利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備的製作方法

2023-05-30 23:29:36 1

專利名稱：利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石灰窯生產技術領域，特別是一種利用工業廢液和石灰窯二 氧化碳生產碳酸氫銨的設備。
背景技術：
眾所周知，在用石灰窯燒制石灰的尾氣中含有大量的(X)2氣體，同煙氣的排放一起 排入大氣中。CO2是一種有害氣體，排放於大氣中，不僅汙染環境，而且是導致全球變暖的重 要因素。目前，全球變暖已引起了世界人民的關注，減少CO2的排放已成了世界關注的問題。 然而，CO2又是一種重要的工業原料，在食品加工保鮮、飲料、化肥、防火、石油開採等領域具 有重要用途，充分回收0)2進行應用，是一種利國利民的好事。因此，研究石灰窯CO2的回收 利用，既克制了地球變暖的問題，又充分發揮了 (X)2的應用價值。通常情況下，石灰窯排放的 氣體中，除了 0)2外，還有SO2氣體，給CO2的分離回收帶來了困難。但由於目前採用的是高 熱值型煤，所以使得SO2氣體的含量極低，為簡化(X)2的回收利用設備成了可能。在冶金和 化工工業發達的地區，有大量的工業廢液排放，如焦化廠排放的工業廢液中，含有H20、NH3. H2O, NH3三種分子，還含有少量OH根，可與(X)2產生化學反應，生成NH4HCO3,因此，可以通過 一定的生產工藝，生產NH4HC03。但目前的工業廢水，大多沒有被利用。經過檢索，目前尚未 見利用工業廢液和石灰窯尾氣中的(X)2氣體生產NH4HCO3的報導。發明內容本實用新型的目的在於提供一種通過一定的專用設備和工藝，將石灰窯排放的 CO2氣體和煉鋼廠或化工廠排出的工業廢水，進行綜合利用，生產出NH4HCO3的利用工業廢 液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備。為達到以上目的，本實用新型所採用的技術方案是該利用工業廢液和石灰窯二 氧化碳生產碳酸氫銨的設備，包括石灰窯、CO2淨化分離器和空壓機構成，在石灰窯的頂部 加密封蓋，在密封蓋上加設煙氣管道，通過煙氣管道依次與CO2淨化分離器和空壓機相連 接，其特徵在於空壓機的CO2輸氣總管通過分支管分別與一號放熱反應塔底部和二號放熱 反應塔底部相連接，並分別通入一號放熱反應塔和二號放熱反應塔的內腔，使淨化了的CO2 氣體從一號放熱反應塔和二號放熱反應塔腔內底部向上流動；在一號放熱反應塔的上部和 二號放熱反應塔的上部分別接入工業廢液輸入分管，工業廢液輸入分管與工業廢液總管相 連接，工業廢液總管與工業廢液泵相連接，工業廢液泵通過管道與工業廢液槽相連通，通過 工業廢液泵使工業廢液打入一號放熱反應塔或二號放熱反應塔腔內的上部，並從上向下噴 灑，與CO2氣體形成對流，進行放熱反應；在一號放熱反應塔的下部和二號放熱反應塔的下 部分別接入冷卻水輸入管，冷卻水輸入管和水泵相連接，水泵通過管道與水池相連通，冷卻 水輸入管的內端分別通入一號放熱反應塔和二號放熱反應塔腔內的冷卻水箱，分別對一號 放熱反應塔和二號放熱反應塔內進行冷卻，在一號放熱反應塔或二號放熱反應塔腔內的底 部形成碳酸氫銨懸浮液；冷卻水回水管分別設在一號放熱反應塔的中上部和二號放熱反應塔的中上部，並流入二次水槽；在一號放熱反應塔的底部和二號放熱反應塔的底部設有相 連通的碳酸氫銨懸浮液輸出管，碳酸氫銨懸浮液輸出管與沉澱器相連通，使碳酸氫銨懸浮 液流入沉澱器內；沉澱器的底部接離心機，經離心機進行固液分離，製得固態的碳酸氫銨， 即為成品。