一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置製造方法
2023-05-26 23:42:36
一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置製造方法
【專利摘要】一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置是由自外向內的承壓外殼、夾套、保溫層和耐火磚連接構成，並由自上而下的氣體分離段Ⅰ、霧化熱解段Ⅱ、混流熱解段Ⅲ、非活性鹽熱解段Ⅳ和熱解鹽激冷段Ⅴ連通進行部分氧化環境中脫硫廢液的處理。本發明裝置分段處理，保證了脫硫廢液中的芳香類化合物及有機物在部分氧化環境中分解，降低了生成廢水中的COD和硫化物，同時保證了脫硫廢液中的非活性鹽在還原氣氛下熱解，不僅徹底解決了脫硫廢液的汙染問題，還能回收利用脫硫廢液中的有效成分。
【專利說明】一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種處理脫硫廢液的熱解裝置，特別是用於焦化溼法脫硫廢液無害化處理的熱解裝置。屬化工廢水回收及其處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著焦化工業的迅速發展，焦爐煤氣已成為一種大噸位能源和化工資源。粗焦爐煤氣因含有硫化物、氰化物等有害物質，易造成後續深加工工段催化劑中毒，設備腐蝕，因此，必須對焦爐煤氣進行脫硫脫氰淨化處理。
[0003]現有國內大多數焦化企業都採用溼法氧化法脫硫裝置。例如鹼法脫硫裝置，以純鹼為鹼源，催化劑空氣氧化再生，脫硫脫氰效果好。但在該脫硫裝置中伴隨一些副反應發生，產生一定量的副鹽，當這類鹽在脫硫劑中累積到一定濃度時會大大降低脫硫劑活性和脫硫效率。為保證脫硫劑的脫硫效率，需定期向脫硫裝置中補充新鮮的無副鹽脫硫液，同時排出部分積累了高濃度副鹽的脫硫廢液。又因該廢液中含有毒性較大的硫氰酸根，焦化生化處理裝置無法處理，而外排又會對環境造成嚴重汙染。由於生產成本及技術原因，國內大部分焦化企業未設置焦化脫硫廢液處理裝置，而是直接噴灑煤場隨煉焦煤返回焦爐高溫分解，造成了環境汙染、腐蝕配煤設備，降低了焦炭質量及焦爐內部構件性能，同時增大了煤氣脫硫負荷，增加了運行成本。因此，開發清潔高效處理脫硫廢液的設備裝置已是現有焦化企業面臨的難題之一。 [0004]現有文獻CN101992017A公開報導了 「一種焦化行業含鈉脫硫廢液的處理裝置及方法」，該裝置將焦化含鈉脫硫廢液與電廠脫硫廢液以1:15~20混合，為電廠脫硫補充鹼源，吸收電廠產生的S02。裝置中主要利用焦化脫硫廢液中的Na2C03、NaHC03、Na0H等鹼性組分，而廢液中高濃度的NaSCN、Na2S2O3大部分滯留在廢液中，無法得到處理。
[0005]現有文獻CN101597522A公開報導了 「一種焦爐煤氣脫硫處理方法及其專用裝置」，該發明將廢液處理裝置、生硫利用裝置與脫硫裝置相連，複合成一個完整的煤氣脫硫脫氰工藝裝置，其脫硫廢液採用傳統的真空蒸發、濃縮、結晶工藝技術處理，提出脫硫廢液中的副鹽。該裝置雖然能有效處理脫硫廢液中的副鹽，但需經過多次固液分離、重結晶過程，工藝過程複雜，且由於廢液中含有多種雜質，硫氰酸銨和硫代硫酸銨濃度低且溶解度高，需在高濃度下才能結晶，對脫硫廢液中硫氰酸銨和硫代硫酸銨的結晶比例要求嚴格，所以在提純過程中需要多效加熱冷卻裝置，條件要求苛刻。存在過程複雜，能耗較高和所得鹽純度低等問題，有待進一步的研究和作一定程度的改進。
