CN109373335A - 旋风炉及含盐废液燃烧处理方法和硫化碱制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋风炉，包括旋风筒和二燃室，旋风筒和二燃室的下方设有熔融反应池；旋风筒的顶部设有前置室，前置室内设有用于将原料喷入到旋风筒内的原料喷管和用于通入燃料的燃料管，旋风筒的侧壁上设有位于原料喷管下方的送风口，送风口与旋风筒的圆柱形燃烧室的内壁相切；旋风筒的底部设有用于使熔融状态的盐流入到熔融反应池内的第一连通口；二燃室的顶部设有排气通道，二燃室与熔融反应池之间设有用于使熔融反应池产生的气体进入二燃室内的排烟管和用于使熔融状态的盐流入到熔融反应池内的第二连通口；熔融反应池的底部设有鼓泡装置。本发明还公开了一种含盐废液燃烧处理方法和硫化碱制备方法。

Description

旋风炉及含盐废液燃烧处理方法和硫化碱制备方法
技术领域
本发明涉及一种燃烧装置，具体的为一种旋风炉以及采用该旋风炉的含盐废液燃烧处理方法和硫化碱制备方法。
背景技术
无水硫化钠纯品为白色结晶。相对密度1.856g/cm3，熔点1181。吸湿性较强。易溶于水。低于48时从水溶液中结晶出Na2S.9H2O，高于48则结晶出Na2S.6H2O。水溶液呈碱性。工业品因含重金属等杂质，故呈粉红色、褐色或黄色。
硫化钠在工业中用途很广，如：用于制造硫化染料，皮革脱毛剂，金属冶炼，照相以及人造丝脱硝等，并广泛用于制革、造纸、选矿、染料生产、有机中间体、印染、制药、味精、人造纤维、特种工程塑料、聚苯硫醚、聚碱橡胶等领域，并还可用作制硫氢化钠、多硫化钠、硫代硫酸钠等的原料。在军事工业中也有一定的用途。在染料工业中用以制造硫化染料、硫化青、硫化蓝或染料中间体还原剂、媒染剂等。
现有的硫化钠制备方法主要包括以下几种：
1、硫酸钡副产品法：该方法用煤还原硫酸钡制取硫化钡，再加入硫酸钠溶液处理，生成硫化钠和沉淀硫酸钡，经抽滤分离，蒸发浓缩而得。该法成本低廉.反应式为：BaS+Na2SO4＝BaSO4+Na2S；硫化钠也可以在制取碳酸钡时按下式作为副产物得到：BaS+Na2CO3＝BaCO3+Na2S。
2、硫化氢法：该方法是以氢氧化钠溶液吸收工业硫化氢废气后，经蒸发浓缩后，制得硫化碱。反应式为：2NaOH+H2S＝＝Na2S+2H2O，该法应生产过程中硫化氢有毒，所以危险较大，为防止硫化氢浓度过高，一般几台吸收器串联，并采取冷却措施。
3、气体还原法：该方法是以气体作为还原剂，在沸腾炉中还原硫酸钠，以铁为催化剂催化，反应温度控制在600～640℃，可得优质无水颗粒状硫化钠(硫化钠含量达95～97％)。还原芒硝制得硫化碱，可作为还原剂的气体有：天然气、石油裂解气、焦炉煤气、工业氢气及合成氨生产中的原料气(即精炼气)和排空尾气等。以气体还原芒硝的反应式为：
Na2SO4+4H2＝＝Na2S+4H2O
Na2SO4+CH4＝＝Na2S+2H2O+CO2↑
Na2SO4+4CO＝＝Na2S+4CO2↑
用氢气和水煤气还原硫酸钠时，每小时所得硫化钠的产率为理论值的85％左右。用一氧化碳还原的速度较慢，而用甲烷还原则更慢。由于没有用气体充分还原液态反应物料的炉子，所以难以在工厂实现气体还原硫酸钠的过程。低温下用气体还原硫酸钠的速度进行比较慢。
4、碳还原芒硝法：将含Na2SO485％的无水芒硝与含固定碳60％的原料煤按100/22.5(质量比)配比混料，用自动上料机打入料斗，送入喷烧200#重油的回转炉内进行反应。反应温度为1100K，其反应如下：Na2SO4+2C＝Na2S+2CO2；
