一種脫硫液提鹽工藝及其裝置的製作方法

2023-05-21 17:41:46 3

本發明屬於脫硫液提純技術領域，具體涉及一種脫硫液提鹽工藝及其裝置。

背景技術：

在焦炭生產中，焦爐產生的荒煤氣必須經過系統淨化後才能投入實際應用。焦爐煤氣脫硫廢液就是荒煤氣在脫硫淨化操作過程中生成的高鹽廢液。脫硫廢液是目前焦化企業的主要汙染源，必須加以治理。提鹽是近年來重點發展的脫硫廢液治理工藝，它是通過一系列物理和化學手段，將廢液中的各種無機鹽類，提純成純淨的工業產品，以達到消除汙染、回收資源的目的。

目前，脫硫廢液處理的方法和系統較多，如真空蒸髮結晶提鹽系統、焚燒制酸系統、氧化制硫酸銨系統等。在以上所述系統中，脫硫廢液一般要經過雙級過濾、活性炭脫色、真空蒸發等諸多工序，過程複雜、處理成本較高。還有一種常用的脫硫液提鹽技術為分步結晶法，該方法是採用多次濃縮、結晶、溶解、分離等手段，將其中的硫酸鹽、硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽分開的方法，此種工藝較為複雜，投資較高，而且產品受原料濃度影響大，質量有浮動。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術中的缺陷，而提供一種投資成本少、簡化工藝流程、降低能耗和硫氰酸鈉純度較高的脫硫液提鹽工藝及其裝置。

為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：

一種脫硫液提鹽裝置，包括脫硫液真空蒸發器，以及與脫硫液真空蒸發器順序連接的酸解反應釜、第一壓濾機、第一真空蒸發器和第二壓濾機，脫硫液真空蒸發器還與第一換熱器連接，第一換熱器還與第一真空泵連接，酸解反應釜還與氨水池連接，第一壓濾機還順序連接攪拌罐、熔硫釜、第二真空蒸發器和第三壓濾機，第一真空蒸發器還與第二換熱器連接，第二換熱器還與第二真空泵連接，第二真空蒸發器還與第三換熱器連接，第三換熱器還與第三真空泵連接，第二壓濾機還與脫硫液真空蒸發器連接，脫硫液真空蒸發器與酸解反應釜之間、攪拌罐與熔硫釜之間、熔硫釜與第二真空管蒸發器之間以及脫硫液管道上均設有泵。

利用以上裝置進行脫硫液提鹽工藝，包括以下步驟：

（1）將來自mts催化脫硫產生的含na2s2o3、na2so4、nascn、na2co3、nahco3等鹽的脫硫液，由泵送入脫硫液真空蒸發器中，通過與脫硫液真空蒸發器連接的第一換熱器和第一真空泵調節脫硫液真空蒸發器內的真空度，然後對脫硫液進行濃縮，濃縮至高溫下無鹽析出即可，因為下一步的酸解反應為均相反應，有固體析出的話用泵輸送會有困難；

（2）將步驟（1）中濃縮後的脫硫液由泵輸送到酸解反應釜中，加入硫酸溶液進行酸解反應至無大量氣體放出為止，然後用naoh溶液調節至中性，產生的氣體經氨水池吸收；

（3）將步驟（2）所得中性溶液經第一壓濾機壓濾後，使固液完全分離，然後將固體置於攪拌罐中，加入水溶解後泵入熔硫釜中，蒸汽加熱放硫，冷卻後析出較純的硫磺，然後將熔硫釜中上層溶液泵入第二真空蒸發器中，通過與第二真空蒸發器連接的第三換熱器和第三真空泵調節第二真空蒸發器內的真空度，對液體進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫析出固體，然後經第三壓濾機壓濾，得到含na2so4為主的產品，將第三壓濾機壓濾分離的液體進行回收；

（4）將步驟（3）經第一壓濾機壓濾後所得液體置於第一真空蒸發器中，通過與第一真空蒸發器連接的第二換熱器和第二真空泵調節第一真空蒸發器內的真空度，然後對液體進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫後有沉澱析出；

（5）將步驟（4）所得液體及冷卻後析出的沉澱置於第二壓濾機壓濾，將固液分離，得固體為含nascn為主的產品，濾液回流到脫硫液真空蒸發器中與脫硫液合併再次進行濃縮。