[0006]現有文獻CN101979340A公開報導了 「一種脫硫廢液處理工藝及設備」，該設備將脫硫廢液送入密閉的水解反應器，在一定的溫度和壓力條件下將廢液中的氰化物水解成甲酸鹽、氨等無毒或微毒的化合物，然後送入蒸氨塔。該脫硫廢液處理裝置能有效水解廢液中的大部分氰化物，但對於硫代硫酸鹽、硫酸鹽作用效果不明顯，這部分鹽和未水解的氰化物仍在系統中循環，當到累積到一定濃度時還需外排一部分高濃度含鹽廢液；另外，水解反應時間為10~80min，反應停留時間長，裝置處理能力及效率受限。[0007]現有文獻CNl01306885A —種焦化含硫廢水的資源化處理方法所採用的設備、CN102225816A 一種脫硫液回收副鹽及其循環利用的方法所採用的設備等，這些處理設備都屬於提鹽法，利用藥劑或結晶去除脫硫廢液中的副鹽。但該類脫硫廢液處理設備需要大量的藥劑作為沉澱劑或大量的蒸汽作為熱源，導致運行成本居高不下，且結晶過程難以做到精準控制，直接影響副產品的純度和回收率，使用規模受到限制。
[0008]現有文獻「脫硫廢液處理技術的開發」、「脫硫廢液焚燒」、「改良ADA法脫硫廢液的處理」公開報導的脫硫廢液處理方法及技術的設備，屬於脫硫廢液貧氧焚燒分解技術，通過燃氣燃燒在焚燒爐中產生高溫，在高溫氣氛下使脫硫廢液中的含鈉副鹽分解轉化為鹼類鹽，並返回脫硫系統，焚燒氣體經脫硫後併入煤氣管道，實現脫硫廢液無廢水排放處理。但在該方法中，脫硫廢液中含鈉副鹽在高溫條件下形成的熔融態固體與焚燒氣體同時激冷，易發生二次反應，造成鈉鹽損失；另外，由於其反應爐自身的缺陷，脫硫廢液在反應過程中停留時間短，分解不完全，易堵塞管道。
[0009]現有公開報導的文獻中，脫硫廢液的處理方法及設備以回收副鹽為主，一般要經多效蒸髮結晶設備及大量蒸汽熱源才能實現副鹽分步回收，使處理成本增加；且所得副鹽的質量及純度難以保證，在市場上有價無市，造成產品積壓，增大管理成本。此外，蒸發後的廢水如果不經處理，其C0D、氮含量、硫化物等指標仍然達不到焦化生化處理工序進水口要求，需進一步深化處理，使投資和運行成本增加，難以大面積推廣。
【發明內容】
[0010]本發明基於上述現有技術存在的問題，提供一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置。
[0011]為了實現上述目的，本發明採取了如下技術方案。
[0012]一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其特徵在於:
所述熱解裝置是由自外向內的承壓外殼、夾套、保溫層和耐火磚連接構成，並由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通進行部分氧化環境中脫硫廢液的處理；
所述氣體分離段I上部設置有熱解氣體出口，下部通過除霧器與霧化熱解段II連通；所述霧化熱解段II沿裝置圓周向下均勻設置有霧化噴嘴和一溫度檢測孔，霧化熱解段II下部通過一級氣液旋流板與混流熱解段III連通；
所述混流熱解段III位於一級氣液旋流板和二級氣液旋流板之間，設置有一個溫度檢測孔，並通過二級氣液旋流板與非活性鹽熱解段IV連通；
所述非活性鹽熱解段IV在二級氣液旋流板和熱解鹽激冷段V之間，並通過激冷器與熱解鹽激冷段V連通；非活性鹽熱解段IV沿裝置圓周水平均勻布置有燃氣燒嘴和一個溫度檢測孔，燃氣燒嘴設有火焰檢測器，並與邏輯控制程序連接；
所述熱解鹽激冷段V位於裝置下部，上部設有激冷器，下部設有液體出口和固體出口，並裝配有液位顯示報警裝置。
[0013]上述技術方案還可以進一步通通過如下附加技術特徵進行實施。
[0014]所述裝置內部所有與物料接觸的金屬構件均採用不鏽鋼材質。
[0015]所述耐火磚為鹼性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小於1550°C。[0016]所述熱解裝置的反應壓力為常壓或微正壓，氣體分離段I溫度300°C~400°C，霧化熱解段II <6500C，混流熱解段III 800°C~950°C，非活性鹽熱解段IV <12000C。
[0017]所述熱解裝置的原料脫硫廢液濃縮30%~50%，所用可燃氣為焦爐煤氣、氫氣等富氫氣體，空氣係數0.6~0.85。
