CN108726553B - 一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统 - Google Patents
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- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
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Abstract
本发明提供一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，包括：反应釜，所述反应釜用于接收所述电石渣和清液水，所述电石渣和清液水在所述反应釜内形成固含量为10％‑20％的电石渣乳液；反应腔，所述反应腔通过支撑件固定在所述反应釜中，与所述反应釜内的电石渣乳液形成密闭的反应室；废酸高位槽，所述废酸高位槽用于将所述废硫酸通过废酸管道导入到所述电石渣乳液中，从而在所述电石渣乳液与所述废硫酸反应后生成硫酸钙浊液。本发明提供的一种用于电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统操作简单，生产成本低、效率高，真正实现了零污染、零排放、废弃化工产物回收再利用的目标。
Description
技术领域
本发明属于三废治理和综合利用技术领域，更具体地，涉及一种以电石渣和废硫酸为原料，生产硫酸钙的系统。
背景技术
在干法乙炔生产中，电石在发生器里与水充分反应生成乙炔气，生成的乙炔气中主要含有电石渣灰分、硫化氢、磷化氢、砷化氢等杂质，因此需要通过净化、冷却工艺将乙炔气中的电石渣灰分脱除，温度冷却至工艺要求范围后送至压缩系统加压至90Kpa-110Kpa，再输送至清净系统。清净系统将硫化氢、磷化氢、砷化氢等杂质完全除去，将净化后的乙炔气(纯度≥98％)输送至氯乙烯车间作原料。在清净系统中，用浓硫酸将乙炔气中的硫化氢、磷化氢、砷化氢除掉，但当浓硫酸浓度降到80％后，就无法将乙炔气中的杂质全部除去，而给氯乙烯车间输送含S、P、As杂质的乙炔气会存在生产安全风险，所以必须定时更换浓硫酸，更换完的废硫酸储存至废酸罐。
因废硫酸含杂质较多，对周边环境易造成危害，不能随便排放；废硫酸提纯再生产难度较大，故多采用电石渣对工业废硫酸进行处理。国内普遍使用密闭型搅拌反应器将电石渣和废硫酸按一定比例加入反应器内充分反应，生产出固态硫酸钙，但反应过程中会产生大量含灰分的尾气，需通过洗涤塔内容纳的碱性洗涤液对尾气进行洗涤；碱性洗涤液洗涤尾气后浊度变高，会将填料孔立刻堵塞，导致尾气不能正常进入洗涤塔，且洗涤塔填料堵塞后清理难度大，时间长，影响洗涤塔正常投料运行，因此急需一种简单可靠的方法来对电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统进行升级。
发明内容
针对这一技术不足，本发明提供一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，将废硫酸导入到反应腔下部与电石渣乳液在反应腔内反应，反应生成的硫酸钙浊液压滤成硫酸钙滤饼，送至水泥厂作生产原料，压滤过程中产生的滤液输送至清液管路循环利用，反应生成的废气经过两次水洗合格后排放至大气中，真正实现零污染、零排放的目的，更解决了反应过程中产生尾气所引发的一系列环保问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，包括：反应釜，所述反应釜用于接收所述电石渣和清液水，所述电石渣和清液水在所述反应釜内形成固含量为10％-20％的电石渣乳液；反应腔，所述反应腔通过支撑件固定在所述反应釜中，与所述反应釜内的电石渣乳液形成密闭的反应室；废酸高位槽，所述废酸高位槽用于将所述废硫酸通过废酸管道导入到所述电石渣乳液中，从而在所述电石渣乳液与所述废硫酸反应后生成硫酸钙浊液。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述清液水为厂房地沟、地坑的渣浆废水经过沉淀之后的上清液。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述废酸管道从所述反应腔的顶部垂直通入所述反应腔下部的电石渣乳液中，用于将所述废硫酸从所述反应腔的下部导入所述电石渣乳液中。