本實用新型還通過如下措施實施所述的一號放熱反應塔的頂部設有殘餘(X)2氣 體輸出管，一號放熱反應塔頂部的殘餘(X)2氣體輸出管與二號放熱反應塔的底部相連通，並 輸入二號放熱反應塔內底部腔內，使在一號放熱反應塔內沒有反應完的殘餘CO2氣體經過 殘餘(X)2氣體輸出管進入二號放熱反應塔內底部，由下向上流動，與從上向下噴灑的工業廢 液繼續反應；同樣，所述的二號放熱反應塔的頂部也設有殘餘(X)2氣體輸出管，二號放熱反 應塔頂部的殘餘(X)2氣體輸出管與一號放熱反應塔的底部相連通，並輸入一號放熱反應塔 內底部腔內。所述的一號放熱反應塔頂部的殘餘(X)2氣體輸出管和二號放熱反應塔頂部的殘餘 CO2氣體輸出管之間還設有連通管，在連通管上設有尾氣輸出管，尾氣輸出管與清洗塔的底 部相連通；清洗塔的上部接入清水噴管，在清洗塔的頂部接淨化氣體輸出管，在清洗塔的下 部接冷卻水回水管。所述的一號放熱反應塔頂部的殘餘(X)2氣體輸出管上和二號放熱反應塔頂部的殘 餘(X)2氣體輸出管上分別設有閥門，在(X)2供氣總管的分支管上分別設有閥門，與此相適應， 在連通管上也分別設有相應的閥門，在碳酸氫銨懸浮液輸出管上也分別設有相應的閥門， 通過各閥門的控制，實現一號放熱反應塔和二號放熱反應塔輪流生產。由於碳酸氫銨在8 個小時以後，可容易結晶，往往在冷卻水管壁上結疤，影響反應塔內的溫度控制，導致溫度 升高，產品質量降低，所以，一號放熱反應塔和二號放熱反應塔每8小時交換一次。所述的沉澱器底部的離心機還接產品輸出管和分離液輸出管，經離心機固液分離 後，製得的固態碳酸氫銨成品進入包裝工序，分離出來的母液流入母液槽，以備再加工成合 格的清洗液作為循環利用。所述的工業廢液為焦化廠排放的工業廢水。為了加快(X)2氣體在一號放熱反應塔和二號放熱反應塔內的反應，在通入(X)2氣體 以前，應當在一號放熱反應塔和二號放熱反應塔內注入一定液位的工業廢液。所述的空壓機的壓力為6Kg。所述的(X)2淨化分離器、一號放熱反應塔和二號放熱反應塔、清洗塔、沉澱器的結 構均為現有技術，故不多述。本實用新型的有益效果在於一是達到了石灰窯CO2排放無汙染，保護了人類賴 以生存的自然環境；二是達到了(X)2與工業廢水的綜合利用，提高了經濟效益；三是設備簡 單，容易裝配，節約能源；四是整個工序密封生產，工藝合理。可廣泛用於冶金工業發達地區 的石灰窯生產。
圖1、為本實用新型的結構裝配示意圖。
具體實施方式
參照圖1製作本實用新型。該利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設 備，包括石灰窯1、CO2淨化分離器2和空壓機3構成，在石灰窯1的頂部加密封蓋4，對石灰 窯1進行全密封，使含有(X)2氣體的煙氣不再排入大氣，可克服(X)2氣體對人類的危害，在密 封蓋4上加設煙氣管道5，通過煙氣管道5依次與(X)2淨化分離器2和空壓機3相連接，通過 CO2淨化分離器2使(X)2淨化，其特徵在於空壓機3的(X)2輸氣總管6通過分支管23、23 『 分別與一號放熱反應塔7底部和二號放熱反應塔7'底部相連接，並分別通入一號放熱反 應塔7和二號放熱反應塔7 『的內腔，使淨化了的(X)2氣體從一號放熱反應塔7和二號放熱 反應塔7'腔內底部向上流動；在一號放熱反應塔7的上部和二號放熱反應塔7'的上部分 別接入工業廢液輸入分管8、8'，工業廢液輸入分管8、8'與工業廢液總管觀相連接，工業 廢液總管觀與工業廢液泵9相連接，工業廢液泵9通過管道與工業廢液槽10相連通，通過 工業廢液泵9使工業廢液打入一號放熱反應塔7或二號放熱反應塔7 『腔內的上部，並從上 向下噴灑，與(X)2氣體形成對流，進行放熱反應；在一號放熱反應塔7的下部和二號放熱反 應塔7'的下部分別接入冷卻水輸入管11、11'，冷卻水輸入管11、11'和水泵12相連接， 水泵12通過管道與水池13相連通，冷卻水輸入管11、11 『的內端分別通入一號放熱反應塔 7和二號放熱反應塔7'腔內的冷卻水箱，分別對一號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7' 內進行冷卻，通過冷卻和反應，在一號放熱反應塔7或二號放熱反應塔7'腔內的底部形成 碳酸氫銨懸浮液；冷卻水回水管31、31'分別設在一號放熱反應塔7的中上部和二號放熱 反應塔7'的中上部，並流入二次水槽；在一號放熱反應塔7的底部和二號放熱反應塔7' 的底部設有相連通的碳酸氫銨懸浮液輸出管14，碳酸氫銨懸浮液輸出管14與沉澱器15相 連通，使碳酸氫銨懸浮液流入沉澱器15內；沉澱器15的底部接離心機16，經離心機16進 行固液分離，製得固態的碳酸氫銨，即為成品。