[0018]所述霧化噴嘴是2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角為O~60度，水平逆時針切線夾角為10~45度，材質為不鏽鋼。
[0019]所述燃氣燒嘴(9)為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，順時針切線夾角為10~45度，材質為不鏽鋼。
[0020]所述一級氣液旋流板與二級氣液旋流板安裝旋流方向相反，流體流向相反。
[0021]所述激冷器回收鹼液時向裝置內設液體噴頭；回收固體時無液體噴頭。
[0022]所述霧化噴和燃氣燒嘴的平面夾角為O~60度。
[0023]實現本發明上述所提供的一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其產生的積極效果和優點如下:
本裝置採用高溫熱解法處理脫硫廢液，過程的反應溫度低於廣大焦化企業使用的返爐焚燒法，因此限制了更多的汙染物進入熱解氣體中。另外，這一過程又是在還原氣氛條件下進行的，含氰化合物分解徹底，且無氮氧化合物生成，因而有害物質極少產生。
[0024]本裝置進料為濃縮脫硫廢液，原料脫硫廢液濃縮量控制在30%~50%，一方面節約燃料和縮小設備尺寸，另一方面，使脫硫廢液中濃縮的高濃度有機物在部分氧化環境中分解，有效降低循環廢水的化學需氧量(C0D)。
[0025]本裝置分段處理脫硫廢液，把脫硫廢液中的芳香類化合物及其它有機化合物分解和非活性鹽熱解分段處理，一方面保證脫硫廢液中的芳香類化合物及其它有機化合物在部分氧化環境中分解，降低生成廢水中的COD ;另一方面保證脫硫廢液中的非活性鹽在還原氣氛下熱解，不僅徹底解決了脫硫廢液的汙染問題，而且還能回收脫硫廢液中的有效成分。
[0026]本裝置分段處理脫硫廢液，使脫硫廢液的不同組分分段處理，特別是把物料進口和高溫火焰分離，能有效防止脫硫廢液中非活性鈉鹽高溫熱解形成鹽霧飄出裝置，充分保證脫硫廢液處理後不形成新的汙染。此外，還能有效防止非活性鈉鹽和其它含碳組分熱解產生的鈉鹽和碳在物料霧化噴嘴和出口處遇冷凝結，堵塞噴嘴及排氣管道。
[0027]本裝置將熱解氣體和高溫熱解鹽分開排出，能有效避免二者在高溫環境下發生二次反應，進而提高廢液中非活性鹽的熱解率，防止二次汙染物生成。
[0028]本裝置的物料霧化噴嘴與燃氣燒嘴反向布置，在裝置內部產生正反兩種氣流，並設二級反向布置氣液旋流板，提高流體對流強度，增加裝置內部流體返混程度，延長反應停留時間，保證脫硫廢液在裝置內熱解反應充分進行。
[0029]本裝置運行靈活，處理後的脫硫廢液可根據用戶實際情況回收固體鹽或鹼溶液，實現資源循環利用，降低生產成本。
[0030] 本裝置設置有夾套，使高溫鈉鹽在內壁上冷卻形成一層鈉鹽保護膜，保證鈉鹽高溫熱解時在裝置內不掛壁，提聞耐火磚使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】[0031]圖1是本發明的裝置結構主視圖。
[0032]圖2是具有2個脫硫廢液霧化噴嘴裝配及流體流向俯視圖。
[0033]圖3是脫硫廢液霧化噴嘴裝配主視圖。
[0034]圖4是具有2個燃氣燒嘴裝配及流體流向俯視圖。
[0035]圖5是燃氣燒嘴裝配主視圖。
[0036]圖6是具有2個脫硫廢液霧化噴嘴和2個燃氣燒嘴裝配俯視圖。
[0037]圖7是一級氣液旋流板及流體流向俯視圖。
[0038]圖8是二級氣液旋流板及流體流向俯視圖。
[0039]圖中:1_熱解氣體出口 ；2-承壓外殼；3-夾套；4_保溫層；5_除霧器；6、6a、6b_霧化噴嘴；7_耐火磚；8a、8b、8c-溫度檢測孔；9、9a、9b_燃氣燒嘴;10-激冷器;11-液體出口 ；12_固體出口 ；13a- —級氣液旋流板；13b- 二級氣液旋流板14、14a、14b_火焰檢測器。