根据本发明的一个实施方式，其还包括：电石渣储仓，所述电石渣储仓用于储存所述电石渣，所述电石渣储仓的出料口安装有插板阀，通过所述插板阀控制所述电石渣的下料量；下料螺旋输送机，所述下料螺旋输送机与所述电石渣储仓的下料口相连，用于将所述电石渣加入所述反应釜中；清液管路，所述清液管路用于将清液水输入所述反应釜中，所述清液管路上安装有清液阀门，通过所述清液阀门控制清液水的输入量。
根据本发明的一个实施方式，其还包括搅拌器，所述搅拌器的电机部分与所述反应腔的顶部相连，所述搅拌器具有同轴双层叶轮，上层叶轮位于反应腔内部，用于搅拌促进所述反应腔内部电石渣乳液和废硫酸的反应，下层叶轮位于反应腔外部，用于搅拌促进所述硫酸钙浊液与电石渣乳液不断更替交换。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述反应腔的一侧带有排气管，所述排气管伸入到所述反应釜内的液下，用于使反应生成的废气经所述排气管进入液下进行一次水洗后得到初级处理废气。
根据本发明的一个实施方式，其还包括吸收池，所述吸收池内容纳有碱性吸收溶液，用于对所述初级处理废气进行二次水洗。
根据本发明的一个实施方式，其还包括收尘风机，所述收尘风机的进气口与收尘罩相连，用于通过收尘罩收集所述反应釜内液面溢出的初级处理废气，所述收尘风机的出气口通入到所述吸收池内容纳的碱性吸收溶液液下，用于将收集的初级处理废气通入所述吸收池内容纳的碱性吸收溶液中。
根据本发明的一个实施方式，其还包括：压滤器，所述压滤器用于对所述硫酸钙浊液加压压滤成硫酸钙滤饼，将压滤过程中产生的滤液排入滤液罐；渣浆泵，所述渣浆泵的进口与所述反应釜的底部相连，所述渣浆泵的出口通过渣浆管道与所述压滤器相连，用于将所述硫酸钙浊液输送至所述压滤器。
根据本发明的一个实施方式，其还包括滤液泵，所述滤液泵的进口通入到所述滤液罐内，所述滤液泵的出口与所述清液管路相连，用于将所述滤液罐内的滤液输送至所述清液管路。
根据本发明的一个实施方式，其还包括氮气管路，所述氮气管路用于将氮气通入所述渣浆管道中，所述氮气管路上安装有氮气阀门，通过所述氮气阀门控制控制氮气的通入量。
相比于现有技术，本发明提供的一种用于电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，具有以下优势：本发明系统简单，废硫酸通过废酸管道从反应腔下部导入电石渣乳液中与电石渣乳液发生反应，反应产生的热量通过水气膨胀缓缓上升，并在搅拌器不断搅拌的作用下，热量得到及时稀释，不会产生大量的废气，保证电石渣乳液与废硫酸的充分反应；反应生成的废气经过两次水洗后达到大气排放标准，不会对环境造成污染；渣浆泵将硫酸钙浊液全部输送完成后，停止渣浆泵，打开氮气阀门，对渣浆管道进行氮气吹扫，防止渣浆管道残留硫酸钙凝固堵塞管道；压滤产生的硫酸钙滤饼运送至水泥厂作生产原料，滤液进入清液管线循环使用，因此，本发明提供的一种用于电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统操作简单，生产成本低、效率高，真正实现了零污染、零排放、废弃化工产物回收再利用的目标。
附图说明
图1为本发明提供的一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
图1示出了本发明提供的一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统的框图。
如图1所示，本发明提供的一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，包括：反应釜1，所述反应釜1用于接收所述电石渣和清液水，所述电石渣和清液水在所述反应釜1内形成固含量为10％-20％的电石渣乳液；反应腔2，所述反应腔2通过支撑件固定在所述反应釜1中，与所述反应釜1内的电石渣乳液形成密闭的反应室；废酸高位槽3，所述废酸高位槽3用于将所述废硫酸通过废酸管道31导入到所述电石渣乳液中，从而在所述电石渣乳液与所述废硫酸反应后生成硫酸钙浊液。
上文中所述电石渣为以电石为原料采用干法工艺生产乙炔过程中产生的干渣。所述废硫酸为乙炔气清净系统中更换下来的浓度为80％的废硫酸。所述反应釜1选用倒梯形设计，是因为硫酸钙的粘度较大，易在所述反应釜1底部沉淀堆积，而底部的空间较小，较容易冲洗处理。
本发明提供的系统，其中，所述清液水为厂房地沟、地坑的渣浆废水经过沉淀之后的上清液。厂房地沟、地坑的渣浆废水由地坑泵输送至浓缩池后经过渣浆自然沉淀会形成上清液，上清液通过溢流管道存储于清液池中。本发明选用清液水作为溶剂，与电石渣形成固含量为10％-20％的电石渣乳液，有助于废水的回收利用。
