CN114108352B - 一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统及处理方法，针对碱法制浆造纸碱回收工艺产生白泥的特性，逐级脱除其中杂质以用于脱硫系统。在分离单元对碱回收白泥浆液进行固固分离与固液分离，通过分离单元、曝气沉砂池制备高品质白泥浆液，再通入吸收塔，抽取部分烟气，借助SO2酸性沉淀造纸白泥中的木质素类有机物，并回收利用水分。本发明可消纳大量造纸白泥固体废弃物，将白泥中的杂质分级处理脱除，大幅降低了白泥中杂质对脱硫系统运行的负面影响。

Description

一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统及处理方法
技术领域
领域
本发明属于湿法脱硫领域，涉及一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统及处理方法，主要适用于使用白泥作为脱硫剂进行湿法脱硫的电厂。
背景技术
现有造纸工艺主要分为两种，制浆造纸工艺与废纸造纸工艺。其中，制浆造纸法分为碱法制浆，亚硫酸盐法制浆，碱法制浆（硫酸盐法、烧碱法）流程均包含碱回收过程，碱回收白泥来源于绿液添加氢氧化钙进行过滤后的碱回收产物，其主要成分为碳酸钙，造纸纤维，并含少量氢氧化钠，硫化钠，其他微量有机物。白泥与石灰石化学成分相近，可以作为烟气脱硫剂投入脱硫系统。
造纸企业为大宗固体废弃物源头，碱法制浆造纸工艺过程中产生大量造纸废水与造纸污泥，且设备昂贵，工艺环节复杂，所带来环保压力极大。国内大型造纸厂多采用碱法制浆，小型造纸厂多采用废纸再生造纸工艺，其固废废弃物产生较少，且可以得到当地政府的环保政策支持。由于生产量巨大，而造纸废弃物无法及时有效地处理，厂内囤积了大量废弃物白泥。
目前已有多家电厂借助区位优势与周边造纸厂进行合作，使用白泥进行脱硫，白泥投运同时带来大量杂质积累，脱硫系统无法通过常规运行方式维持稳定，使用过程中出现了多问题。根据不同类型白泥的品质存在差异，杂质包含石子、木料残渣、造纸纤维、无机盐离子、钙木质素颗粒、溶解性木质素等。本发明针对白泥的特性提出了一种预处理系统及方法，结合脱硫系统特性，设计造纸白泥预处理流程，可满足不同品质，不同用量的白泥预处理用于脱硫系统的需求。
公开号为CN 105080331 A的中国发明专利申请公开一种白泥—石膏法烟气湿法脱硫装置。该发明提供了白泥—石膏法烟气湿法脱硫装置，包括石灰石粉仓，浆液罐，吸收塔和白泥制浆池，白泥制浆池为主要制浆装置，控制白泥的加入和加入速率使其满足湿法脱硫工艺需要并通过浆液排出泵使白泥浆液保持良好的流动性能够满族吸收塔中的湿法脱硫工艺。通过搅拌和滤网对白泥进行了简单的预处理；公开号为CN 212790604 U的中国实用新型专利申请公开了一种烟气脱硫白泥浆液制备装置，包括白泥储存槽，白泥储存槽内有格栅滤网和多个喷嘴；白泥储存槽下方一侧连通有白泥浆液溶解池，白泥浆液溶解池内设有搅拌器和第一自吸罐；第一自吸罐依次与调质模块和输送泵相连通，调质模块用于调节白泥浆液的密度，第一自吸罐中的白泥浆液在输送泵的动力作用下通过调质模块进行调质，并从输送泵的出口流出。上述两种装置均可避免白泥遇水形成泥饼，但分离系统过于简单，灵活性差，缺乏针对性，没有对白泥其他物质进行分离，除杂的功能，长期使用会导致脱硫系统出现黑液富集溢流问题。
综上所述，提供一种可适用于碱回收白泥脱硫预处理系统与方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的技术方案为：
一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，包括分离单元、降解单元、吸收单元、压滤单元；
所述分离单元包括化浆池、旋流器、曝气沉砂池；曝气沉砂池内设有曝气管；
所述降解单元包括漆酶固定床反应器；漆酶固定床反应器内设有漆酶固定床；
所述压滤单元包括板框压滤机；
所述吸收单元包括酸性沉淀塔、吸收塔；酸性沉淀塔内设有酸性沉淀塔除雾器、酸性沉淀塔喷淋层，还设有酸性沉淀塔循环浆液泵；吸收塔内设有吸收塔除雾器、吸收塔喷淋层，还设有吸收塔循环浆液泵；
所述化浆池，顶端安装有格栅，底部安装有运输皮带机，内部安装有搅拌桨，顶端设置溢流出口；中部的化浆池出口通过化浆白泥输送管道连接旋流器入口；