[0040]1-氣體分離段；I1-霧化熱解段JI1-混流熱解段；IV-非活性鹽熱解段；V -熱解鹽激冷段。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖 通過【具體實施方式】進一步詳細描述本發明所提供的一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，所屬【技術領域】的技術人員能夠理解和實現本發明所述的技術方案，並且也能夠達到本發明的所述效果。
[0042]實施本發明所提供的一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，該熱解裝置的主體結構是自外向內依次由承壓外殼2，夾套3，保溫層4和耐火磚7疊加連接構成，並由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通構成，採用富氫可燃氣體加熱提供熱源，將脫硫廢液送入熱解裝置中，在溫度和壓力以及還原氣氛條件下，將脫硫廢液中的非活性鈉鹽和氰化物分解為可回收的氣體和固體化合物，進行部分氧化環境中脫硫廢液的處理。
[0043]在該熱解裝置中，氣體分離段I設有熱解氣體出口，壓力計和除霧器。反應產生的熱解氣體在霧化熱解段II與脫硫廢液換熱，並經過除霧器除去霧化小液滴後降溫至300°C~400°C排出反應器。排出氣體含有H2S氣體、惰性氣體及未燃燒的還原性氣體，經過與原料液換熱、氣液分離、脫硫後送入煤氣管。
[0044]在該熱解裝置中，霧化熱解段II位於除霧器與一級氣液旋流板之間，設有脫硫廢液霧化噴嘴和測溫孔，霧化噴嘴沿裝置圓周向下均勻切向布置。濃縮脫硫廢液經霧化噴嘴進入反應裝置，脫硫廢液在該段主要以水分蒸發、芳香類化合物熱解及其它非鹽類有機化合物部分氧化分解為主，此段反應溫度<650°C。為節約燃料和縮小設備尺寸，入裝置前，脫硫廢液要經過必要的濃縮，濃縮量控制在30%~50%。同時，通過實時監測溫度檢測孔處的溫度調整廢液流量，保證霧化熱解段的溫度穩定在所需的溫度條件。
[0045]在該熱解裝置中，混流熱解段III位於一級氣液旋流板與二級氣液旋流板之間，設有測溫孔。來自霧化熱解段的廢液在重力和霧化噴嘴切向力的作用下，經一級氣液旋流板逆時針進入混流霧化熱解段，與來自二級氣液旋流板的順時針氣流碰撞，形成混流，進而增加廢液在裝置內的反應停留時間，徹底分解廢液裡的非鹽類有機物質。大部分非活性鹽類在此段熱解，此段反應溫度控制在800°C~950°C。[0046]在該熱解裝置中，非活性鹽熱解段IV位於二級氣液旋流板與熱解鹽激冷段之間，設有燃氣燒嘴和測溫孔，燒嘴上設有火焰檢測器，燃氣燒嘴沿裝置圓周均勻水平切向布置。來自混流熱解段未熱解的非活性鹽組分在重力作用下進入非活性鹽熱解段，在還原氣氛和高溫條件下徹底熱解，熱解鹽類呈熔融態。為提非活性鹽熱解率，防止熔融鈉鹽腐蝕反應器內部構件，此段平均反應溫度控制在1200°C以下，空氣係數控制在0.6~0.85之間。另外，為保證熱解反應在還原氣氛下進行，所用燃氣為富氫可燃氣體，如焦爐煤氣、氫氣等，並通過實時監測溫度檢測孔處的溫度調整燃氣流量，保證非活性鹽熱解段的平均溫度穩定在1200°C 以下。
[0047]在該熱解裝置中，熱解鹽激冷段V位於裝置下部，設有激冷器、液位顯示報警裝置、固體出口和液體出口，可根據實際情況回收固體或鹼溶液。當需要回收鹼溶液時，脫硫廢液濃縮產生的冷凝液通過激冷器噴入熱解鹽激冷段，溶解並冷卻熱解鹽類，形成鹼溶液。鹼溶液通過液體出口返回脫硫系統作為煤氣脫硫的鹼源。當要回收固體時，可通過激冷器和夾套的冷卻介質共同冷卻熱解鹽類，形成固體顆粒，經固體出口排出後可作為煤氣脫硫的固體鹼源。
[0048]為保證反應能順利高效進行，所述反應器內平均反應溫度控制在800°C~10000C，非活性鹽熱解段控制在1200°C以下，反應壓力為常壓或微正壓。所有與物料有接觸的金屬構件均採用不鏽鋼材質。反應器內部的耐火磚採用鹼性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小於1550°C。
