CN109607575A - 一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，包括原料预处理工序、焚硫工序、炉气净化工序和成品工序。本发明采用熔硫釜技术制取硫磺，脱硫废液采用浓缩结晶直接制取混盐，然后分别送入焚烧炉直接燃烧，不仅对脱硫废液进行了无害化处理、同时可以使硫资源得到综合利用；应用焦化厂富有的低压饱和蒸汽，通过采用熔硫釜技术制取块状硫磺，同样用低压饱和蒸汽对脱硫废液进行浓缩、结晶制取混盐，投资低，其能耗也很低，仅为直接热风干燥的30‑40％，且无废气排放。

Description

一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法。

背景技术

焦化煤气采用以氨为碱源的HPF湿式液相催化法脱硫，在脱硫过程中会产生大量的硫泡沫和脱硫废液。目前硫泡沫大部分以压滤法回收湿硫磺，放置堆场形成固废，或以熔硫釜回收固体硫磺，由于回收的硫磺中杂质含量较多，综合利用十分困难，副产品销路受到极大的制约。

脱硫过程产生的废液中含有大量的有毒有害物质，其中主要成份为硫氰酸盐、硫代硫酸盐、硫酸盐等，其中硫氰酸盐具有较强烈的毒性，该脱硫废液如果不经无害化处理而直接排放，将会严重污染受纳水体，造成环境污染。脱硫废液的处理有焚烧法、提盐法和配煤法。焚烧法是将脱硫废液在高温条件下进行焚烧，使废液中的盐类物质分解而无害化，该法对有毒物质的处理彻底，但是需要消耗大量的煤气，运行成本高，设备投资也较大。提盐法是通过氧化、脱色、蒸发、结晶、干燥等过程，将脱硫废液中的盐类物质进行固化、回收，该法工艺流程复杂、设备多、投资大，而且需要大量的水、电、气消耗，提出硫氰酸盐、及硫代硫酸盐和硫酸盐的混盐。硫氰酸盐还有一定的应用价值，但价格很低，而硫代硫酸盐和硫酸盐的混盐就是新的固废。对年产120万吨焦炭企业，投资需要2000余万元，年运行费用需要500万元左右，给企业带来沉重负担。配煤法是将脱硫废液加入原料煤中，与焦煤一起进入炼焦炉中，在高温条件下使废液中的盐类物质分解，该法操作简单，但是脱硫废液配煤后会造成原料煤中水分含量增大、有时难以控制，多次重复后还会造成有害物质的累积，对炼焦生产带来不利的影响，同时由于脱硫废液具有较强的腐蚀性，会对输送管道和设备造成腐蚀，以及污染大气和水体。此种方法马上被取缔。

综述，如果不能对脱硫废液进行有效的无害化处理、对废硫磺进行综合利用解决其销路问题，将直接影响到脱硫装置的正常运行，进而影响到公司整体环保目标的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，包括原料预处理工序、焚硫工序、炉气净化工序和成品工序，上述四道工序包括以下步骤：

