一種綜合處理含硫煙氣與固廢雜鹽的系統的製作方法

2024-04-03 12:32:05

本實用新型屬於資源回收處理技術領域，具體涉及利用煙氣脫硫製得的硫酸與工業廢水蒸髮結晶製得的固廢雜鹽進行反應生產氯化氫與硫酸氫鈉晶體的系統。

背景技術：

現有的環保處理方法可以針對化工廠的鍋爐含硫煙氣及高濃鹽廢水分別進行處理。含硫煙氣經處理後汙染物由煙氣轉移到脫硫廢水或形成固體廢棄物中，以廢水或石膏的形式輸出；化工高濃鹽水可以通過蒸髮結晶等工藝將溶解在廢水中的汙染物結晶出來，以固體廢物的形式輸出。以上處理方式均屬於把汙染物從一種形態轉化為另一種形態，而非徹底消滅汙染物，無法從根本上實現環保的「零排放」。尤其生化廢水的高濃鹽水經蒸髮結晶產生的雜鹽已被國家明確界定為危險廢物，處置技術難度以及成本投入要求更高。

化工園區通常水氣渣汙染同時存在，但水氣渣的環保治理現狀基本屬於「各自為政」，汙染物從一種形態轉化到另一種形態中時，不僅增加了汙染物治理的成本，而且增加了環保處理與處置的難度。

以汙染物水氣渣同治為出發點考慮水氣渣治理的聯動處置問題，從統籌規劃的角度來解決環保問題，可以更好的實現最終汙染物的減量化。針對不同汙染物實現資源化，尤其是實現最終產物危廢的資源化利用，則是打通廢水-廢氣-廢渣零排放閉環的關鍵步驟，是徹底消滅汙染物、真正實現汙染物零排放的關鍵所在，也是符合國家和地方政府的產業和技術政策的推動危險廢物資源綜合利用的必然要求。

技術實現要素：

為了克服目前技術的不足, 本發明提供一種綜合處理含硫煙氣與固廢雜鹽的系統，生產氯化氫和硫酸氫鈉晶體，實現水氣渣零排放，該系統利用煙氣脫硫過程製取濃硫酸，再以高濃鹽水蒸髮結晶產生的含有硫酸鈉和氯化鈉混鹽的固廢雜鹽為原料，與煙氣脫硫製取的硫酸反應生產氯化氫氣體，同時聯產硫酸氫鈉晶體，既實現了水氣渣零排放閉環，又結合了脫硫制酸和固廢雜鹽資源的特點，充分利用自然資源，處理汙染物的同時又將固廢雜鹽變為附加值較高的化工產品，投資較低且易操作，滿足可持續發展的要求。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種綜合處理含硫煙氣與固廢雜鹽的系統，所述的系統包括通過管道連接的煙氣脫硫制酸系統和固廢雜鹽處理系統；所述的煙氣脫硫制酸系統包括洗滌-吸收系統、再生-淨化系統、催化-制酸系統；所述的洗滌-吸收系統包括預洗滌器、顆粒及酸霧過濾器和二氧化硫吸收塔；所述的再生-淨化系統包括貧富液換熱器、再生塔、胺液淨化裝置和冷卻器；所述的催化-制酸系統包括催化氧化反應器、吸收塔、冷凝器和硫酸儲罐；所述的催化氧化反應器中設置有多個催化劑床層和換熱器，換熱器中的傳熱介質為熔融鹽，進而控制換熱器進口溫度、餘熱鍋爐給水以及產生蒸汽，換熱鹽的溫度需要高於催化氧化反應器中的硫酸的露點，因此熔融鹽的溫度需要控制在240℃。冷凝器中得到的硫酸，通過下降管進入到已經冷卻的硫酸中，通過不斷換熱，將得到的熱硫酸不斷的進行冷凝，從而最終將冷卻後的硫酸送至界區外。所述的固廢雜鹽處理系統包括通過管道依次連接的搪瓷玻璃反應釜、反應液儲桶、結晶器、增稠器、吊袋離心機、純料輸送機、熱風乾燥機、乾料輸送機和自動包裝機；所述的搪瓷玻璃反應釜頂端的排氣孔通過管道連接氯化氫吸收塔，氯化氫吸收塔排液口通過管道連接鹽酸儲罐；採用上述系統處理含硫煙氣與固廢雜鹽，每個裝置中發生如下反應：