[0049]所述的燃氣燒嘴位於裝置下部，燒嘴數量為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，沿切線進入反應裝置，順時針切線夾角Y為10~45度，材質為不鏽鋼。且設有火焰檢測器，連接警報系統，並通過邏輯程序控制，保證裝置內點火前不排淨易爆氣體就不能點火，以防氣爆，一旦裝置內發生熄火或點火失敗，立即自動切斷氣路、廢水供給，性能安全可
O
[0050]所述的物料霧化噴嘴位於反應器上部，噴嘴數量為2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角β為O~60度，逆時針切線夾角α為10~45度，材質為不鏽鋼。
[0051]所述的物料霧化噴嘴與燃氣燒嘴的平面夾角Θ為O~60度。
[0052]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作出進一步的說明。
[0053]如附圖1所示，實施一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，所述的裝置自上而下具有氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V，共5個層段。進料脫硫廢液濃縮量控制在30%~50%，經霧化噴嘴6霧化後進入霧化熱解段I，進入霧化熱解段I的霧化脫硫廢液與來自混流熱解段III的熱解氣體換熱，進一步蒸發廢液中的水分，並使來自混流熱解段III的熱解氣體從800°C~950°C降到650°C以下，並吸收混流熱解段III非活性鈉鹽熱解產生的鹽霧。同時，通過實時監測溫度檢測孔8a處的溫度調整廢液流量，保證霧化熱解段II的溫度穩定在所需溫度條件。此外，在該段反應溫度下，不足以使脫硫廢液中的非活性鈉鹽發生熱解反應，但廢液中的芳香類化合物及其它非鹽類有機化合物發生部分氧化分解反應，降低廢液的C0D。蒸發的水蒸汽和換熱後的熱解氣經除霧器5去除降溫過程形成的水霧後一起進入氣體分離段I，溫度降至300°C~400°C後經熱解氣體出口 I排出反應裝置，後經與原料廢液換熱、氣液分離和脫硫後送入煤氣管。[0054]經霧化熱解段I處理後的脫硫廢液通過一級氣液旋流板13a逆時針進入混流熱解段III，與通過二級氣液旋流板13b順指針流向的高溫熱解氣逆向混合，產生混流，延長反應停留時間，加深反應進度。在此段約800°C~950°C溫度下，大部分非活性鈉鹽發生熱解反應，並徹底分解廢液裡的非鹽類有機化合物。
[0055]來自混流熱解段III未熱解的非活性鹽組分在重力作用下進入非活性鹽熱解段IV。燃氣和空氣(低於理論空氣量)經燃氣燒嘴9、9a、9b在非活性鹽熱解段IV內非完全燃燒，形成高溫還原氣氛，來自混流霧化熱解段III未熱解的非活性鈉鹽組分在還原氣氛和高溫條件下徹底熱解。為保證熱解反應徹底、保護裝置內部耐火磚和燃氣燒嘴。此段空氣係數控制在
0.6~0.85，並通過實時監測溫度檢測孔Sc處的溫度調燃氣流量，保證非活性鹽熱解段IV的平均反應溫度應控制在1200°C以下。燃氣燒嘴9、9a、9b上設有火焰檢測器14、14a、14b，且連接警報系統，並通過邏輯程序控制，保證裝置內點火前不排淨易爆氣體就不能點火，以防氣爆，一旦裝置內發生熄火或點火失敗，系統立即自動切斷氣路、廢水供給，性能安全可
O
[0056]在混流熱解段III和非活性鹽熱解段IV進行的主要反應如下:
硫代硫酸鈉熱解反應為反應(I)~(4):
Na2S203+4H2= Na2S+H2S+3H20(I)
Na2S203+3C0+H2= Na2S+H2S +3C02(2) Na2S203+H20= Na2S04+H2S(3)
4Na2S203= Na2Sx+3 Na2SO4(4)
硫酸鈉熱解反應為反應(5)~(7):
