CN104857831B - 碱渣液体脱硫剂制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脱硫剂制备装置及方法，特别是一种碱渣液体脱硫剂制备装置及方法。包括碱渣输送泵，碱渣输送泵通过第一管路与除砂装置连接，除砂装置的顶端通过第二管路与稠厚器连接，稠厚器上部通过第一溢流管路与收集总管路连接，稠厚器通过第五管路与降氯桶连接；配助剂槽与降氯桶中层连接，洗涤水管路与降氯桶下层连接，降氯桶底部与成品缓冲桶通过第六管路连接；降氯桶的上层通过第二溢流管路与收集总管路连接。制备方法是：重力沉砂、稠厚沉降、洗涤降氯后沉降稠厚，液体脱硫剂从降氯桶底部排出，进入缓冲桶储存。与现有技术相比：避免了压滤机、离心机等高能耗设备的应用，避免了碱渣废液机械固液分离，有效提高烟道气脱硫效果。

Description

碱渣液体脱硫剂制备装置及方法

技术领域

本发明涉及脱硫剂制备装置及方法，特别是一种碱渣液体脱硫剂制备装置及方法。

背景技术

利用氨碱法纯碱生产中的副产物碱渣废液生产碱渣液体脱硫剂，用于锅炉烟道气脱硫剂的生产，是一种碱渣废弃物资源化利用新技术。目前碱渣脱硫剂生产工艺有两种：第一种工艺是碱渣废液经过除砂后，进入压滤机进行固液分离，然后再经犁刀破碎机加水降氯，制成液体脱硫剂；第二种工艺是碱渣废液经除砂后，进入两级卧螺离心机实现固液分离和降氯，再经制浆桶制成液体脱硫剂。

上述两种液体脱硫剂生产技术都有应用，其中某公司的卧螺离心机制浆工艺申请了专利保护。这两种工艺均需要先经机械式固液分离过程实现固液分离和降氯，造成脱硫剂固体颗粒团聚，在后续制浆过程中，颗粒分散度有所降低，导致用户脱硫过程中脱硫剂活性较低，脱硫液循环量大，运行成本高。同时，机械固液分离、降氯过程能耗高，板框压滤机需要配套双级加压泵和空压站，滤布损坏率高，导致生产成本高，另外密实的滤饼给后续制浆造成困难，作为第一代技术，板框压滤机加犁刀破碎机制备液体脱硫剂工艺2012年后已停止使用；两级离心机加制浆桶制备液体脱硫剂工艺，脱硫剂固体颗粒团聚降低，脱硫剂质量活性相对提高，因此该工艺较第一代工艺技术，在脱硫塔的脱硫效率和脱硫石膏产品质量都有提高，但离心机能耗仍高。上述两种工艺均需固体物料装卸和输送，自动化控制程度低，整个生产工艺稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术存在的问题，而提供一种保证液体脱硫剂颗粒分散性、活性、流动性良好的碱渣液体脱硫剂制备装置及方法。

本发明采用如下装置及方法的技术方案：

一种碱渣液体脱硫剂制备装置，包括碱渣输送泵，其特征在于：碱渣输送泵通过第一管路与除砂装置连接，除砂装置与降氯桶连接；配助剂槽与降氯桶中层连接，洗涤水管路与降氯桶下层连接，降氯桶底部与成品缓冲桶通过第六管路连接；降氯桶的上层通过第二溢流管路与收集总管路连接。

一种碱渣液体脱硫剂制备方法，按如下步骤进行：

a、重力沉砂：纯碱生产中副产物碱渣废液，进入除砂装置除砂；

b、稠厚沉降：除砂后碱渣废液进入稠厚器中心筒，在稠厚器内废液澄清分层，清液从稠厚器上部溢流排出，稠厚泥浆从稠厚器进入降氯桶；

c、洗涤降氯：稠厚泥浆从降氯桶顶部进入，淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水从降氯桶下层加入，助沉剂从降氯桶中层加入，在降氯桶内碱渣废液与淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水混合后，洗涤降氯，洗涤后废清液从上层溢流排出，并在助沉剂作用下实现混合液的沉降稠厚，液体脱硫剂从降氯桶底部排出，进入缓冲桶储存。