当炉内有黄色烛火出现即为反应终点。反应好的含硫化钠70％左右的黑灰熔体出料，稍经冷却后粉碎，在化碱器内用6。Be碱液化成混浊的浓碱液。目前，转炉卸出的熔体大多用热浸法，即熔体从回转炉中放出不经冷却和凝固立即热浸取，搅拌24小时左右，浸取分为4级浸取，以提高硫化钠的回收率，最终所制得含28-32％硫化钠的溶液。用离心机或真空吸滤机分离滤渣，滤渣主要是未反应的煤，灰分，重金属硫化物等。浓碱液送去蒸发，蒸发浓缩至60％的碱液，注入铁皮桶中自然冷却，整块凝固即得块状硫化钠产品。
现有的含盐废液一般直接蒸发形成固体通过破碎机形成固体颗粒，形成的固体颗粒中含有很多有害的有机物和其他有害物质，无法对废盐的合理利用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种旋风炉及含盐废液燃烧处理方法和硫化碱制备方法，能够满足含盐废液的燃烧处理要求以及硫化碱的制备要求。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种旋风炉，包括具有圆柱形燃烧室的旋风筒和与所述旋风筒底部连通的二燃室，所述旋风筒和所述二燃室的下方设有熔融反应池；
所述旋风筒的顶部设有前置室，所述前置室内设有用于将原料喷入到所述旋风筒内的原料喷管和用于通入燃料的燃料管，所述旋风筒的侧壁上设有位于所述原料喷管下方的送风口，所述送风口与所述旋风筒的圆柱形燃烧室的内壁相切；所述旋风筒的底部设有用于使熔融状态的盐流入到所述熔融反应池内的第一连通口；
所述二燃室的顶部设有排气通道，所述二燃室与熔融反应池之间设有用于使熔融反应池产生的气体进入所述二燃室内的排烟管和用于使熔融状态的盐流入到所述熔融反应池内的第二连通口；
所述熔融反应池的底部设有鼓泡装置。
进一步，所述二燃室与所述排气通道之间设有冷却沉降室。
进一步，所述排气通道内还设有水冷壁。
进一步，所述熔融反应池内设有用于排出处于熔融状态的盐的出料口和用于排出不熔融的废渣的排渣口。
本发明还提出了一种采用如上所述旋风炉的含盐废液燃烧处理方法，其特征在于：将含盐废液通过所述原料喷管喷淋进入到所述旋风筒内，从所述燃料管通过天然气作为燃料，并在所述送风口通入切向风流，风流绕所述旋风筒高速旋转并将含盐废液抛向所述旋风筒的内壁，使含盐溶液在所述旋风筒的内壁及内壁附近蒸发熔融，同时将含盐废液中含有的有机物杂质燃烧去除；使融化的盐在所述旋风筒内壁上形成液态通过所述第一连通口流入到所述熔融反应池内；
从所述鼓泡装置通入空气，通入的空气以及所述熔融反应池产生的气体经所述排烟管进入到所述二燃室内，同时在所述旋风筒内经一次燃烧后的烟气进入到所述二燃室，在所述二燃室补充燃烧，使烟气完全燃烧后，经所述排气通道排出，同时二燃室内熔融的盐经所述第二连通口进入到所述熔融反应池内。
进一步，所述旋风筒内的燃烧温度为1200-1500℃。
进一步，所述二燃室内的燃烧温度为1100-1400℃。
本发明还提出了一种采用如上所述旋风炉的硫化碱制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)配料：将碱金属硫酸盐与煤制成水煤浆，水煤浆中的煤重量含量为45-60％；
2)燃烧制备：将水煤浆通过所述原料喷管喷淋进入到所述旋风筒内，从所述燃料管通过天然气作为辅助燃料，并在所述送风口通入切向风流，风流绕所述旋风筒高速旋转并将水煤浆抛向所述旋风筒的内壁，使水煤浆中的煤不完成燃烧形成还原环境，并使水煤浆中的盐在所述旋风筒的内壁及内壁附近蒸发熔融，融化的盐在所述旋风筒内壁上形成液态并通过所述第一连通口流入到所述熔融反应池内；