Na2S04+2H2+2C0= Na2CO3+ H2S+ H2CHCO2(5)
Na2S04+4H2= Na2S+4H20(6)
Na2S04+3H2+C0= Na2CO3+ H2S+2H20(7)
硫氰酸納熱解反應為反應(8)~(11):
2 NaSCN+5H20= Na2C03+2H2S+C02+2NH3(8)
2 NaSCN+4H20= Na2S+H2S+2C02+2NH3(9)
2 NaSCN+5H20= Na2C03+2H2S+C02+N2+3H2 (10)
2 NaSCN+4H20= Na2S+H2S+2C02+ N2+3H2(11)
其它反應(12):
Na2CO3+ H2S = Na2S+C02+ H2O(12)
在上述熱解反應中，硫代硫酸鈉熱解反應以反應(I) (2)為主，硫酸鈉熱解反應以反應(5) (6)為主。硫氰酸鈉熱解反應，因霧化噴嘴與燃氣燒嘴反向布置，產生正反兩種氣流，並設置二級氣液旋流板，提高流體對流強度，增大返混程度，延長反應停留時間，發生以(10)
(11)為主的熱解反應。熱解氣主要為H2S、N2、C02、H2及未燃燒的富氫氣體，熱解鹽以Na2S和Na2CO3為主。熱解氣在燃燒產生的熱升力和氣液旋流板13a、13b產生的旋轉氣流的作用下流向反應裝置頂部，經熱解氣體出口 I排出，後與原料脫硫廢液換熱濃縮脫硫廢液，再進行氣液分離，然後通入吸收塔，H2S經吸收塔轉化為硫，其它組分送入煤氣管。而熱解鹽則在重力作用下向下進入熱解鹽激冷段V，經冷卻後排出反應器。該過程將熱解氣體和高溫熱解鹽類分開排出，能有效避免二者在高溫條件下發生二次反應，進而提高廢液中非活性鈉鹽的熱解效率，減少二次汙染物的生成。
[0057]此外，裝置設有夾套3，使熱解高溫鈉鹽在內壁上冷卻形成一層鈉鹽保護膜，保證熱解納鹽聞溫熱解時在裝置內不掛壁，提聞耐火磚使用壽命。
[0058]混流熱解段III和非活性鹽熱解段IV反應產生的熱解鹽在重力作用下進入熱解鹽激冷段V，通過改變激冷器10的冷卻方式可靈活實現回收固體或鹼溶液。當要回收鹼溶液時，脫硫廢液濃縮產生的冷凝液，熱解氣氣液分離所得冷凝液，一起通過激冷器10噴灑到熱解鹽激冷段V，並和夾套3內的冷卻介質一起溶解和冷卻熱解鹽，形成鹼溶液，鹼溶液通過液體出口 11返回脫硫系統作為煤氣脫硫的鹼源。當要回收固體時，脫硫廢液濃縮產生的低溫冷凝液通過激冷器10，但不噴入熱解鹽激冷段V，並和夾套3內的冷卻介質一起冷卻熱解鹽，形成固體顆粒，固體顆粒經固體出口排出後可作為煤氣脫硫的固體鹼源。
[0059]下面通過具體實施例進一步詳細描述本發明的一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，本專業【技術領域】的技術人員在閱讀本發明具體實施例後，能夠理解和實施本發明，而本具體實施例是對本發明的詳細說明，並不對本發明做出任何限制。
[0060]實施例1
含鈉脫硫廢液(以下 稱為廢液，下同)原液與來自熱解氣體出口 I的熱解氣換熱後濃縮30%，經霧化噴嘴6a、6b霧化後向下沿內壁切線進入霧化熱解段II，在約600°C條件下，廢液進一步蒸發濃縮，廢液中的芳香類化合物及其它非鹽類有機化合物分解。分解後的氣體、水蒸氣和來自下段的熱解氣向 上經過除霧器5進入氣體分離段I，溫度降至350°C左右後排出。通過檢測溫度檢測孔8a溫度調整廢液流量，保證霧化熱解段II的溫度穩定在600°C左右。
[0061]廢液經霧化熱解段II濃縮並分解有機物後通過一級氣液旋流板13a逆時針進入混流熱解段III，並與順時針流向通過二級氣液旋流板13b的富氫氣體逆向混合，在還原氫氣氛和900°C條件下，非活性鈉鹽發生熱解反應，並徹底分解廢液裡的非鹽類有機物質。非活性鈉鹽熱解反應如下:
【權利要求】