上述的技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

避免了压滤机、离心机等高能耗设备的应用，节约了能源；避免了碱渣废液机械固液分离，有效固体颗粒没有任何机械挤压和团聚，产品中固体颗粒保持了最原始的颗粒状态，粒子直径在35微米以下，表面积大，分散性能好、脱硫活性高，可有效提高烟道气脱硫效果，实现用户节能，并形成高质量脱硫石膏，甚至锅炉燃用廉价高硫煤，烟道气脱硫后仍能达到国家标准；避免了中间过程固体物料的装卸和输送，整体实现了DCS集成控制，自动化程度较高，操作简单，生产连续稳定，运行周期长。

实现前述发明目的的碱渣液体脱硫剂制备装置的优选方案是：

降氯桶的上层通过第二溢流管路与收集总管路连接。

除砂装置是旋液除砂器或重力沉砂器。

除砂装置的底端通过第七管路与收集总管路连接；除砂装置的顶端通过第二管路与稠厚器连接，稠厚器上部通过第一溢流管路与收集总管路连接，稠厚器通过第五管路与降氯桶连接。

配助剂槽内装有水和配助剂干粉制成的溶液；配助剂槽通过第九管路与助沉剂泵连接，助沉剂泵通过第四管路与降氯桶的中层连接。

实现前述发明目的的碱渣液体脱硫剂制备方法的优选方案是：

碱渣废液中固含量占2.5~6.5%，含砂质量占碱渣废液总质量的百分比为0.2~0.6%，经重力沉砂器，能除去质量比95%以上的砂子。

经过除砂的碱渣废液在稠厚器内废液澄清分层，稠厚泥浆从底稠厚器底部进入降氯桶。

步骤c中所用的助沉剂为聚丙烯酰胺干粉，聚丙烯酰胺干粉与淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水的质量配比为0.52：1000。

助沉剂溶液从降氯桶中层按碱渣废液体积比的2.5~3.5%加入。

降氯桶中的碱渣废液中含氯58至60tt，与洗涤水接触，实现碱渣废液的洗涤、降氯，并在液体助剂作用下实现稠厚。

液体脱硫剂在降氯桶中的沉降时间为30~40分钟，沉降率达到90%以上。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明：

实施例1：

一种碱渣液体脱硫剂制备装置，参见附图1，图中：碱渣输送泵1、第一管路2、重力沉砂器3，第二管路4，第七管路5，第一溢流管路6，收集总管路7，第二溢流管路8，降氯桶9，第三管路10，第六管路11，成品缓冲桶12，脱硫剂输送泵13，配助剂槽14，助沉剂泵15，第四管路16，第五管路17，稠厚器18，第八管路19、第九管路20。

本实施例中，由碱渣输送泵1通过第一管路2与除砂装置连接，除砂装置采用重力沉砂器3，重力沉砂器3中固液分离过程中固体物料为直接沉降；重力沉砂器3的顶端通过第二管路4与稠厚器18连接，重力沉砂器3的底端通过第七管路5与收集总管路7连接；稠厚器18上部通过第一溢流管路6与收集总管路7连接，稠厚器18通过第五管路17与降氯桶9的顶端连接；降氯桶9的上层通过第二溢流管路8与收集总管路7连接。

配助剂槽14通过第九管路20与助沉剂泵15连接，助沉剂泵15通过第四管路16与降氯桶的中层连接，配助剂槽14内装有水和配助剂干粉制成的溶液。

本实施的碱渣液体脱硫剂制备方法是：

重力沉砂：纯碱生产中副产物碱渣废液，进入重力沉砂器3中进行除砂；碱渣废液中固含量占3.1%（这里的固含量是指占碱渣废液总质量的百分比），含砂质量百分比为0.26%（含砂量的百分比是碱渣废液总质量的百分比），经重力沉砂器，能除去质量比95%以上的砂子。

