CN106745086A - 一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔 - Google Patents

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Abstract

一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,包括顺序连通的一、二、三级逆流反应塔,各级逆流反应塔分别包括一塔体,塔体的顶部设有Ca(OH)2和Na2SO4混合浆体加料口、SO2烟气排出口,塔体中部设有进SO2烟气的爆气管,且该爆气管的一端伸出塔体,该爆气管的另一端设置烟气布气头,爆气管的外周环设空心导流筒,塔体的外壁设置水冷套;一级逆流反应塔的爆气管伸出端与SO2烟气压缩机的排气口连通,该SO2烟气压缩机的进气口连通一SO2烟气发生器的气体输出口,一级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通二级逆流反应塔的爆气管,二级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通三级逆流反应塔的爆气管。

Description

一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反 应塔
技术领域
本发明涉及一种有色金属冶炼行业用Ca(OH)2和SO2还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,特别是一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔。
背景技术
在有色金属冶炼行业,现有较为成熟的烟气脱硫工艺技术,一般采用石灰石-石膏烟气湿法脱硫处理技术,缺点在于反应过程中需要大量的碳酸钙(石灰石),为取得石灰石,将毁灭山头,破坏大面积的山林和植被,造成水土流失,其次,反应过程中会产生大量的二氧化碳,对环境造成二次污染。
发明内容
本发明目的是,针对上述二次污染的问题,提供一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔。
为达上述目的,本发明提供的用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,包括顺序联通的一级逆流反应塔、二级逆流反应塔及三级逆流反应塔,各级逆流反应塔分别包括一塔体,塔体的顶部设有Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口、SO2烟气排出口,塔体中部设有进SO2烟气的爆气管,且该爆气管的一端伸出塔体,该爆气管的另一端设置烟气布气头,位于塔体内的爆气管的外周环设空心导流筒,塔体的外壁设置水冷套;一级逆流反应塔的爆气管伸出端与一SO2烟气压缩机的排气口连通,该SO2烟气压缩机的进气口连通一SO2烟气发生器的气体输出口,一级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通二级逆流反应塔的爆气管,二级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通三级逆流反应塔的爆气管。
上述方案的进一步改进为,各级逆流反应塔的塔体底部分别设置底座。
上述方案的进一步改进为,各级逆流反应塔的水冷套分别设置有冷水进口和热水出口。
上述方案的进一步改进为,各级逆流反应塔的Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口分别连接将Ca(OH)2加入Na2SO4溶液并搅拌成混合浆体的搅拌筒。
各级逆流反应塔的温度条件控制在20~40C范围内,温度越高,反应速度越快,逆流反应塔的高径比控制在4~6:1范围内,高径比越大,反应塔容量越大,在控制合适的SO2烟气浓度条件下,生产效率越高。
本发明将反应塔的个数设置为三个,分别为一级逆流反应塔,二级逆流反应塔,三级逆流反应塔,并相互联通。SO2烟气发生器供给的SO2烟气通过SO2烟气压缩机输送至一级逆流反应塔上方的爆气管,SO2烟气在重力作用下下沉到底部的烟气布气头,塔体内的Na2SO4液体与烟气布气头散出的SO2烟气发生还原反应,生产Na2SO3。该还原反应为放热反应,反应塔外壁上的水冷套用于散热降温。输送至一级逆流反应塔的SO2烟气浓度较高,一级逆流反应塔内还原反应完成之后,较低浓度的SO2烟气通过SO2烟气排出口输送至二级逆流反应塔的爆气管,二级逆流反应塔内还原反应完成之后,最低浓度的SO2烟气通过SO2烟气排出口输送至三级逆流反应塔的爆气管,这样便可以实现多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:将原有的石灰石-石膏烟气湿法脱硫处理技术改为用Ca(OH)2 、Na2SO4溶液来吸收烟气SO2,并设计了一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流,可连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,输送至一级逆流反应塔的SO2烟气浓度较高,一级逆流反应塔内还原反应完成之后,多余的较低浓度的SO2烟气输送至二级逆流反应塔的爆气管,二级逆流反应塔内还原反应完成之后,剩下的SO2烟气输送至三级逆流反应塔的爆气管,吸收完成之后,Na2SO3、CaSO4混合浆体经压滤、多效真空搅拌浓缩析晶、离心过滤脱母液、烘干、包装等过程,产出Na2SO3产品,同时也实现了多级逆流连续还原过程,提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
图中:1、SO2烟气发生器,2、SO2烟气压缩机,3、爆气管,4、水冷套,5、烟气布气头,6、空心导流筒,7、Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口,8、Ca(OH)2和Na2SO4混合浆体,9、底座,10、SO2烟气排出口,A、一级逆流反应塔,B、二级逆流反应塔,C、三级逆流反应塔。
具体实施方式
如图1所示,本发明用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,包括顺序联通的一级逆流反应塔A、二级逆流反应塔B及三级逆流反应塔C,各级逆流反应塔分别包括一塔体11,塔体11的顶部设有Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口7、SO2烟气排出口10,塔体11的中部设有进SO2烟气的爆气管3,且该爆气管3的一端伸出塔体11,该爆气管3的另一端设置烟气布气头5,位于塔体11内的爆气管3的外周环设空心导流筒6,塔体11的外壁设置水冷套4;一级逆流反应塔A的爆气管伸出端与一SO2烟气压缩机2的排气口连通,该SO2烟气压缩机2的进气口连通一SO2烟气发生器1的气体输出口,一级逆流反应塔A的SO2烟气排出口连通二级逆流反应塔B的爆气管,二级逆流反应塔B的SO2烟气排出口连通三级逆流反应塔C的爆气管。各级逆流反应塔的塔体11的底部分别设置底座9。各级逆流反应塔的水冷套6分别设置有冷水进口和热水出口。各级逆流反应塔的Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口7分别连接将Ca(OH)2加入Na2SO4溶液并搅拌成混合浆体的搅拌筒(图中未示)。
SO2烟气发生器1产生的较高浓度SO2烟气通过SO2烟气压缩机2供给到爆气管3内,SO2烟气在SO2烟气压缩机2的压力作用下从烟气布气头5喷出。在SO2烟气压缩机2的压力作用下,喷出后向上升起的SO2烟气与空心导流筒6外部的受重力作用下降的Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体形成逆流。SO2烟气分子小,使得SO2烟气与Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体8在布气头5喷出口处充分接触,反应生成Na2SO3,接触面越广,反应效率越高,产生的Na2SO3溶液流入Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体8中,直至反应完成,Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体8和SO2的反应方程式为:SO2+Na2SO4+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO4+H2O。一级逆流反应塔A内的反应完成之后,剩余的SO2烟气从SO2烟气排出口10排出,通过SO2烟气压缩机连接至二级逆流反应塔B的爆气管。二级逆流反应塔B内的反应完成之后,剩余的SO2烟气从SO2烟气排出口10排出,通过SO2烟气压缩机2连接至三级逆流反应塔C的爆气管。各级逆流反应塔内的还原反应为放热反应,各级逆流反应塔外的水冷套4用于散热降温,以控制反应温度。各级逆流反应塔的温度条件控制在20~40C范围内,温度越高,反应速度越快,逆流反应塔的高径比控制在4~6:1范围内,高径比越大,反应塔容量越大,在控制合适的SO2烟气浓度条件下,生产效率越高。
为实施本发明,申请人制作了一套三级逆流连续还原反应塔,主要数据如下:SO2烟气发生器2供给的浓度控制在20%,一级逆流反应塔A排出的SO2烟气7%,二级逆流反应塔B排出的SO2烟气2%,一级逆流反应塔A排出的SO2烟气0.6%。烟气喷出速度控制在2m/s,塔体高度为5.5m,直径1m,爆气管直径0.1m,空心导流筒直径为0.3m,水冷套厚度为6cm,冷水从反应塔底部进,热水从顶部出。Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体 216kg,经多效真空搅拌浓缩析晶、离心过滤脱母液、烘干、包装等工艺之后,得到Na2SO3 121.9kg,纯度为96.74%。通过本三级逆流连续还原反应塔连续还原之后,提高了亚硫酸钠产品的纯度,且操作简单,易于实现。