原料预处理工序

A1)将硫泡沫送入熔硫釜中，利用焦化厂富有的低压饱和蒸汽加热熔硫制成硫磺块，将脱硫废液送入浓缩釜中采用浓缩结晶工艺提取混盐；

A2)对硫磺块进行破碎制得硫磺粉；

A3)将硫磺粉和混盐送入不同的炉前料斗进行存储；

焚硫工序

B1)利用变频控制的圆盘喂料机将硫磺粉和混盐送入到焚硫炉中，用氧表测定出口炉气中的剩余氧含量，反馈自动调节焚硫炉的加料量；

B2)利用焚硫炉对硫磺粉和混盐进行充分燃烧，形成含SO₂的高温混合气体；

炉气净化工序

C1)将含SO₂的高温混合气体首先送入汽化冷却装置中进行汽化冷却降温除尘，然后再送入空冷器中进行空冷；

C2)将冷却后的含SO₂的混合气体送入净化装置中进行净化；

成品工序

D1)将净化后含SO₂的混合气体加压送入反应器中，用纯碱溶液吸收SO2制取焦亚硫酸钠；

D2)从反应器排出的含有结晶的浆液，先压入到贮料罐中贮存，再由贮料罐接送往离心机中脱水分离出焦亚硫酸钠结晶，分离后的母液返回化碱槽中化碱；

D3)将湿焦亚硫酸钠结晶送入干燥机中，干燥后即得成品焦亚硫酸钠产品。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤A2)中对硫磺块进行粉碎是通过锤式破碎机和风扇磨来进行的。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤A3)中硫磺粉和混盐的输送是采用气流输送的方式来进行的。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤B2)中焚硫炉中的燃烧温度为1000℃-1100℃。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤C1)中空冷器加热的热空气一部分送入步骤D4)中所述的干燥机中，一部分用于步骤B1)中所述的焚硫炉中。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤C2)中的净化装置包括文氏管洗涤器和填料洗涤塔。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤D1)中的反应器包括一级反应器、二级反应器、三级反应器，三个反应器依次串联，从三级反应器排出的含有微量SO2混合气体，再经过填料塔，用纯碱溶液和清水两级洗涤，净化后无害排放。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤D2)中的浆液是从一级反应器中排出的。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤D3)中干燥机的工作温度为在160℃下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该发明不仅实现脱硫废液无害化处理，而且解决了粗硫磺的去处，减轻配制炼焦煤对高硫煤的限制，使脱硫液长期保持贫液运行，确保煤气脱硫效果；无论是处理硫泡沫采用熔硫釜制取硫磺，还是脱硫废液制取混盐，全部使用炼焦过程回收的低品位蒸汽，而没有煤气消耗，其干燥成本是其它工艺的30-40％，基本无新增尾气排放；脱硫废液与硫泥硫膏同时实现资源综合再利用，增设简单提盐设施，利用现有熔硫釜，简化了工艺流程，降低了设备投资，节省运行费用；将焚烧炉余热，产生热空气，用于产品干燥和焚烧炉助燃提温，替代煤气消耗；炉气洗涤产生的废酸循环使用，达到一定浓度，可以输送至焦化厂硫铵工段饱和器，无废酸排放；产品制备过程中，采用了技术成熟、运行可靠的尾气处理方案，洗涤液全部回用生产工艺中，在不再产生工艺废水，消除了对环境的二次污染；本方案可以推广至其它产生废硫膏的化工工艺，实现废物资源化利用生产出市场需要旺盛的焦亚硫酸钠产品，在技术上可行、经济上合理，而且具有良好的经济效益、社会效益和环保效益。

附图说明

图1为利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，包括原料预处理工序、焚硫工序、炉气净化工序和成品工序，上述四道工序包括以下步骤：

原料预处理工序

A1)将硫泡沫送入熔硫釜中，利用焦化厂富有的低压饱和蒸汽加热熔硫制成硫磺块，将脱硫废液送入浓缩釜中采用浓缩结晶工艺提取混盐；

A2)利用锤式破碎机和风扇磨对硫磺块进行破碎制得硫磺粉；

A3)利用气流输送的方式将硫磺粉和混盐送入不同的炉前料斗进行存储；

焚硫工序

B1)利用变频控制的圆盘喂料机将硫磺粉和混盐送入到焚硫炉中，用氧表测定出口炉气中的剩余氧含量，反馈自动调节焚硫炉的加料量；

B2)利用焚硫炉对硫磺粉和混盐进行充分燃烧，形成含SO₂的高温混合气体，燃烧温度为1000℃-1100℃，；

炉气净化工序

C1)将含SO₂的高温混合气体首先送入汽化冷却装置中进行汽化冷却降温除尘，然后再送入空冷器中进行空冷，空冷器加热的热空气一部分送入步骤D4)中所述的干燥机中，一部分用于步骤B1)中所述的焚硫炉中；

C2)将冷却后的含SO₂的混合气体送入净化装置中进行净化，净化装置包括文氏管洗涤器和填料洗涤塔，冷却后的含SO₂的混合气体首先进入文氏管洗涤器中，喷入循环稀酸并良好雾化，炉气与雾化的稀酸密切接触，通过绝热蒸发，使炉气冷却、增湿、降温和初步洗涤净化。洗涤器出口的湿炉气经过气液分离后，进入填料洗涤塔，与塔顶喷淋的冷却循环稀酸逆流接触、洗涤净化，除去其中的杂质和蒸汽，然后进入电除雾器中除去酸雾；

文氏管洗涤器采用绝热蒸发冷却、稀酸循环洗涤流程，炉气中的氨盐等杂质通过洗涤进入到循环液中，少量多余的稀酸从循环泵出口引出，送到尾气吸收工序的分解槽中处理；洗涤塔采用填料塔，塔槽一体化结构，稀酸循环洗涤。循环泵出口的稀酸通过稀酸板式换热器用循环水冷却后，送往塔顶喷淋洗涤炉气。多余的稀酸串入文氏管洗涤器循环槽中，保持水量平衡。电除雾器中排出的少量稀酸串至洗涤塔的循环槽。