稠厚沉降：经过除砂的碱渣废液进入稠厚器18中心筒，在稠厚器内废液澄清分层，清液从稠厚器上部溢流排出，稠厚泥浆自压（也就是从底稠厚器底部）进入降氯桶9。

洗涤降氯：稠厚泥浆从降氯桶9顶部进入，淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水从降氯桶9下层加入，助沉剂从降氯桶9中层加入，在降氯桶9内碱渣废液与淡水或经收集、澄清处理的雨水、或厂区杂水的混合水混合后，洗涤降氯，洗涤后废清液从上层溢流（第二溢流管8）排出，并在助沉剂作用下实现混合液的沉降稠厚，液体脱硫剂从降氯桶9底部排出，进入成品缓冲桶112储存。

所用的助沉剂为聚丙烯酰胺干粉，聚丙烯酰胺干粉与淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水的质量配比为0.52：1000。

助沉剂溶液从降氯桶9中层按碱渣废液体积比的6.5%加入。

降氯桶9中的碱渣废液中含氯约59 tt（折合104.72g/l），与洗涤水接触，实现碱渣废液的洗涤、降氯，并在液体助沉剂作用下实现稠厚。

液体脱硫剂在降氯桶9中的沉降时间为30~40分钟，沉降率达到90%以上。

实施例2：

一种碱渣液体脱硫剂制备装置，参见附图2，图中：碱渣输送泵1、第一管路2、旋液除砂器3，第二管路4，第七管路5，第一溢流管路6，收集总管路7，第二溢流管路8，降氯桶9，第三管路10，第六管路11，成品缓冲桶12，脱硫剂输送泵13，配助剂槽14，助沉剂泵15，第四管路16，第五管路17，稠厚沉砂器18，第八管路19、第九管路20、第十管路21。

与实施例1的区别之处是：稠厚沉砂器18的侧壁通过第五管路17与降氯桶9的顶端连接，稠厚沉砂器18的底端通过第十管路21与收集总管路7连接。

旋液除砂器3中固液分离过程中固体物料先在离心理作用下运动至设备侧壁上，再依靠重力下落；重力除砂器设备体积大，但能耗低；而旋流除砂器3设备体积小，能耗相对高，为了保证液体脱硫剂的含砂量的合格，优选采用了旋液除砂器3和稠厚沉砂器18的结合，图2中稠厚沉砂器18等同于图1中的重力沉砂器。

碱渣废液经碱渣废液泵加压后送旋液除砂器3，除砂后废液进入稠厚沉砂器18再次除砂，二次除砂后的碱渣废液从降氯桶9的顶部进入降氯桶9；经收集、澄清处理的雨水从下层进入降氯桶9；在配助剂槽14内，聚丙烯酰胺干粉与淡水或经收集、澄清处理的雨水按质量百分比0.52：1000混合制成的液体助剂从中层进入降氯桶9；碱渣废液与洗涤水接触，实现碱渣废液的洗涤降氯，并在液体助剂作用下实现稠厚，使脱硫剂中固体沉降率控制在90%以上，形成的脱硫剂从降氯桶9底部排出，自压进入成品缓冲桶12，再经泵送至用户使用。除旋液除砂器3、稠厚沉砂器18排出废砂液与降氯桶9溢流废清液经收集总管路7混合后，排到指定场地。

仪表及操作：脱硫剂工序依托盐水车间主控室，生产操作由盐水精制岗位主操完成，脱硫工序仪表调控集成到盐水主控室DCS工业控制计算机功能内，设专用调控画面，分析依托盐水原有分析室人员，脱硫剂生产巡检、维护、检修依托车间相关功能。

公司选取生产系统运行状态稳定的时间，对生产系统进行了技术查定，查定相关数据汇列如下：

系统生产日平均数据一：

系统生产日平均数据二、

系统生产日平均数据三、

注：以上三组数据中，干固物含量均为150度烘干3小时条件下测得。

根据以上查定生产数据，可以计算出装置平均经收集澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水（淡水）消耗为117.6m³/h，装置脱硫剂平均产能39.6m³/h，脱硫剂平均沉降率为95.93%，脱硫剂平均碱性物质含量为79.59g/l，脱硫剂平均干固物含量104.52g/l，脱硫剂平均含氯为22.78g/l，计算脱硫剂消耗淡水2.96m³/m³脱硫剂，脱硫剂平均密度1.050。查定期间平均电耗为2.51KWH/m³脱硫剂，助沉剂消耗为每班1袋助沉剂干粉25kg，平均助沉剂液流量6.0m³/h，折算助沉剂消耗为48---56g/m³脱硫剂。