1) 洗滌-吸收系統：將二氧化硫煙氣運送至預洗滌器中通過洗滌液噴淋急冷並飽和，去除煙氣中的小顆粒灰塵和大部分酸霧，經過顆粒及酸霧過濾器過濾後的煙氣進入二氧化硫吸收塔吸收，在二氧化硫吸收塔中與貧胺液進行接觸，SO2被貧胺液選擇性地吸收，得到含SO2的富胺液，淨化後的煙氣符合排放標準並經二氧化硫吸收塔頂端排出；

2)再生-淨化系統：含SO2的低溫富胺液經過貧富液換熱器進入再生塔經過蒸汽加熱，使含SO2的富胺液解吸出純淨的高濃度SO2氣體和高溫再生貧胺液，高溫再生貧胺液經貧富液換熱器換熱後到達二氧化硫吸收塔中吸收SO2；每一個吸收周期的部分再生貧胺溶液進入胺液淨化裝置中淨化，清除溶劑中積聚的熱穩定性鹽（如硫酸鹽、硝酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物等），之後再進入到二氧化硫吸收塔中吸收SO2；

3) 催化-制酸系統：經再生塔中解析出來的SO2經過冷卻器冷卻提升為飽和高純度（99.99%）的SO2幹基氣體，通入催化氧化反應器，在催化劑床層中，進行二氧化硫和氧氣的氧化反應生成SO3，過熱的SO3經換熱器降溫後進入以硫酸為吸收劑的吸收塔被吸收得到高純度濃硫酸，高純度濃硫酸排入硫酸儲罐內作為後序生產工藝的原材料；

4) 混合反應：在搪瓷玻璃反應釜中加入高純度濃硫酸和含有硫酸鈉與氯化鈉的固廢雜鹽，控制反應釜的溫度、壓力及保溫時間，在攪拌的條件下進行充分反應，生成硫酸氫鈉漿液和氯化氫氣體；

5)存儲：將步驟4）生成的硫酸氫鈉漿液通過反應液儲桶存儲；

6) 吸收氯化氫：將步驟4）中產生的氯化氫氣體採用氯化氫吸收塔進行吸收處理，之後將生產的鹽酸排放進入到鹽酸儲罐中儲存；

7)冷卻結晶：將硫酸氫鈉漿液泵送至結晶器進行冷卻結晶，形成低稠度硫酸氫鈉半成品結晶溶液；

8) 固液分離：將低稠度硫酸氫鈉半成品結晶溶液採用增稠器進行處理，實現一水硫酸氫鈉晶體與水的分離，沉至底部的一水硫酸氫鈉晶體匯集成稠的一水硫酸氫鈉晶漿從底部出料口排出，增稠器上清液與高濃度硫酸混和後循環使用，增稠器上清液是氯離子含量較低而硫酸濃度較高的溶液，經與高濃度硫酸混和後循環使用，無廢液排出，滿足可持續發展要求；

9) 洗滌離心處理：將一水硫酸氫鈉晶漿採用吊袋離心機進行離心處理，在離心的過程中採用飽和硫酸氫鈉溶液進行洗滌得到硫酸氫鈉晶體，採用純料輸送機將其運送至熱風乾燥機乾燥處理；