優選的，步驟（1）中所述脫硫液真空蒸發器內的真空度小於-0.05mpa、溫度為85℃~110℃。

優選的，步驟（2）中所述硫酸質量濃度為5%~40%，硫酸加入量為至溶液ph值為1~2，反應溫度為70℃~90℃。

優選的，步驟（3）中所述固體於攪拌罐中溶解時，加入水的量為固體質量的5%~300%。

優選的，步驟（3）中所述蒸汽加熱溫度為110℃~150℃。

優選的，步驟（3）中所述第二真空蒸發器內的真空度小於-0.05mpa，溫度為85℃~110℃。

優選的，步驟（4）中所述第一真空蒸發器內的真空度小於-0.05mpa、溫度為85℃~110℃。

本發明的有益效果是：

本發明採用的是化學酸解轉化法對脫硫液進行提鹽，先對脫硫液進行濃縮，使脫硫液的濃度提高，體積減少30%-70%，這樣後續工藝可以有效的節省設備容積，降低能耗；而且濃溶液經過實驗，在酸化工程中，析出硫磺時會夾帶mts催化劑進行沉澱，因此本發明不需要脫色工藝，減少了工藝流程，同時本發明酸化過程中使用的是脫硫液的濃縮液，反應物濃度富集，反應活性高，反應時間減少。本發明的工藝為間歇操作，產品質量易於控制。本發明提供了一種減少投資成本、簡化工藝流程、縮短反應時間、降低能耗和硫氰酸鈉純度較高的脫硫液提鹽工藝及其裝置。

附圖說明

圖1為本發明的裝置圖；

圖中，脫硫液真空蒸發器1、酸解反應釜2、第一壓濾機3、熔硫釜4、第一真空蒸發器5、第二壓濾機6、氨水池7、第一換熱器8、第一真空泵9、第二換熱器10、第二真空泵11、脫硫液管道12、硫酸溶液管道13、泵14、硫磺15、含硫氰酸鈉為主的產品16、攪拌罐17、第二真空蒸發器18、第三換熱器19、第三真空泵20、含硫酸鈉為主的產品21、氫氧化鈉溶液管道22、液體回收管道23、第三壓濾機24。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

實施例1

一種脫硫液提鹽裝置，如圖1所示，包括脫硫液真空蒸發器1，以及與脫硫液真空蒸發器1順序連接的酸解反應釜2、第一壓濾機3、第一真空蒸發器5和第二壓濾機6，脫硫液真空蒸發器1還與第一換熱器8連接，第一換熱器8還與第一真空泵9連接，酸解反應釜2還與氨水池7連接，第一壓濾機3還順序連接攪拌罐17、熔硫釜4、第二真空蒸發器18和第三壓濾機24，第一真空蒸發器5還與第二換熱器10連接，第二換熱器10還與第二真空泵11連接，第二真空蒸發器18還與第三換熱器19連接，第三換熱器19還與第三真空泵20連接，第二壓濾機6還與脫硫液真空蒸發器1連接，脫硫液真空蒸發器1與酸解反應釜2之間、攪拌罐17與熔硫釜4之間、熔硫釜4與第二真空管蒸發器18之間以及脫硫液管道12上均設有泵14。

利用以上裝置進行脫硫液提鹽工藝，包括以下步驟：

（1）量取1l來自mts催化脫硫產生的含na2s2o3、na2so4、nascn、na2co3、nahco3等鹽的脫硫液，由泵14送入脫硫液真空蒸發器1中，通過與脫硫液真空蒸發器1連接的第一換熱器8和第一真空泵9調節脫硫液真空蒸發器1內的真空度小於-0.05mpa、溫度為85℃，然後對脫硫液進行濃縮，濃縮至高溫下無鹽析出即可；

（2）將步驟（1）中濃縮後的脫硫液由泵14輸送到酸解反應釜2中，加入質量濃度為5%的硫酸溶液，調節脫硫液的ph值為1，控制酸解反應釜2內的溫度為70℃，進行酸解反應至無大量氣體放出為止，然後用naoh溶液調節至中性，產生的氣體經氨水池7吸收；

（3）將步驟（2）所得中性溶液經第一壓濾機3壓濾後，使固液完全分離，然後將固體置於攪拌罐17中，加入為固體質量5%的水溶解後泵入熔硫釜4中，蒸汽加熱使熔硫釜4內的溫度為110℃時放硫，冷卻後析出較純的硫磺15，然後將熔硫釜4中上層溶液泵入第二真空蒸發器18中，通過與第二真空蒸發器18連接的第三換熱器19和第三真空泵20調節第二真空蒸發器18內的真空度小於-0.05mpa、溫度為85℃，對液體進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫析出固體，然後經第三壓濾機24壓濾，得到含na2so4為主的產品，將第三壓濾機24壓濾分離的液體進行回收，用作純鹼溶解打入脫硫系統；

（4）將步驟（3）經第一壓濾機3壓濾後所得液體置於第一真空蒸發器5中，通過與第一真空蒸發器5連接的第二換熱器10和第二真空泵11調節第一真空蒸發器5內的真空度小於-0.05mpa、溫度為85℃進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫後有沉澱析出；

（5）將步驟（4）所得液體及冷卻後析出的沉澱置於第二壓濾機6壓濾，將固液分離，得320g固體為含硫氰酸鈉為主的產品16，250ml的濾液回流到脫硫液真空蒸發器1中與脫硫液合併再次進行濃縮。

