CN102814138A - 一种白泥/电石渣制浆装置和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白泥/电石渣制浆装置和工艺，装置包括超声波清洗机，还包括沉降分离罐和均质器，所述沉降分离罐通过带泵的管路与所述超声波清洗机的中部连通，所述均质器的进料口与所述超声波清洗机的下部连通，所述均质器的出料口与所述超声波清洗机的上部连通，所述沉降分离罐与超声波清洗机内均设置有搅拌器。本发明将白泥、电石渣进行处理，循环切割破碎其中大颗粒，超声脱附颗粒中的杂质，提高白泥/电石渣比表面积、纯度，提高利用率，从而提高脱硫效率及石膏品质。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种白泥/电石渣制浆装置和工艺。
背景技术
白泥的主要成分是碳酸钙，可以代替石灰石作脱硫剂。电石渣的主要成分是氢氧化钙，具有较强的碱性，也可代替石灰石作脱硫剂。但是白泥/电石渣都是工业固体废弃物，不仅固体颗粒较大，粒径分布不均匀，而且杂质含量高。
白泥/电石渣颗粒较大，直接应用于湿法脱硫，磨损脱硫设备、堵塞管道；较大白泥/电石渣颗粒比表面小，在相同的pH值下溶出需要的时间较长，影响脱硫效率和石膏品质；杂质含量高，在脱硫浆液中累积，固体杂质形成黑色悬浮物，可溶性杂质离子富集，影响脱硫效率和脱硫系统稳定性，随脱硫浆液进入脱水系统后，黑色悬浮物粘附在滤布、石膏上，影响石膏脱水性能，进而影响石膏品质。
因此，白泥和电石渣用作脱硫剂时对制浆工艺的要求较高，例如，申请号为201110442205.1的中国发明申请公开了一种电石渣\白泥预处理的工艺及装置，预处理的装置包括浆液灌及浆液灌内的搅拌器，还包括均质器、水力旋流器和浆液泵，所述的均质器的进料口与浆液灌下部连通、出料口与浆液灌上部连通，力旋流器通过浆液泵与浆液灌中部连通；预处理的工艺，包括将电石渣\白泥与水混合制成电石渣\白泥浆液，送入浆液罐中进行搅拌分层，将浆液灌下部的电石渣\白泥浆液送入均质器中循环切割，浆液灌中部的电石渣\白泥浆液送入水力旋流器中筛分，收集粒径在35um以下的颗粒。该装置制浆时，浆液罐中只有搅拌作用，对电石渣或白泥中的杂质去除效率有限，制备的浆液中还是有部分杂质夹杂在脱硫剂颗粒中。
申请号为201010594976.8的中国发明专利公开了一种去除烟气脱硫吸收剂造纸白泥中黑色胶状物质的方法，包括：将造纸白泥投入到化浆池内，搅拌器强力搅拌使其混合均匀，白泥浆液经浆液泵输送至振动筛，经高频振动筛分作用后，筛下部分进入超声波清洗装置，经超声空化作用，白泥浆液中的黑色胶状物质随清洗水溢流进入废水处理装置，沉淀于超声装置底部的白泥渣进入调浆池内，进入废水处理装置的废液经絮凝沉淀后再利用。该装置的超声波清洗装置通过空化作用将电石渣或白泥中的黑色杂质洗出，但是该超声波清洗装置内只能通过浆液中物质的沉降特性分离，杂质分离效果有限，且浆液中还存在部分大颗粒，影响脱硫设备和脱硫效果。
上述专利都只针对了白泥/电石渣的某一特性，没能根据其特性进行全面处理，其应用有一定的局限性，对脱硫效率及石膏品质的提高较小。
发明内容
本发明公开了一种白泥/电石渣制浆装置和工艺，将白泥、电石渣进行处理，循环切割破碎其中大颗粒，超声脱附颗粒中的杂质，提高白泥/电石渣比表面积、纯度，提高利用率，从而提高脱硫效率及石膏品质。