10) 熱風乾燥：將硫酸氫鈉晶體放入熱風乾燥機中進行熱風乾燥處理，乾燥後採用乾燥輸送機輸送至自動包裝機；

11) 包裝：經過乾燥後的硫酸氫鈉晶體採用自動包裝機進行包裝處理，實現資源回收利用。

所述的二氧化硫吸收塔包括塔體，塔體內部從下到上依次設置有排液口、曝氣裝置、多孔液體分布器、電機安裝板、噴淋裝置、除沫器和排氣口；所述的電機安裝板上安裝有防水電機，防水電機的輸出軸連接有長條形刷子，長條形刷子的刷毛與多孔液體分布器接觸；所述的排氣口上設置有排氣扇；噴淋裝置將貧胺液噴成霧狀，多孔液體分布器表面附上貧胺液，曝氣頭二氧化硫氣體均勻擴散到多孔液體分布器上，在多孔液體分布器上完成水吸收二氧化硫，當多孔液體分布器的孔洞出現攔液或夜泛現象，防水電機驅動長條形刷子轉動，將攔液或夜泛現象清除。

所述的熱風乾燥機包括箱體，箱體上設置有進風口和出風口，箱體左端上部分設置有進料口，箱體左端下部分設置有出料口；箱體內部連接進料口處設置有第一物料傳送帶，箱體內部連接出料口處設置有第二物料傳送帶；第一物料傳送帶上設置有風機單元，第一物料傳送帶和第二物料傳送帶均與箱體底面平行且運行方向相反，第一物料傳送帶和第二物料傳送帶底端設置有加熱裝置，第二物料傳送帶比第一物料傳送帶伸出一段長度，使得經過第一物料傳送帶的物料能夠全部墜落到第二物料傳送帶上；箱體外部設置有除溼加熱裝置，除溼加熱裝置分別通過管道連接設置在箱體上的進風口和出風口。該熱風乾燥機能夠快速、高效地使物料中的水分蒸發，而且在箱體外側設置有連通箱體進風口與出風口的除溼加熱裝置，乾燥的熱風與潮溼物料接觸後，帶有水汽的潮溼熱風由出風口經管道流回除溼加熱裝置內，經過除溼加熱裝置進行除溼加熱後再次進入箱體，循環利用，使得流出箱體的潮溼熱風的熱量得以充分利用，降低了乾燥機的能耗。

優選的，所述的硫酸儲罐包括為圓柱體中空結構的筒體，筒體內部設置有聚丙烯內襯層，筒體外側設置有瀝青漆防腐層，筒體外壁上設置有與筒體內部連通的透明材質的計量管，筒體上部設置有密封的頂蓋，頂蓋外部設置有加強肋，頂蓋上設置有進酸口、通氣孔、溫度計口和壓力表，頂蓋與筒體連接處設有包邊結構；筒體底端設置有出酸口。設置了瀝青漆防腐層，在易腐蝕的條件下，也可以保證濃硫酸儲罐外壁的防腐；因為頂蓋外部設有加強肋，加強了頂蓋的受壓能力；因為設有計量管，可以防止液位過高，損壞儲罐。

本實用新型的優點是：

1) 本實用新型以鍋爐煙氣脫硫制酸，並使其與固廢雜鹽反應生產氯化氫與硫酸氫鈉晶體，同時實現了煙氣廢水廢渣零排放的閉環，實現了汙染物的資源化；

2)本實用新型以固廢雜鹽為原料生產鹽酸與硫酸氫鈉產品，避免了雜鹽中氯化鈉與硫酸鈉的分質結晶，拓寬了固廢雜鹽的應用範圍，既充分利用了化工資源，又達到化工廠廢水處理系統真正意義的零排放；通過雜鹽資源化技術，節省了企業固廢雜鹽處置費用的支出，同時得到相關工業副產品，避免了固廢雜鹽填埋對土地資源的佔用，將環境汙染程度降低到最低；