本发明提供的系统，其中，所述废酸管道31从所述反应腔2的顶部垂直通入所述反应腔2下部的电石渣乳液中，用于将所述废硫酸从所述反应腔2的下部导入所述电石渣乳液中。所述废酸管道31上安装有废酸阀门32，通过所述废酸阀门32控制所述废硫酸的导入量。本实施例中，所述废酸管道31包括总管道和两个分管道，两个分管道与总管道上分别安装有废酸阀门，以便控制管道中废硫酸的流量。两个分管道与总管道连接，分别从所述反应腔2的顶部垂直通入所述反应腔2内部的电石渣乳液中，用于将所述废酸高位槽内的废硫酸从两个分管道导入到所述电石渣乳液中。
本发明提供的系统，其还包括：电石渣储仓4，所述电石渣储仓4用于储存所述电石渣，所述电石渣储仓4的出料口安装有插板阀41，通过所述插板阀41控制所述电石渣的下料量；下料螺旋输送机5，所述下料螺旋输送机5与所述电石渣储仓4的下料口相连，用于将所述电石渣加入所述反应釜1中；清液管路6，所述清液管路6用于将清液水输入所述反应釜1中，所述清液管路6上安装有清液阀门61，通过所述清液阀门61控制清液水的输入量。
本发明提供的系统，其还包括搅拌器7，所述搅拌器7的电机部分71与所述反应腔2的顶部相连，所述搅拌器7具有同轴双层叶轮，上层叶轮72位于反应腔2内部，用于搅拌促进所述反应腔2内部电石渣乳液和废硫酸的反应，下层叶轮73位于反应腔2外部，用于搅拌促进所述硫酸钙浊液与电石渣乳液不断更替交换。
本发明提供的系统，其中，所述反应腔2的一侧带有排气管21，所述排气管21伸入到所述反应釜1内的液下，用于使反应生成的废气经所述排气管21进入液下进行一次水洗后得到初级处理废气。本实施例中，所述排气管21伸入液下500mm，可保证反应生成的废气全部通入液下进行一次水洗。
本发明提供的系统，其还包括吸收池8，所述吸收池8内容纳有碱性吸收溶液，用于对所述初级处理废气进行二次水洗。
本发明提供的系统，其还包括收尘风机9，所述收尘风机9的进气口与收尘罩10相连，用于通过收尘罩10收集所述反应釜1内液面溢出的初级处理废气，所述收尘风机9的出气口通入到所述吸收池8内容纳的碱性吸收溶液液下，用于将收集的初级处理废气通入所述吸收池8内容纳的碱性吸收溶液中。
本发明提供的系统，其还包括压滤器11，所述压滤器11用于对所述硫酸钙浊液加压压滤成硫酸钙滤饼，将压滤过程中产生的滤液排入滤液罐12。压滤产生的硫酸钙滤饼通过运输车运送至水泥厂作生产原料。
本发明提供的系统，其还包括渣浆泵13，所述渣浆泵13的进口与所述反应釜1的底部相连，所述渣浆泵13的出口通过渣浆管道131与所述压滤器11相连，用于将所述硫酸钙浊液输送至所述压滤器11。
本发明提供的系统，其还包括滤液泵14，所述滤液泵14的进口通入到所述滤液罐12内，所述滤液泵14的出口与所述清液管路6相连，用于将所述滤液罐12内的滤液输送至所述清液管路6。
本发明提供的系统，其还包括氮气管路15，所述氮气管路15用于将氮气通入所述渣浆管道131中，所述氮气管路15上安装有氮气阀门151，通过所述氮气阀门151控制氮气的通入量。
上述系统中，具体的操作过程为：
打开所述电石渣储仓4的插板阀41，通过所述下料螺旋输送机5将所述电石渣加入所述反应池釜1中；通过清液阀门61控制向反应釜1中加入清液水的量，使电石渣和清液水按照比例配置成固含量为10％-20％的电石渣乳液；通过废酸阀门32控制向所述反应腔1中导入废硫酸的量，使废硫酸按照废硫酸与电石渣乳液质量比为(0.05-0.1)：1均匀导入，反应30min-50min；导入废硫酸的同时，开启搅拌器7，搅拌使电石渣乳液和废硫酸在所述反应腔2下部充分反应并将产生的热量及时稀释，避免反应过程中产生大量的废气；反应生成的废气经所述排气管21进入液下进行一次水洗后得到初级处理废气；反应过程中，启动收尘风机9，通过收尘罩10收集所述反应釜1内液面溢出的初级处理废气，并将收集的初级处理废气通入所述吸收池8内容纳的碱性吸收溶液中；反应生成的废气经过两次水洗后达到大气排放标准，不会对环境造成污染。
待反应完成后，检测所述反应釜1中pH值，若为碱性时，启动渣浆泵13将反应生成的硫酸钙浊液输送至所述压滤器11；若为酸性，继续加入电石渣，将pH值调至碱性，启动渣浆泵13将反应生成的硫酸钙浊液输送至所述压滤器11，从而保证输送至所述压滤器11内的硫酸钙浊液恒为碱性，以防止溶液显酸性将设备腐蚀；所述渣浆泵13将硫酸钙浊液输送完成后，打开清液管路6上的清液阀门61，冲洗所述反应釜1中死角残余的硫酸钙沉淀，保证反应釜1中无结垢产生；待反应釜1内的硫酸钙浊液全部输送完成后，停止渣浆泵13，打开氮气管路15上的氮气阀门151，对渣浆管道131进行氮气吹扫，防止渣浆管道131残留硫酸钙凝固堵塞管道。