从所述鼓泡装置通入氮气，通入的氮气以及所述熔融反应池产生的气体经所述排烟管进入到所述二燃室内，同时在所述旋风筒内经一次燃烧后的烟气进入到所述二燃室，在所述二燃室补充燃烧，而后通过所述排气通道排出，同时二燃室内熔融的盐经所述第二连通口进入到所述熔融反应池内。
进一步，所述旋风筒内的燃烧温度为1200-1500℃。
进一步，所述二燃室内的燃烧温度为1100-1400℃。
本发明的有益效果在于：
本发明的旋风炉，通过在旋风筒的底部设置第一连通口，在二燃室的底部设置第二连通口和排烟管，如此，经高温燃烧熔融的盐通过第一连通口和第二连通口流入到熔融反应池内，若熔融反应池内熔融的盐不需要参与反应，则可直接排出，若熔融反应池内熔融的盐需要参与反应，如制备硫化碱时，可在熔融反应池内充分反应，待反应结束后排出；如此，本发明的旋风炉通过设置熔融反应池以及在旋风筒的底部设置第一连通口，在二燃室的底部设置第二连通口和排烟管，可实现废盐的燃烧处理以及利用盐制备硫化碱的技术目的。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明旋风炉实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明旋风炉实施例的结构示意图。本实施例的旋风炉，包括具有圆柱形燃烧室的旋风筒1和与旋风筒1底部连通的二燃室2，旋风筒1和二燃室2的下方设有熔融反应池3。
旋风筒1的顶部设有前置室1a，前置室1a内设有用于将水煤浆喷入到旋风筒1内的原料喷管4和用于通入燃料的燃料管13，旋风筒1的侧壁上设有位于原料喷管4下方的送风口5，送风口5与旋风筒1的圆柱形燃烧室的内壁相切；旋风筒1的底部设有用于使熔融状态的盐流入到熔融反应池3内的第一连通口1b。
二燃室2的顶部设有排气通道6，二燃室2与熔融反应池3之间设有用于使熔融反应池产生的气体进入二燃室2内的排烟管8和用于使熔融状态的盐流入到熔融反应池3内的第二连通口2a。
熔融反应池3的底部设有鼓泡装置12。熔融反应池3内设有用于排出处于熔融状态的盐的出料口10和用于排出不熔融的废渣的排渣口11。
进一步，本实施例的二燃室2与排气通道6之间设有冷却沉降室9。排气通道6内还设有水冷壁7，当然，还可以在排气通道外设置余热回收装置或急冷装置。
本实施例的旋风炉，通过在旋风筒的底部设置第一连通口，在二燃室的底部设置第二连通口和排烟管，如此，经高温燃烧熔融的盐通过第一连通口和第二连通口流入到熔融反应池内，若熔融反应池内熔融的盐不需要参与反应，则可直接排出，若熔融反应池内熔融的盐需要参与反应，如制备硫化碱时，可在熔融反应池内充分反应，待反应结束后排出；如此，本发明的旋风炉通过设置熔融反应池以及在旋风筒的底部设置第一连通口，在二燃室的底部设置第二连通口和排烟管，可实现废盐的燃烧处理以及利用盐制备硫化碱的技术目的。
下面对采用本实施例旋风炉的含盐废液燃烧处理方法进行详细说明。
本实施例的含盐废液燃烧处理方法为：将含盐废液通过原料喷管4喷淋进入到旋风筒1内，从燃料管13通过天然气作为燃料，并在送风口5通入切向风流，风流绕旋风筒1高速旋转并将含盐废液抛向旋风筒1的内壁，使含盐溶液在旋风筒1的内壁及内壁附近蒸发熔融，同时将含盐废液中含有的有机物杂质燃烧去除；使融化的盐在旋风筒1内壁上形成液态通过第一连通口1b流入到熔融反应池3内；具体的，旋风筒1内的燃烧温度为1200-1500℃，本实施例旋风筒1内的燃烧温度为1300℃，具体的，根据需要，将旋风筒1内的燃烧温度设置为1200℃、1400℃以及1500℃均可实现技术目的。