一种白泥/电石渣制浆装置，包括超声波清洗机，还包括沉降分离罐和均质器，所述沉降分离罐通过带泵的管路与所述超声波清洗机的中部连通，所述均质器的进料口与所述超声波清洗机的下部连通，所述均质器的出料口与所述超声波清洗机的上部连通，所述沉降分离罐与超声波清洗机内均设置有搅拌器。
白泥/电石渣与水混合后送入超声波清洗机内，在超声波清洗机内进行超声脱附、搅拌分层处理，白泥/电石渣颗粒经超声波空化、水力剪切作用分散，颗粒中的杂质脱附、渗透下来，搅拌分层。将超声波清洗机下部的大颗粒白泥/电石渣浆液送入均质器中循环切割，将超声波清洗机中部的小颗粒白泥/电石渣浆液送入沉降分离罐内，搅拌分层，稠白泥/电石渣浆液进入调浆池或脱硫吸收塔，携带了大量杂质的稀浆液从沉降分离罐上部排出，经微孔膜过滤后进入污水处理系统。
作为优选，所述超声波清洗机的中部设有第一浆液出口，通过该第一浆液出口与所述沉降分离罐连通，所述第一浆液出口与超声波清洗机底部之间的距离为1.0～1.5m。
作为优选，所述超声波清洗机下部设有第二浆液出口，通过该第二浆液出口与所述均质器的进料口连通，所述第二浆液出口与超声波清洗机底部之间的距离为0～0.5m。
在超声波清洗机内，控制体积搅拌功率在30-60W/m3，颗粒粒径在45μm以上的颗粒大部分分布在超声波清洗机底部0-0.8m处，因此，与均质器的进料口相连通的第二浆液出口设置在距离超声波清洗机的底部的0-0.5m处；与沉降分离罐连通的第一浆液出口设置在距离超声波清洗机底部1.0-1.5m处，所述底部一般指超声波清洗机的内底面。
作为优选，所述超声波清洗机上部设有第一浆液入口，通过该第一浆液入口与所述均质器的出料口连通，所述超声波清洗机内靠近该第一浆液入口处设有挡板。
更优选，所述挡板竖直设置，顶端与超声波清洗机的顶部固定，底端延伸至超声波清洗机的中部。所述的挡板的板面正对第一浆液入口。
所述第一浆液入口处安装挡板，减少入口浆液的涌入对搅拌分离的干扰；所述挡板深入到所述超声波清洗机的中部，使入口浆液从中部进入超声波清洗机内，减少进入沉降分离罐内大颗粒的比例，同时降低沉降分离罐内杂质分离压力。
作为优选，所述沉降分离罐上部设有第三浆液出口，所述第三浆液出口与沉降分离罐底部之间的距离为沉降分离罐高度的2/3～1。分离后含杂质的浆液从该第三浆液出口排除。
经过超声脱附作用后分散的固体杂质粒径非常小，一般＜10μm，悬浮于沉降分离罐上层，同时，悬浮液中不可避免的含有白泥/电石渣颗粒，随悬浮液一起排出后会造成脱硫剂浪费。因此，为了防止脱硫剂有效成分大量损失，更优选地，所述第三浆液出口处设有微孔膜，在第三浆液出口处连接外管路，用于排除沉降分离罐中的底部浆液，为了方便微孔膜的检修和更换，一般将微孔膜安装在外管路上而不是安装在第三浆液出口处，优选地，所述微孔膜的孔径大小为0.1～10μm。
作为优选，所述沉降分离罐下部设有第四浆液出口，所述第四浆液出口与沉降分离罐底部之间的距离为沉降分离罐高度的0～1/3。
在沉降分离罐内控制搅拌体积功率在10-40W/m3，颗粒粒径在45μm以下的颗粒大部分分布在沉降分离罐下部，距离沉降分离罐的底部距离是沉降分离罐高度的0～1/2。因此，第三浆液出口位于沉降分离罐的上部，距离沉降分离罐的底部距离是沉降分离罐高度的2/3～1；所述第四二浆液出口位于沉降分离罐的下部，距离沉降分离罐的底部距离为沉降分离罐高度的0～1/3。