项目验收评价：本实施例在生产过程保持全液体状态，没有固体物料分离工序，最大限度保持了脱硫剂中，固体离子的原始活性状态。因此本工艺生产脱硫剂的电能消耗大幅度降低，产品活性高。生产过程自动化程度高，操作简单方便，运行稳定。对比当前国内生产工艺，本发明降低了生产成本，提高了产品活性，提高了脱硫剂生产经济效益和社会效益。

本发明工艺流程与传统液体脱硫剂工艺流程有较大改进，产品成分参数也发生了变化，经过用户实际生产检验，完全满足用户烟道气脱硫生产要求。公司制定了企业液体脱硫剂产品标准如下：

液体碱渣脱硫剂指标：

碱性物质含量（以CaCO₃计） ≥70g/l

固体沉降率V%(沉降时间30分钟计) ≥90%

清液含氯 ≤30g/l

砂子含量（粒径≥1mm） ≤0.03%

Claims (8)

1.一种碱渣液体脱硫剂制备装置，包括碱渣输送泵，其特征在于：碱渣输送泵通过第一管路与除砂装置连接，除砂装置与降氯桶连接；配助剂槽与降氯桶中层连接，洗涤水管路与降氯桶下层连接，降氯桶底部与成品缓冲桶通过第六管路连接；降氯桶的上层通过第二溢流管路与收集总管路连接；除砂装置是旋液除砂器或重力沉砂器；除砂装置的底端通过第七管路与收集总管路连接；除砂装置的顶端通过第二管路与稠厚器连接，稠厚器上部通过第一溢流管路与收集总管路连接，稠厚器通过第五管路与降氯桶连接；配助剂槽内装有水和配助剂干粉制成的溶液；配助剂槽通过第九管路与助沉剂泵连接，助沉剂泵通过第四管路与降氯桶的中层连接。

2.一种基于权利要求1所述装置制备碱渣液体脱硫剂的方法，按如下步骤进行：

a、重力沉砂：纯碱生产中副产物碱渣废液，进入除砂装置除砂；

b、稠厚沉降：除砂后碱渣废液进入稠厚器中心筒，在稠厚器内废液澄清分层，清液从稠厚器上部溢流排出，稠厚泥浆从稠厚器进入降氯桶；

c、洗涤降氯：稠厚泥浆从降氯桶顶部进入，淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水从降氯桶下层加入，助沉剂从降氯桶中层加入，在降氯桶内碱渣废液与淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水混合后，洗涤降氯，洗涤后废清液从上层溢流排出，并在助沉剂作用下实现混合液的沉降稠厚，液体脱硫剂从降氯桶底部排出，进入缓冲桶储存。

3.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：碱渣废液中固含量占2.5~6.5%，含砂质量占碱渣废液总质量的百分比为0.2~0.6%，经重力沉砂器，能除去质量比95%以上的砂子。

4.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：经过除砂的碱渣废液在稠厚器内废液澄清分层，稠厚泥浆从底稠厚器底部进入降氯桶。

5.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：步骤c中所用的助沉剂为聚丙烯酰胺干粉，聚丙烯酰胺干粉与淡水或经收集、澄清处理的雨水、厂区杂水的混合水的质量配比为0.52：1000。

6.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：助沉剂溶液从降氯桶中层按碱渣废液体积比的2.5~3.5%加入。

7.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：降氯桶中的碱渣废液中含氯58至60tt，与洗涤水接触，实现碱渣废液的洗涤、降氯，并在液体助剂作用下实现稠厚。

8.根据权利要求2所述的制备碱渣液体脱硫剂的方法，其特征在于：液体脱硫剂在降氯桶中的沉降时间为30~40分钟，沉降率达到90%以上。