从鼓泡装置12通入空气，通入的空气以及熔融反应池3产生的气体经排烟管8进入到二燃室2内，同时在旋风筒1内经一次燃烧后的烟气进入到二燃室2，在二燃室2补充燃烧，使烟气完全燃烧后，经设置在排气通道6排出，具体的，排气通道内可设置水冷壁7对热量进行回收利用、并设置烟气经除尘净化装置对烟气进行净化；同时二燃室2内熔融的盐经第二连通口2a进入到熔融反应池3内。二燃室2内的燃烧温度为1100-1400℃，本实施例的二燃室2内的燃烧温度为1200℃，当然，根据需要，将二燃室2内的燃烧温度设置为1100℃、1300℃以及1400℃均可实现技术目的。
面对采用本实施例旋风炉的硫化碱制备方法进行详细说明。
本实施例的硫化碱制备方法，包括如下步骤：
1)配料：将碱金属硫酸盐与煤制成水煤浆，水煤浆中的煤重量含量为45-60％。本实施例的水煤浆中的煤重量含量为50％，当然，水煤浆中的煤的重量含量还可设置为45％、55％以及60％，均可实现技术目的。
2)燃烧制备：将水煤浆通过原料喷管4喷淋进入到旋风筒1内，从燃料管13通过天然气作为辅助燃料，并在送风口5通入切向风流，风流绕旋风筒1高速旋转并将水煤浆抛向旋风筒1的内壁，使水煤浆中的煤不完成燃烧形成还原环境，并使水煤浆中的盐在旋风筒1的内壁及内壁附近蒸发熔融，融化的盐在旋风筒1内壁上形成液态并通过第一连通口1b流入到熔融反应池3内。具体的，旋风筒1内融化的盐包括碱金属硫酸盐以及在旋风筒2内反应得到的熔融状态的硫化碱。具体的，旋风筒1内的燃烧温度为1200-1500℃，本实施例旋风筒1内的燃烧温度为1300℃，具体的，根据需要，将旋风筒1内的燃烧温度设置为1200℃、1400℃以及1500℃均可实现技术目的。
从鼓泡装置12通入氮气，通入的氮气以及熔融反应池3产生的气体经排烟管8进入到二燃室2内，同时在旋风筒1内经一次燃烧后的烟气进入到二燃室2，在二燃室2补充燃烧，而后经设置在排气通道6排出，具体的，排气通道内可设置水冷壁7对热量进行回收利用、并设置烟气经除尘净化装置对烟气进行净化；同时二燃室2内熔融的盐经第二连通口2a进入到熔融反应池3内。具体的，二燃室2内融化的盐包括碱金属硫酸盐以及在反应得到的熔融状态的硫化碱。二燃室2内的燃烧温度为1100-1400℃，本实施例的二燃室2内的燃烧温度为1200℃，当然，根据需要，将二燃室2内的燃烧温度设置为1100℃、1300℃以及1400℃均可实现技术目的。
本实施例的碱金属硫酸盐为硫酸钠，制备得到的硫化碱为硫化钠；当然，碱金属硫酸盐也可以采用硫酸钾，对应的，制备得到的硫化碱为硫化钾。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种旋风炉，包括具有圆柱形燃烧室的旋风筒(1)和与所述旋风筒(1)底部连通的二燃室(2)，其特征在于：所述旋风筒(1)和所述二燃室(2)的下方设有熔融反应池(3)；
所述旋风筒(1)的顶部设有前置室(1a)，所述前置室(1a)内设有用于将原料喷入到所述旋风筒(1)内的原料喷管(4)和用于通入燃料的燃料管(13)，所述旋风筒(1)的侧壁上设有位于所述原料喷管(4)下方的送风口(5)，所述送风口(5)与所述旋风筒(1)的圆柱形燃烧室的内壁相切；所述旋风筒(1)的底部设有用于使熔融状态的盐流入到所述熔融反应池(3)内的第一连通口(1b)；