压滤产生的硫酸钙滤饼通过运输车运送至水泥厂作生产原料，滤液排入滤液罐12后通过滤液泵14进入清液管路6循环使用。本发明在处理完工业废酸的同时，实现零污染、零排放的目的。
相比于现有技术，本发明提供的一种用于电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，具有以下优势：本发明系统简单，废硫酸通过废酸管道31从反应腔2下部导入电石渣乳液中与电石渣乳液发生反应，反应产生的热量通过水气膨胀缓缓上升，并在搅拌器不断搅拌的作用下，热量得到及时稀释，不会产生大量的废气，保证电石渣乳液与废硫酸的充分反应；反应生成的废气经过两次水洗后达到大气排放标准，不会对环境造成污染；渣浆泵13将硫酸钙浊液全部输送完成后，停止渣浆泵13，打开氮气阀门151，对渣浆管道131进行氮气吹扫，防止渣浆管道13残留硫酸钙凝固堵塞管道；压滤产生的硫酸钙滤饼运送至水泥厂作生产原料，滤液进入清液管线6循环使用，因此，本发明提供的一种用于电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统操作简单，生产成本低、效率高，真正实现了零污染、零排放、废弃化工产物回收再利用的目标。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
Claims (7)
1.一种利用电石渣和废硫酸生产硫酸钙的系统，包括：
反应釜，所述反应釜用于接收所述电石渣和清液水，所述电石渣和清液水在所述反应釜内形成固含量为10%-20%的电石渣乳液；
反应腔，所述反应腔通过支撑件固定在所述反应釜中，与所述反应釜内的电石渣乳液形成密闭的反应室；
废酸高位槽，所述废酸高位槽用于将所述废硫酸通过废酸管道导入所述电石渣乳液中，从而在所述电石渣乳液与所述废硫酸反应后生成硫酸钙浊液，
所述反应腔的一侧带有排气管，所述排气管在所述反应腔的外侧伸入到所述反应釜内的液下，用于使反应生成的废气经所述排气管进入液下进行一次水洗得到初级处理废气，
所述废酸管道从所述反应腔的顶部垂直通入所述反应腔下部的电石渣乳液中，用于将所述废硫酸从所述反应腔的下部导入所述电石渣乳液中，
还包括搅拌器，所述搅拌器的电机部分与所述反应腔的顶部相连，所述搅拌器具有同轴双层叶轮，上层叶轮位于反应腔内部，用于搅拌促进所述反应腔内部电石渣乳液和废硫酸的反应，下层叶轮位于反应腔外部，用于搅拌促进所述硫酸钙浊液与电石渣乳液不断更替交换。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
电石渣储仓，所述电石渣储仓用于储存所述电石渣，所述电石渣储仓的出料口安装有插板阀，通过所述插板阀控制所述电石渣的下料量；
下料螺旋输送机，所述下料螺旋输送机与所述电石渣储仓的下料口相连，用于将所述电石渣加入所述反应釜中；
清液管路，所述清液管路用于将清液水输入所述反应釜中，所述清液管路上安装有清液阀门，通过所述清液阀门控制清液水的输入量。
3.根据权利要求1所述的系统，其还包括吸收池，所述吸收池内容纳有碱性吸收溶液，用于对所述初级处理废气进行二次水洗。
4.根据权利要求3所述的系统，其还包括收尘风机，所述收尘风机的进气口与收尘罩相连，用于通过收尘罩收集所述反应釜内液面溢出的初级处理废气，所述收尘风机的出气口通入到所述吸收池内容纳的碱性吸收溶液液下，用于将收集的初级处理废气通入所述吸收池内容纳的碱性吸收溶液中。
5.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
压滤器，所述压滤器用于对所述硫酸钙浊液加压压滤成硫酸钙滤饼，将压滤过程中产生的滤液排入滤液罐；
渣浆泵，所述渣浆泵的进口与所述反应釜的底部相连，所述渣浆泵的出口通过渣浆管道与所述压滤器相连，用于将所述硫酸钙浊液输送至所述压滤器。
6.根据权利要求5所述的系统，其还包括滤液泵，所述滤液泵的进口通入到所述滤液罐内，所述滤液泵的出口与所述清液管路相连，用于将所述滤液罐内的滤液输送至所述清液管路。
7.根据权利要求6所述的系统，其还包括氮气管路，所述氮气管路用于将氮气通入所述渣浆管道中，所述氮气管路上安装有氮气阀门，通过所述氮气阀门控制氮气的通入量。
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