作为优选，所述沉降分离罐还配有冲洗水管，当浆液浓度过高时，开启冲洗水管，调节沉降分离罐内浆液浓度；当杂质分离效果不高时，也可以开启冲洗水管路，增大沉降分离罐第一浆液出口流量，提高杂质去除率。
一种白泥/电石渣制浆工艺，包括：
将白泥/电石渣与水混合制成白泥/电石渣浆液，送入超声波清洗机中，经超声空化去除黑色悬浮杂质，同时搅拌分层使白泥/电石渣浆液中的大颗粒沉积在超声波清洗机的下部，将下部浆液送入均质器中循环切割，超声波清洗机中上部的浆液送入沉降分离罐中，搅拌分层，上部携带黑色悬浮杂质的浆液经微孔膜过滤后送入污水处理系统，下部浆液作为脱硫剂。
白泥/电石渣浆液在超声波清洗机内经超声波空化、水力剪切作用分散，将颗粒中的黑色悬浮杂质脱离，该部分杂质在沉降分离罐中经搅拌沉降后得到分离去除；超声波清洗机内搅拌分层后的大颗粒物质被循环吸入均质器中切割细化，最后得到10-45μm范围内颗粒，经沉降分离罐进一步沉降分离后得到所述的脱硫剂浆液，送入调浆池或者脱硫塔。
经本发明工艺处理后的脱硫剂浆液中颗粒大小适中，颗粒中的杂质在超声过程中脱离，最终得到的脱硫剂浆液纯度高。
作为优选，所述循环切割的次数为3～8次。在超声波清洗机中搅拌分层，均质器将下部的大颗粒浆液吸入，进行切割后再送回超声波清洗机中，再次搅拌分层，均质器再次将底部大颗粒浆液吸入、切割、送回超声波清洗机，如此循环3～8次，将浆液中的大颗粒全部切割成10-45μm范围内颗粒。
白泥/电石渣是化工企业固体废弃物，本身颗粒细小，但是由于长期堆积，结块，颗粒增大，为了满足脱硫效率和石膏品质的要求，一般控制进入超声波清洗机内浆液通过均质器的次数为3-8次，处理后的浆液中颗粒粒径分布范围为10-45μm。
由于超声空化作用，白泥/电石渣颗粒上的杂质遭到分散和渗透，脱附，并且低频时水力剪切作用更为显著，更有利于杂质脱附。因此，作为本发明的一种优选方案，所述的超声波清洗机的超声频率为20～60KHz。
优选地，所述超声波清洗机内体积搅拌功率为30-60W/m3。
优选地，所述沉降分离罐内体积搅拌功率为10-40W/m3。
优选地，所述微孔膜的孔径为0.1～10μm。
本发明的有益效果：
白泥/电石渣都是工业固体废弃物，不仅固体颗粒较大，粒径分布不均匀，而且杂质含量高。本发明采用均质器对白泥/电石渣大颗粒进行循环切割，降低白泥/电石渣粒径；利用超声波清洗机及内置搅拌桨的超声空化、水力剪切作用，脱附、渗透颗粒中的杂质，提高白泥/电石渣纯度。
本发明的装置和工艺降低了脱硫剂颗粒度，提高了颗粒比表面积，提高了相同液气比下的脱硫效率，降低了脱硫的投资成本和运行成本。同时，脱硫剂纯度提高，脱硫系统运行稳定性提高，石膏品质提高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是发明的超声波清洗机结构示意图；
图3是本发明的沉降分离罐结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种白泥/电石渣制浆装置，包括超声波清洗机1、沉降分离罐2和均质器4。
超声波清洗机1为非标，其功率：5.4KW，频率：20～60KHz，超声波清洗机1的清洗槽高2～4m，内置第一搅拌器5，第一搅拌器5为置顶式，在超声波清洗机1的上部(靠近顶部处)设置第一浆液入口103，在第一浆液入口103处安装挡板104，挡板104竖直设置在超声波清洗机1内，挡板104竖直设置，其板面正对第一浆液入口103，挡板104的顶端固定在超声波清洗机1的顶部，底端延伸至超声波清洗机1的中部。