作為本實用新型的改進，所述的一號放熱反應塔7的頂部設有殘餘CO2氣體輸出 管17，一號放熱反應塔7頂部的殘餘(X)2氣體輸出管17與二號放熱反應塔7 『的底部相 連通，並輸入二號放熱反應塔7'內底部腔內，使在一號放熱反應塔7內沒有反應完的殘餘 CO2氣體經過殘餘(X)2氣體輸出管17進入二號放熱反應塔7'內底部，由下向上流動，與從 上向下噴灑的工業廢液繼續反應；同樣，所述的二號放熱反應塔7'的頂部也設有殘餘CO2 氣體輸出管17'，二號放熱反應塔7'頂部的殘餘CO2氣體輸出管17'與一號放熱反應塔 7的底部相連通，並輸入一號放熱反應塔7內底部腔內，使在二號放熱反應塔7'內沒有反 應完的殘餘(X)2氣體經過殘餘(X)2氣體輸出管17'進入一號放熱反應塔7內底部，由下向 上流動，與從上向下噴灑的廢液繼續反應；由於經過了兩次反應，所以在氣體輸出中，⑶2的 含量已經很少了，達到了(X)2回收並生產出碳酸氫銨的目的。所述的一號放熱反應塔7頂部的殘餘(X)2氣體輸出管17和二號放熱反應塔7'頂 部的殘餘(X)2氣體輸出管17'之間還設有連通管M，在連通管M上設有尾氣輸出管四，尾 氣輸出管四與清洗塔19的底部相連通，清洗塔19的上部接入清水噴管20，在清洗塔19的 頂部接淨化氣體輸出管21，在清洗塔19的中下部接冷卻水回水管22，從而完成一個生產過程。所述的一號放熱反應塔7頂部的殘餘(X)2氣體輸出管17上和二號放熱反應塔7' 頂部的殘餘CO2氣體輸出管17'上分別設有閥門25、26，在0)2供氣總管6的分支管23、23'上分別設有閥門27、27'，與此相適應，在連通管M上也分別設有相應的閥門18、18'，在 碳酸氫銨懸浮液輸出管14上也分別設有相應的閥門30、30'，通過各閥門的控制，實現一 號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7'輪流生產，由於碳酸氫銨在8個小時以後，可容易結 晶，往往在冷卻水管壁上結疤，影響反應塔內的溫度控制，導致溫度升高，產品質量降低，所 以，一號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7'每8小時交換一次。所述的沉澱器15底部的離心機16還接產品輸出管和分離液輸出管，經離心機16 固液分離後，製得的固態碳酸氫銨成品進入包裝工序，分離出來的母液流入母液槽，以備再 加工成合格的清洗液作為循環利用。所述的工業廢液為焦化廠排放的工業廢水。為了加快(X)2氣體在一號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7'內的反應，在通入 CO2氣體以前，應當在一號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7'內注入一定液位的工業廢 液。所述的空壓機3的壓力為6Kg。所述的(X)2淨化分離器2、一號放熱反應塔7和二號放熱反應塔7'、清洗塔19、沉 澱器15的結構均為現有技術，故不多述。