經檢測，產品16中硫氰酸鈉的純度為90.1%。

實施例2

本實施例所用的脫硫液提鹽裝置與實施例1相同。

利用以上裝置進行脫硫液提鹽工藝，包括以下步驟：

（1）量取1l來自mts催化脫硫產生的含na2s2o3、na2so4、nascn、na2co3、nahco3等鹽的脫硫液，由泵14送入脫硫液真空蒸發器1中，通過與脫硫液真空蒸發器1連接的第一換熱器8和第一真空泵9調節脫硫液真空蒸發器1內的真空度小於-0.05mpa、溫度為100℃，然後對脫硫液進行濃縮，濃縮至高溫下無鹽析出即可；

（2）將步驟（1）中濃縮後的脫硫液由泵14輸送到酸解反應釜2中，加入質量濃度為20%的硫酸溶液，調節脫硫液的ph值為1.5，控制酸解反應釜2內的溫度為80℃，進行酸解反應至無大量氣體放出為止，然後用naoh溶液調節至中性，產生的氣體經氨水池7吸收；

（3）將步驟（2）所得中性溶液經第一壓濾機3壓濾後，使固液完全分離，然後將固體置於攪拌罐17中，加入為固體質量150%的水溶解後泵入熔硫釜4中，蒸汽加熱使熔硫釜4內的溫度為130℃時放硫，冷卻後析出較純的硫磺15，然後將熔硫釜4中上層溶液泵入第二真空蒸發器18中，通過與第二真空蒸發器18連接的第三換熱器19和第三真空泵20調節第二真空蒸發器18內的真空度小於-0.05mpa、溫度為100℃，對液體進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫析出固體，然後經第三壓濾機24壓濾，得到含na2so4為主的產品，將第三壓濾機24壓濾分離的液體進行回收，用作純鹼溶解打入脫硫系統；

（4）將步驟（3）經第一壓濾機3壓濾後所得液體置於第一真空蒸發器5中，通過與第一真空蒸發器5連接的第二換熱器10和第二真空泵11調節第一真空蒸發器5內的真空度小於-0.05mpa、溫度為100℃進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫後有沉澱析出；

（5）將步驟（4）所得液體及冷卻後析出的沉澱置於第二壓濾機6壓濾，將固液分離，得322g固體為含硫氰酸鈉為主的產品16，245ml濾液回流到脫硫液真空蒸發器1中與脫硫液合併再次進行濃縮。

經檢測，產品16中硫氰酸鈉的純度為92.3%。

實施例3

本實施例所用的脫硫液提鹽裝置與實施例1相同。

利用以上裝置進行脫硫液提鹽工藝，包括以下步驟：

（1）量取1l來自mts催化脫硫產生的含na2s2o3、na2so4、nascn、na2co3、nahco3等鹽的脫硫液，由泵14送入脫硫液真空蒸發器1中，通過與脫硫液真空蒸發器1連接的第一換熱器8和第一真空泵9調節脫硫液真空蒸發器1內的真空度小於-0.05mpa、溫度為110℃，然後對脫硫液進行濃縮，濃縮至高溫下無鹽析出即可；

（2）將步驟（1）中濃縮後的脫硫液由泵14輸送到酸解反應釜2中，加入質量濃度為40%的硫酸溶液，調節脫硫液的ph值為2，控制酸解反應釜2內的溫度為90℃，進行酸解反應至無大量氣體放出為止，然後用naoh溶液調節至中性，產生的氣體經氨水池7吸收；

（3）將步驟（2）所得中性溶液經第一壓濾機3壓濾後，使固液完全分離，然後將固體置於攪拌罐17中，加入為固體質量300%的水溶解後泵入熔硫釜4中，蒸汽加熱使熔硫釜4內的溫度為150℃時放硫，冷卻後析出較純的硫磺15，然後將熔硫釜4中上層溶液泵入第二真空蒸發器18中，通過與第二真空蒸發器18連接的第三換熱器19和第三真空泵20調節第二真空蒸發器18內的真空度小於-0.05mpa、溫度為110℃，對液體進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫析出固體，然後經第三壓濾機24壓濾，得到含na2so4為主的產品，將第三壓濾機24壓濾分離的液體進行回收，用作純鹼溶解打入脫硫系統；

（4）將步驟（3）經第一壓濾機3壓濾後所得液體置於第一真空蒸發器5中，通過與第一真空蒸發器5連接的第二換熱器10和第二真空泵11調節第一真空蒸發器5內的真空度小於-0.05mpa、溫度為110℃進行濃縮，待有晶體析出時停止濃縮，放出剩餘液體冷卻至室溫後有沉澱析出；

（5）將步驟（4）所得液體及冷卻後析出的沉澱置於第二壓濾機6壓濾，將固液分離，得317g固體為含硫氰酸鈉為主的產品16，254ml濾液回流到脫硫液真空蒸發器1中與脫硫液合併再次進行濃縮。

經檢測，產品16中硫氰酸鈉的純度為91.2%。