超声波清洗机1的中部设置第一浆液出口101，该第一浆液出口101距离底部的距离为1.0～1.5m；超声波清洗机1的底部设置第二浆液出口102，该第二浆液出口102距离底部的距离为0～0.5m。
均质器4的进料口通过管路与第二浆液出口102连通，出料口通过管路与第一浆液入口103连通。
超声波清洗机1的第一浆液出口101通过管路连通至沉降分离罐2的中部，在连通超声波清洗机1与沉降分离罐2的管路上设置有浆液泵3，浆液泵3的入口端与超声波清洗机1相连，出口端与沉降分离罐2相连。
沉降分离罐2内设置第二搅拌器6，第二搅拌器6为顶置式，沉降分离罐6的上部设有第三浆液出口201，该第三浆液出口201设置在沉降分离罐2的2/3高度处，在第三讲也出口201处设置微孔膜203，第三浆液出口201处外接有外管路用于排放沉降分离罐内下部的浆液，为了方便微孔膜203的检修和更换，将微孔膜203安装在外管路上，微孔膜203的孔径为0.1～10μm。
沉降分离罐的中部设有第二浆液入口204，该第二浆液入口204通过管路与浆液泵3的出口端连通。沉降分离罐2内还配有冲洗水管D。
本实施方式中，均质器4选用型号为FDM1/280，其功率：2.7KW，转速：2900rpm。
本发明的工艺流程：
来自化浆池的浆液A为固含量为10-15％的白泥/电石渣浆液，进入超声波清洗机1中，开启超声波清洗机1，开启第一搅拌器5。超声波清洗机1功率5.4KW，频率20～60KHz，在超声空化、水力剪切作用下，白泥/电石渣颗粒上的杂质遭到分散和渗透，脱附，悬浮。在搅拌体积功率为30-60W/m3的条件下搅拌分层，粒径在45μm以上的颗粒由于重力作用悬浮在超声波清洗机1的底部0-0.8m范围内，均质器4将底部大颗粒浆液吸入，切割细化后再送回超声波清洗机1，在第一搅拌器5的作用下再次分层，如此反复进行3-8次。
45μm以下的颗粒及杂质经浆液泵3进入沉降分离罐2内，开启沉降分离罐2内的第二搅拌器6，控制第二搅拌器6的搅拌体积功率为10-40W/m3，45μm以下的白泥/电石渣颗粒富集在沉降分离罐2下部，通过第四浆液出口202排出，排出的浆液C颗粒细小，纯度提高；杂质等黑色物质悬浮在上层浆液中，从第三浆液出口201排出，第三浆液出口201外管路设有微孔膜，孔径在0.1～10μm，从第三浆液出口201排出的浆液中粒径较大的白泥/电石渣颗粒被阻隔下来，粒径细小的杂质从微孔膜203中穿过，排出废水B。
沉降分离罐2内还配有冲洗水管D，当浆液浓度过高时，开启冲洗水管D，调节沉降分离罐2内浆液浓度；当杂质分离效果不高时，也可以开启冲洗水管D，增大第三浆液出口201流量，提高杂质去除率。
实施例1：
某造纸厂，1台170t/h燃煤锅炉白泥-石膏湿法烟气脱硫项目采用本发明的制浆装置和工艺，超声波清洗机功率5.4KW，频率40KHz，内置搅拌器体积功率为50W/m3，均质器功率2.7KW，转速2900rpm，沉降分离罐内置搅拌器体积功率为20W/m3，微孔膜孔径10μm，原白泥的纯度为89％，在均质器中的循环切割6次。
经本发明处理后，沉降分离罐第二浆液出口排出的浆液C中白泥的纯度大于94％，粒径小于45μm。以该制浆工艺终端浆液作脱硫吸收剂，控制浆液pH值为5.2，液气比6L/m3，脱硫效率大于95％。