所述二燃室(2)的顶部设有排气通道(6)，所述二燃室(2)与熔融反应池(3)之间设有用于使熔融反应池产生的气体进入所述二燃室(2)内的排烟管(8)和用于使熔融状态的盐流入到所述熔融反应池(3)内的第二连通口(2a)；
所述熔融反应池(3)的底部设有鼓泡装置(12)。
2.根据权利要求1所述的旋风炉，其特征在于：所述二燃室(2)与所述排气通道(6)之间设有冷却沉降室(9)。
3.根据权利要求1所述的旋风炉，其特征在于：所述排气通道(6)内还设有水冷壁(7)。
4.根据权利要求1所述的旋风炉，其特征在于：所述熔融反应池(3)内设有用于排出处于熔融状态的盐的出料口(10)和用于排出不熔融的废渣的排渣口(11)。
5.一种采用如权利要求1-4任一项所述旋风炉的含盐废液燃烧处理方法，其特征在于：将含盐废液通过所述原料喷管(4)喷淋进入到所述旋风筒(1)内，从所述燃料管(13)通过天然气作为燃料，并在所述送风口(5)通入切向风流，风流绕所述旋风筒(1)高速旋转并将含盐废液抛向所述旋风筒(1)的内壁，使含盐溶液在所述旋风筒(1)的内壁及内壁附近蒸发熔融，同时将含盐废液中含有的有机物杂质燃烧去除；使融化的盐在所述旋风筒(1)内壁上形成液态通过所述第一连通口(1b)流入到所述熔融反应池(3)内；
从所述鼓泡装置(12)通入空气，通入的空气以及所述熔融反应池(3)产生的气体经所述排烟管(8)进入到所述二燃室(2)内，同时在所述旋风筒(1)内经一次燃烧后的烟气进入到所述二燃室(2)，在所述二燃室(2)补充燃烧，使烟气完全燃烧后，经所述排气通道(6)排出，同时二燃室(2)内熔融的盐经所述第二连通口(2a)进入到所述熔融反应池(3)内。
6.根据权利要求5所述的旋风炉的含盐废液燃烧处理方法，其特征在于：所述旋风筒(1)内的燃烧温度为1200-1500℃。
7.根据权利要求6所述的旋风炉的含盐废液燃烧处理方法，其特征在于：所述二燃室(2)内的燃烧温度为1100-1400℃。
8.一种采用如权利要求1-4任一项所述旋风炉的硫化碱制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)配料：将碱金属硫酸盐与煤制成水煤浆，水煤浆中的煤重量含量为45-60％；
2)燃烧制备：将水煤浆通过所述原料喷管(4)喷淋进入到所述旋风筒(1)内，从所述燃料管(13)通过天然气作为辅助燃料，并在所述送风口(5)通入切向风流，风流绕所述旋风筒(1)高速旋转并将水煤浆抛向所述旋风筒(1)的内壁，使水煤浆中的煤不完成燃烧形成还原环境，并使水煤浆中的盐在所述旋风筒(1)的内壁及内壁附近蒸发熔融，融化的盐在所述旋风筒(1)内壁上形成液态并通过所述第一连通口(1b)流入到所述熔融反应池(3)内；
从所述鼓泡装置(12)通入氮气，通入的氮气以及所述熔融反应池(3)产生的气体经所述排烟管(8)进入到所述二燃室(2)内，同时在所述旋风筒(1)内经一次燃烧后的烟气进入到所述二燃室(2)，在所述二燃室(2)补充燃烧，而后经所述排气通道(6)排出，同时二燃室(2)内熔融的盐经所述第二连通口(2a)进入到所述熔融反应池(3)内。
9.根据权利要求8所述的硫化碱制备方法，其特征在于：所述旋风筒(1)内的燃烧温度为1200-1500℃。
10.根据权利要求9所述的旋风炉的含盐废液燃烧处理方法，其特征在于：所述二燃室(2)内的燃烧温度为1100-1400℃。
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