權利要求1.一種利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備，包括石灰窯(1)、0)2淨 化分離器⑵和空壓機⑶構成，在石灰窯⑴的頂部加密封蓋G)，在密封蓋⑷上加設 煙氣管道(5)，通過煙氣管道(5)依次與CO2淨化分離器⑵和空壓機(3)相連接，其特徵 在於空壓機(3)的(X)2輸氣總管(6)通過分支管03、23')分別與一號放熱反應塔(7) 底部和二號放熱反應塔(7')底部相連接，並分別通入一號放熱反應塔(7)和二號放熱反 應塔(7')的內腔；在一號放熱反應塔(7)的上部和二號放熱反應塔(7')的上部分別接 入工業廢液輸入分管(8、8')，工業廢液輸入分管(8、8')與工業廢液總管08)相連接， 工業廢液總管08)與工業廢液泵(9)相連接，工業廢液泵(9)通過管道與工業廢液槽(10) 相連通；在一號放熱反應塔(7)的下部和二號放熱反應塔(7')的下部分別接入冷卻水輸 入管(11、11')，冷卻水輸入管(11、11')和水泵(12)相連接，冷卻水輸入管(11、11') 的內端分別通入一號放熱反應塔(7)和二號放熱反應塔(7')腔內的冷卻水箱；冷卻水回 水管(31、31')分別設在一號放熱反應塔(7)的中上部和二號放熱反應塔(7')的中上 部；在一號放熱反應塔(7)的底部和二號放熱反應塔(7')的底部設有相連通的碳酸氫銨 懸浮液輸出管(14)，碳酸氫銨懸浮液輸出管(14)與沉澱器(15)相連通；沉澱器(15)的底 部接離心機(16)。
2.根據權利要求1所述的利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備，其特 徵在於所述的一號放熱反應塔(7)的頂部設有殘餘CO2氣體輸出管(17)，一號放熱反應塔 (7)頂部的殘餘CO2氣體輸出管(17)與二號放熱反應塔(7')的底部相連通，並輸入二號 放熱反應塔(T )內底部腔內；同樣，所述的二號放熱反應塔(T )的頂部也設有殘餘ω2 氣體輸出管(17' )，二號放熱反應塔(7')頂部的殘餘CO2氣體輸出管(17')與一號放 熱反應塔(7)的底部相連通，並輸入一號放熱反應塔(7)內底部腔內；所述的一號放熱反應 塔(7)頂部的殘餘(X)2氣體輸出管(17)和二號放熱反應塔(7')頂部的殘餘(X)2氣體輸 出管(17')之間還設有連通管(M)，在連通管04)上設有尾氣輸出管( )，尾氣輸出管 (29)與清洗塔(19)的底部相連通，清洗塔(19)的上部接入清水噴管(20)，在清洗塔(19) 的頂部接淨化氣體輸出管(21)，在清洗塔(19)的中下部接冷卻水回水管02)。
3.根據權利要求1或2所述的利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備， 其特徵在於所述的一號放熱反應塔(7)頂部的殘餘CO2氣體輸出管(17)上和二號放熱反 應塔(7')頂部的殘餘CO2氣體輸出管(17')上分別設有閥門0536)，在CO2供氣總管 (6)的分支管03、23')上分別設有閥門(XJ、2V )，與此相適應，在連通管04)上也分別 設有相應的閥門(18、18')，在碳酸氫銨懸浮液輸出管(14)上也分別設有相應的閥門(30、 30')。
專利摘要本實用新型公開了一種利用工業廢液和石灰窯二氧化碳生產碳酸氫銨的設備，包括石灰窯、CO2淨化分離器和空壓機構成，在石灰窯的頂部加密封蓋，在密封蓋上加設煙氣管道，其特徵在於空壓機的CO2輸氣總管通過分支管分別與一、二號放熱反應塔底部相連通；在一、二號放熱反應塔的上部分別接入工業廢液輸入分管，其下部分別接入冷卻水輸入管，其上中部接冷卻水回水管；經CO2和工業廢液在一、二號放熱反應塔中輪流反應，生產碳酸氫銨懸浮液，再經沉澱、分離製得碳酸氫銨。該設備解決了石灰窯CO2排放無汙染；達到了CO2與工業廢水的綜合利用；且設備簡單、容易裝配、節約能源、密封生產。可廣泛用於冶金工業發達地區的石灰窯生產。
文檔編號C01C1/26GK201834770SQ201020559810
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者商玉臣 申請人:商玉臣