3) 本實用新型二氧化硫吸收塔的多孔液體分布器上方設有長條形刷子，可以最大化的增加多孔液體分布器的孔洞密度，提高二氧化硫與水的接觸效率，當孔洞出現攔液現象時，長條形刷子旋轉，刷毛可將多孔液體分布器的孔洞上液體清除；並且氣體分布器能夠將氣體均勻分布在多孔液體分布器下方，提高多孔液體分布器脫硫效果；

4)本實用新型熱風乾燥機能夠快速、高效地使物料中的水分蒸發，乾燥的熱風與潮溼物料接觸後，帶有水汽的潮溼熱風由出風口經管道流回除溼加熱裝置內，經過除溼加熱後再次進入箱體，循環利用，使得流出箱體的潮溼熱風的熱量得以充分利用，降低了乾燥機的能耗；

5) 本實用新型的硫酸儲罐外壁的防腐性能較好，頂蓋的受力能力強，並且能夠實時觀察其內部的液位。

附圖說明

圖1為本實用新型中煙氣脫硫制酸系統的結構簡圖；

圖2為本實用新型中固廢雜鹽處理系統的結構簡圖；

圖3為本實用新型中二氧化硫吸收塔的結構示意圖；

圖4為本實用新型中熱風乾燥機的結構示意圖；

圖5為本實用新型中硫酸儲罐的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步的說明：

如圖1所示，一種綜合處理含硫煙氣與固廢雜鹽的系統，所述的系統包括通過管道連接的煙氣脫硫制酸系統和固廢雜鹽處理系統；所述的煙氣脫硫制酸系統包括洗滌-吸收系統、再生-淨化系統、催化-制酸系統。所述的洗滌-吸收系統包括預洗滌器10、顆粒及酸霧過濾器11和二氧化硫吸收塔12，二氧化硫煙氣運送至預洗滌器10中通過洗滌液噴淋急冷並飽和，去除煙氣中的小顆粒灰塵和大部分酸霧，經過顆粒及酸霧過濾器11過濾後的煙氣進入二氧化硫吸收塔12吸收，在二氧化硫吸收塔12中與貧胺液進行接觸，SO2被貧胺液選擇性地吸收，得到含SO2的富胺液，淨化後的煙氣符合排放標準並經二氧化硫吸收塔頂端排出；所述的再生-淨化系統包括貧富液換熱器13、再生塔14、胺液淨化裝置15和冷卻器16，含SO2的低溫富胺液經過貧富液換熱器13進入再生塔14經過蒸汽加熱，使含SO2的富胺液解吸出純淨的高濃度SO2氣體和高溫再生貧胺液，高溫再生貧胺液經貧富液換熱器13換熱後到達二氧化硫吸收塔12中吸收SO2；每一個吸收周期的部分再生貧胺溶液進入胺液淨化裝置15中淨化，清除溶劑中積聚的熱穩定性鹽（如硫酸鹽、硝酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物等），之後再進入到二氧化硫吸收塔12中吸收SO2。所述的催化-制酸系統包括催化氧化反應器17、吸收塔18、冷凝器19和硫酸儲罐191，催化氧化反應器17中設置有多個催化劑床層和換熱器171，換熱器171中的傳熱介質為熔融鹽，進而控制換熱器進口溫度、餘熱鍋爐給水以及產生蒸汽，換熱鹽的溫度需要高於催化氧化反應器17中的硫酸的露點。經再生塔14中解析出來的SO2經過冷卻器16冷卻提升為飽和高純度（99.99%）的SO2幹基氣體，通入催化氧化反應器17，在催化劑床層中，進行二氧化硫和氧氣的氧化反應生成SO3，過熱的SO3經換熱器降溫後進入以硫酸為吸收劑的吸收塔18被吸收得到高純度濃硫酸，高純度濃硫酸排入硫酸儲罐191內作為後序生產工藝的原材料。