Claims (6)

1.一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于包括顺序联通的一级逆流反应塔、二级逆流反应塔及三级逆流反应塔,各级逆流反应塔分别包括一塔体,塔体的顶部设有Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口、SO2烟气排出口,塔体中部设有进SO2烟气的爆气管,且该爆气管的一端伸出塔体,该爆气管的另一端设置烟气布气头,位于塔体内的爆气管的外周环设空心导流筒,塔体的外壁设置水冷套;一级逆流反应塔的爆气管伸出端与一SO2烟气压缩机的排气口连通,该SO2烟气压缩机的进气口连通一SO2烟气发生器的气体输出口,一级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通二级逆流反应塔的爆气管,二级逆流反应塔的SO2烟气排出口连通三级逆流反应塔的爆气管。
2.根据权利要求1所述的一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于,各级逆流反应塔的塔体底部分别设置底座。
3.根据权利要求1所述的一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于,各级逆流反应塔的水冷套分别设置有冷水进口和热水出口。
4.根据权利要求1所述的一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于,各级逆流反应塔的Ca(OH)2 和Na2SO4混合浆体加料口分别连接将Ca(OH)2加入Na2SO4溶液并搅拌成混合浆体的搅拌筒。
5.根据权利要求1所述的一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于,各级逆流反应塔的温度条件控制在20~40℃范围内。
6.根据权利要求1所述的一种用Ca(OH)2和SO2多级逆流连续还原Na2SO4生成Na2SO3的反应塔,其特征在于,各级逆流反应塔塔体的高径比控制在4~6:1范围内。
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