实施例2
某化工企业自备热电厂2台75t/h燃煤锅炉，电石渣-石膏湿法烟气脱硫项目采用本发明的制浆装置和工艺，超声波清洗机功率5.4KW，频率40KHz，内置搅拌器体积功率为40W/m3，均质器功率2.7KW，转速2900rpm，沉降分离罐内置搅拌器体积功率为30W/m3，微孔膜孔径8μm，原电石渣的纯度为80％，在均质器中的循环切割4次。
经本发明处理后，沉降分离罐第二浆液出口排出的浆液C中白泥的纯度大于90％，粒径小于45μm。以该制浆工艺终端浆液作脱硫吸收剂，控制浆液pH值为5.2，液气比6L/m3，脱硫效率大于95％。
Claims (10)
1.一种白泥/电石渣制浆装置，包括超声波清洗机(1)，其特征在于，还包括沉降分离罐(2)和均质器(4)，所述沉降分离罐(2)通过带泵的管路与所述超声波清洗机(1)的中部连通，所述均质器(4)的进料口与所述超声波清洗机(1)的下部连通，所述均质器(4)的出料口与所述超声波清洗机(1)的上部连通，所述沉降分离罐(4)与超声波清洗机(1)内均设置有搅拌器。
2.根据权利要求1所述的白泥/电石渣制浆装置，其特征在于，所述超声波清洗机(1)的中部设有第一浆液出口(101)，通过该第一浆液出口(101)与所述沉降分离罐(2)连通，所述第一浆液出口(101)与超声波清洗机(1)底部之间的距离为1.0～1.5m。
3.根据权利要求2所述的白泥/电石渣制浆装置，其特征在于，所述超声波清洗机(1)下部设有第二浆液出口(102)，通过该第二浆液出口(102)与所述均质器(4)的进料口连通，所述第二浆液出口(102)与超声波清洗机(1)底部之间的距离为0～0.5m。
4.根据权利要求3所述的白泥/电石渣制浆装置，其特征在于，所述超声波清洗机(1)上部设有第一浆液入口(103)，通过该第一浆液入口(103)与所述均质器(4)的出料口连通，所述超声波清洗机(1)内靠近该第一浆液入口(103)处设有挡板(104)。
5.根据权利要求4所述的白泥/电石渣制浆装置，其特征在于，所述沉降分离罐(2)上部设有第三浆液出口(201)，所述第三浆液出口(201)与沉降分离罐(2)底部之间的距离为沉降分离罐(2)高度的2/3～1；所述第三浆液出口(201)处设有微孔膜(203)。
6.一种白泥/电石渣制浆工艺，其特征在于，包括：
将白泥/电石渣与水混合制成白泥/电石渣浆液，送入超声波清洗机中，经超声空化去除黑色悬浮杂质，同时搅拌分层使白泥/电石渣浆液中的大颗粒沉积在超声波清洗机的下部，将下部浆液送入均质器中循环切割，超声波清洗机中上部的浆液送入沉降分离罐中，搅拌分层，上部携带黑色悬浮杂质的浆液经微孔膜过滤后送入污水处理系统，下部浆液作为脱硫剂。
7.根据权利要求6所述的白泥/电石渣制浆工艺，其特征在于，所述超声波清洗机内体积搅拌功率为30-60W/m3。
8.根据权利要求6所述的白泥/电石渣制浆工艺，其特征在于，所述循环切割的次数为3～8次。
9.根据权利要求6所述的白泥/电石渣制浆工艺，其特征在于，所述沉降分离罐内体积搅拌功率为10-40W/m3。
10.根据权利要求6所述的白泥/电石渣制浆工艺，其特征在于，所述微孔膜的孔径为0.1～10μm。
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