打入一效換熱器7，到達二效蒸發器8底部的液體被二效強制循環泵9打入二效換熱器10，在一效換熱器7和二效換熱器10中有許多列管，液體走管程，從下往上流動，加熱蒸汽走殼程，逆向流動。其中，二效換熱器10中的加熱蒸汽是由一效蒸發器5提供的。液體在從下往上分別通過一效換熱器7和二效換熱器10後，回到一效蒸發器5和二效蒸發器8上部，然後再分別從一效蒸發器5底部和二效蒸發器8底部進入一效換熱器7和二效換熱器10，以此循環。隨著蒸發的進行，硫酸鈉溶液變為過飽和溶液，溶液中有硫酸鈉晶體析出，大部分晶體落入蒸發器錐底，晶漿經暫存罐11經出口進入離心機12進行固液分離。硫酸鈉可以加以利用，甩出液和下一批氧化完全的溶液一起進入蒸發系統蒸發。實施例一將亞硫酸鈉含量8%的磺化尾氣吸收液打入儲存池3中，調到pHIO，升溫到40°C。啟動氣液混合泵2，調節流量，使進氣量6-10m3/h ；液體體積流量為30 40m3/ h，氣液分離罐1內壓力為0.4-0.42MPa。氧化完全後將液體打入蒸發系統蒸發濃至出現大量大顆粒晶體，控制一效蒸發器5中真空度為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器7內真空度為 0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發器8和二效換熱器10中真空度相同，為-0. 06 -0. 09MPa。最後打入離心機12進行離心分離，得到白度96以上的芒硝。
權利要求
1.一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的方法，其特徵在於，包括以下步驟1)磺化尾氣吸收液經過由儲存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次連接形成的迴路循環處理，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全；從氣液分離罐出來的尾氣吸收液在儲存池中通過射流器的喉管與空氣劇烈混合，再由射流器的尾管排出，進入下一輪循環；2)將氧化完全的磺化尾氣吸收液打入蒸發系統蒸發至產生晶體；3)再打入離心機離心甩鹽，得到無水芒硝。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟1)所述的磺化尾氣吸收液首先通過控制水和氫氧化鈉溶液的流量將亞硫酸鹽質量百分數調節到8-12%，pH調節到9-10。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟1)的儲存池中磺化尾氣吸收液的溫度保持在38-40°C。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟1)所述的氣液混合泵進氣量為6 10m3/h，液體流量為30 40m3/h。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟1)所述的氣液分離罐，罐內壓力為0. 4-0. 42MPa。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟2、所述的蒸發系統為包括一效蒸發器、二效蒸發器、一效換熱器和二效換熱器的雙效蒸發的列文外加熱蒸發器，一效蒸發器中真空度為-0. 02 -0. 04MPa，一效換熱器內真空度為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發器和換熱器中真空度相同，為-0. 06 -0. 09MPao
7.一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的裝置，其特徵在於，包括依次連接的氧化裝置、 蒸發系統和離心機；所述的氧化裝置是由儲存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次用管道循環連接形成的循環迴路裝置，所述的儲存池內設置有至少兩根支管和與支管數量相匹配的射流器，所述的支管的一端連結至氣液分離罐與儲存池連接的管道，支管的另一端連接至射流器的噴嘴，所述的射流器的尾管通至儲存池內，射流器的吸氣室還連接有與外界空氣相通的管道。
全文摘要
本發明涉及一種利用磺化尾氣吸收液製備芒硝的方法及裝置，屬於清潔生產與循環經濟技術領域。由於磺化尾氣吸收液中含有硫酸鹽和亞硫酸鹽，需要將亞硫酸鹽氧化後，再進行芒硝的提取。具體過程分為以下幾步尾氣吸收液濃度控制，pH調節；尾氣吸收液氧化；尾氣吸收液過濾；尾氣吸收液蒸發，析出結晶；離心甩鹽。運用該方法及其配套的裝置可以製備白度96以上的芒硝，同時解決了尾氣吸收液的處理排放問題，有較高的經濟效應和環保效應。
文檔編號B01D53/48GK102275955SQ201110127659
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者劉愛菊, 段玉臣, 肖博, 陽宇 申請人:湖南麗臣實業股份有限公司