1.一種部分氧化環境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其特徵在於: 所述熱解裝置是由自外向內的承壓外殼(2)、夾套(3)、保溫層(4)和耐火磚(7)連接構成，並由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通進行部分氧化環境中脫硫廢液的處理； 所述氣體分離段I上部設置有熱解氣體出口(1)，下部通過除霧器(5)與霧化熱解段II連通； 所述霧化熱解段II沿裝置圓周向下均勻設置有霧化噴嘴(6)和一溫度檢測孔(8a)，霧化熱解段II下部通過一級氣液旋流板(13a)與混流熱解段III連通； 所述混流熱解段III位於一級氣液旋流板(13a)和二級氣液旋流板(13b)之間，設置有一個溫度檢測孔(8b)，並通過二級氣液旋流板(13b)與非活性鹽熱解段IV連通； 所述非活性鹽熱解段IV在二級氣液旋流板(13b)和熱解鹽激冷段V之間，並通過激冷器(10)與熱解鹽激冷段V連通；非活性鹽熱解段IV沿裝置圓周水平均勻布置有燃氣燒嘴(9 )和一個溫度檢測孔(Sc )，燃氣燒嘴(9 )設有火焰檢測器(14 )，並與邏輯控制程序連接； 所述熱解鹽激冷段V位於裝置下部，上部設有激冷器(10)，下部設有液體出口(11)和固體出口( 12)，並裝配有液位顯示報警裝置。
2.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述裝置內部所有與物料接觸的金屬構件均採用不鏽鋼材質。
3.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述耐火磚(7)為鹼性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小於1550°C。
4.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述熱解裝置的反應壓力為常壓或微正壓，氣體分離段I溫度3000C~4000C，霧化熱解段II <6500C，混流熱解段III8000C~9500C，非活性鹽熱解段IV〈1200°C。
5.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述熱解裝置的原料脫硫廢液濃縮30%~50%，所用可燃氣為焦爐煤氣、氫氣等富氫氣體，空氣係數0.6~0.85。
6.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述霧化噴嘴(6)是2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角為O~60度，水平逆時針切線夾角為10~45度，材質為不鏽鋼。
7.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述燃氣燒嘴(9)為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，順時針切線夾角為10~45度，材質為不鏽鋼。
8.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述一級氣液旋流板(13a)與二級氣液旋流板(13b )安裝旋流方向相反，流體流向相反。
9.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述激冷器(10)回收鹼液時向裝置內設液體噴頭；回收固體時無液體噴頭。
10.如權利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述霧化噴(6)和燃氣燒嘴(9)的平面夾角為O~60度。
【文檔編號】C02F9/10GK103951131SQ201410172046
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】張永發, 石玉良, 李國強, 陳衛青, 王亞珍 申請人:太原理工大學