成品工序

D1)将净化后含SO₂的混合气体加压送入一级反应器、二级反应器、三级反应器，三个反应器依次串联，用纯碱溶液吸收SO2制取焦亚硫酸钠；

D2)从三级反应器排出的含有微量SO2混合气体，再经过填料塔，用纯碱溶液和清水两级洗涤，净化后无害排放；

D3)从第一级反应器排出的含有结晶的浆液，先压入到贮料罐中贮存，再由贮料罐接送往离心机中脱水分离出焦亚硫酸钠结晶，分离后的母液返回化碱槽中化碱；

D4)将湿焦亚硫酸钠结晶送入干燥机中，在160℃下干燥后即得成品焦亚硫酸钠产品。

本发明的工作原理是：

本发明不仅实现脱硫废液无害化处理，而且解决了粗硫磺的去处，减轻配制炼焦煤对高硫煤的限制，使脱硫液长期保持贫液运行，确保煤气脱硫效果；无论是处理硫泡沫采用熔硫釜制取硫磺，还是脱硫废液制取混盐，全部使用炼焦过程回收的低品位蒸汽，而没有煤气消耗，其干燥成本是其它工艺的30-40％，基本无新增尾气排放；脱硫废液与硫泥硫膏同时实现资源综合再利用，增设简单提盐设施，利用现有熔硫釜，简化了工艺流程，降低了设备投资，节省运行费用；将焚烧炉余热，产生热空气，用于产品干燥和焚烧炉助燃提温，替代煤气消耗；炉气洗涤产生的废酸循环使用，达到一定浓度，可以输送至焦化厂硫铵工段饱和器，无废酸排放；产品制备过程中，采用了技术成熟、运行可靠的尾气处理方案，洗涤液全部回用生产工艺中，在不再产生工艺废水，消除了对环境的二次污染；本方案可以推广至其它产生废硫膏的化工工艺，实现废物资源化利用生产出市场需要旺盛的焦亚硫酸钠产品，在技术上可行、经济上合理，而且具有良好的经济效益、社会效益和环保效益。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，包括原料预处理工序、焚硫工序、炉气净化工序和成品工序，上述四道工序包括以下步骤：

原料预处理工序

A1)将硫泡沫送入熔硫釜中，利用焦化厂富有的低压饱和蒸汽加热熔硫制成硫磺块，将脱硫废液送入浓缩釜中采用浓缩结晶工艺提取混盐；

A2)对硫磺块进行破碎制得硫磺粉；

A3)将硫磺粉和混盐送入不同的炉前料斗进行存储；

焚硫工序

B1)利用变频控制的圆盘喂料机将硫磺粉和混盐送入到焚硫炉中，用氧表测定出口炉气中的剩余氧含量，反馈自动调节焚硫炉的加料量；

B2)利用焚硫炉对硫磺粉和混盐进行充分燃烧，形成含SO₂的高温混合气体；

炉气净化工序

C1)将含SO₂的高温混合气体首先送入汽化冷却装置中进行汽化冷却降温除尘，然后再送入空冷器中进行空冷；

C2)将冷却后的含SO₂的混合气体送入净化装置中进行净化；

成品工序

D1)将净化后含SO₂的混合气体加压送入反应器中，用纯碱溶液吸收SO2制取焦亚硫酸钠；

D2)从反应器排出的含有结晶的浆液，先压入到贮料罐中贮存，再由贮料罐接送往离心机中脱水分离出焦亚硫酸钠结晶，分离后的母液返回化碱槽中化碱；

D3)将湿焦亚硫酸钠结晶送入干燥机中，干燥后即得成品焦亚硫酸钠产品。

2.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤A2)中对硫磺块进行粉碎是通过锤式破碎机和风扇磨来进行的。

3.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤A3)中硫磺粉和混盐的输送是采用气流输送的方式来进行的。

4.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤B2)中焚硫炉中的燃烧温度为1000℃-1100℃。

5.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤C1)中空冷器加热的热空气一部分送入步骤D4)中所述的干燥机中，一部分用于步骤B1)中所述的焚硫炉中。

6.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤C2)中的净化装置包括文氏管洗涤器和填料洗涤塔。

7.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤D1)中的反应器包括一级反应器、二级反应器、三级反应器，三个反应器依次串联，从三级反应器排出的含有微量SO2混合气体，再经过填料塔，用纯碱溶液和清水两级洗涤，净化后无害排放。

8.根据权利要求7所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤D2)中的浆液是从一级反应器中排出的。

9.根据权利要求1所述的利用焦化脱硫废液及粗硫磺制取焦亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述步骤D3)中干燥机的工作温度为在160℃下。