如圖2所示，所述的固廢雜鹽處理系統由管道順序連接有搪瓷玻璃反應釜20、反應液儲桶21、結晶器22、增稠器23、吊袋離心機24、純料輸送機25、熱風乾燥機26、乾料輸送機27和自動包裝機28；所述的搪瓷玻璃反應釜20頂端的排氣孔通過管道連接氯化氫吸收塔201，氯化氫吸收塔201排液口通過管道連接鹽酸儲罐202；在搪瓷玻璃反應釜20中加入硫酸和含有硫酸鈉與氯化鈉的固廢雜鹽，控制搪瓷玻璃反應釜20的溫度、壓力及保溫時間，在攪拌的條件下進行充分反應，生成硫酸氫鈉漿液和氯化氫氣體；將生成的硫酸氫鈉漿液通過反應液儲桶21存儲；將產生的氯化氫氣體採用氯化氫吸收塔201進行吸收處理，之後將生產的鹽酸排放進入到鹽酸儲罐202中儲存；將硫酸氫鈉漿液泵送至結晶器22進行冷卻結晶，形成低稠度硫酸氫鈉半成品結晶溶液；將低稠度硫酸氫鈉半成品結晶溶液採用增稠器23進行處理，從低稠度硫酸氫鈉半成品結晶溶液中分離出固體，用以增加硫酸氫鈉的稠度；將一水硫酸氫鈉晶漿採用吊袋離心機24進行離心處理，在離心的過程中採用飽和硫酸氫鈉溶液進行洗滌得到硫酸氫鈉晶體，採用純料輸送機25將其運送至熱風乾燥機26；將硫酸氫鈉晶體放入熱風乾燥機26中進行乾燥處理，乾燥後採用乾燥輸送機27輸送至自動包裝機28；經過乾燥後的硫酸氫鈉晶體採用自動包裝機28進行包裝處理。

如圖3所示，為了可以最大化提高二氧化硫與水的接觸效率，所述的二氧化硫吸收塔包括塔體30，塔體30內部從下到上依次設置有排液口31、曝氣裝置32、多孔液體分布器33、電機安裝板34、噴淋裝置35、除沫器36和排氣口37；所述的電機安裝板34上安裝有防水電機38，防水電機38的輸出軸連接有長條形刷子39，長條形刷子39的刷毛與多孔液體分布器33接觸；所述的排氣口37上設置有排氣扇371。

如圖4所示，為了能夠快速、高效地使物料中的水分蒸發，降低了乾燥機的能耗，所述的熱風乾燥機包括箱體40，箱體40上設置有進風口41和出風口42，箱體40左端上部分設置有進料口43，箱體40左端下部分設置有出料口44；箱體40內部連接進料口43處設置有第一物料傳送帶45，箱體40內部連接出料口44處設置有第二物料傳送帶46；第一物料傳送帶45上設置有風機單元47，第一物料傳送帶45和第二物料傳送帶46均與箱體40底面平行且運行方向相反，第一物料傳送帶45和第二物料傳送帶46底端設置有加熱裝置48，第二物料傳送帶46比第一物料傳送帶45伸出一段長度，使得經過第一物料傳送帶45的物料能夠全部墜落到第二物料傳送帶46上；箱體外部設置有除溼加熱裝置49，除溼加熱裝置49分別通過管道連接設置在箱體40上的進風口41和出風口42。

如圖5所示，為了延長硫酸儲罐的使用壽命，保證其使用過程中的安全，所述的硫酸儲罐包括為圓柱體中空結構的筒體50，筒體50內部設置有聚丙烯內襯層51，筒體50外側設置有瀝青漆防腐層52，筒體50外壁上設置有與筒體50內部連通的透明材質的計量管53，筒體50上部設置有密封的頂蓋54，頂蓋54外部設置有加強肋，頂蓋54上設置有進酸口55、通氣孔56、溫度計口57和壓力表58，頂蓋54與筒體50連接處設有包邊結構541；筒體50底端設置有出酸口59。

最後應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。