所述旋流器底流出口通过底流管道连接酸性沉淀塔底端入口；
所述旋流器溢流出口通过溢流管道连接曝气沉砂池顶部入口；
所述曝气沉砂池底泥出口通过底流出口管道连接高品质白泥浆液储罐入口；
所述高品质白泥浆液储罐出口通过供浆管道连接吸收塔底部供浆入口；
所述曝气沉砂池出口通过预降解管道连接漆酶固定床反应器入口；
所述漆酶固定床反应器出口通过降解管道连接酸性沉淀塔底部入口；
所述板框压滤机进料口通过进料管道、浆液排出泵连接酸性沉淀塔底部泥浆出口；板框压滤机出液口通过滤液输送管道连接酸性沉淀塔底部入口；
酸性沉淀塔上设有吸收塔前端主烟道段，吸收塔前端主烟道段与吸收塔进气口连接；吸收塔前端主烟道段上设有支路烟气管道Ⅰ和支路烟气管道Ⅱ；所述支路烟气管道Ⅰ通过引风机与酸性沉淀塔底部入口连接，支路烟气管道Ⅱ连接到酸性沉淀塔顶部出口。
一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理方法，采用所述的一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，通过分离单元进行固固分离与固液分离，通过分离单元、曝气沉砂池、斜板沉淀池制备高品质白泥浆液，再通入吸收塔，抽取部分烟气，借助SO2酸性沉淀造纸白泥中的木质素类有机物，并回收利用水分。
一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理方法，包括以下过程：
白泥和工业水按照比例投加在化浆池内，制成白泥浆液经过充分的搅拌混匀，分离吸附在白泥表面钙木质素颗粒，化浆池底部运输皮带机将沉降在下部大颗粒石子等杂质送至污泥仓库，定期清理格栅的轻质木料栅渣，浆液从位于中部的溢流口通过化浆白泥输送管道输送至旋流器；
白泥浆液在旋流器中进行分级，小颗粒白泥与钙木质素颗粒，溶解性木质素从溢流出口通过溢流管道输送至曝气沉砂池；
底部压缩白泥为高品质白泥，经过压缩之后从曝气沉砂池底泥出口通过底流出口管道输送至高品质白泥浆液储罐，高品质白泥浆液通过供浆管道输送至吸收塔底部浆液保证SO2出口浓度在35mg/m3以内。曝气管内气泡将白泥浆液中的钙木素颗粒聚集在上层形成黑液，黑液从中部出口通过预降解管道输送至漆酶固定床反应器。黑液从漆酶固定床反应器底部入口穿过漆酶固定床，黑液中的溶解性木质素经过预分解后，从顶部出口通过降解管道输送至酸性沉淀塔；
酸性沉淀塔内黑液通过酸性沉淀塔循环浆液泵循环喷淋，抽取吸收塔前端主烟道段内10%烟气，与喷淋浆液进行逆向接触吸收，添加旋流器底流低品质白泥浆液调整烟气出口SO2浓度，控制塔内浆液pH在3-4之间，定期排盐，进入塔内浆液温度在50-60℃，入口烟气温度100-110℃，优选的，增加TDS表控制塔内浆液TDS在80-100g/L，在浆液TDS质量浓度达到100g/L以上时，需要开启浆液排出泵，浆液通过进料管道排出至板框压滤机，木质素沉淀与杂质盐分残渣滤饼与脱硫污泥存放在污泥仓库等待处理，滤液通过滤液输送管道与黑液共同输送至塔底；
吸收塔内浆液通过吸收塔循环浆液泵循环喷淋，烟气来自于吸收塔前端主烟道段内90%烟气，与喷淋浆液逆向接触吸收烟气中的SO2浓度，高品质白泥浆液通过供浆管道输送至吸收塔整烟气出口SO2浓度并控制浆液pH在5.2-5.8之间。
本发明的有益效果在于：
1、针对碱回收白泥湿法脱硫再利用过程设计了一套预处理系统及方法，可消纳大量造纸白泥固体废弃物，将白泥中的杂质分级处理脱除，大幅降低了白泥中杂质对脱硫系统运行负面影响。
2、从吸收塔主烟道前段抽取10%烟气通入支路烟道，低品质白泥浆液通入酸性沉淀塔，支路管道烟气与循环浆液逆向喷淋接触吸收，吸收单元内酸性沉淀塔定期排盐可集中处理一部分烟气中的盐分，缓解吸收塔排盐压力。
3、根据白泥颗粒粒径进行分级，颗粒粒径在30um以下的白泥投入吸收塔内，进一步提高脱硫白泥解离能力，在使用固体废弃物脱硫的同时，减少了物料的浪费，保证吸收塔对SO2的吸收。
附图说明
图1为用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统示意图；
图2为用于湿法脱硫的造纸白泥预处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，包括分离单元、降解单元、吸收单元、压滤单元；
所述分离单元连接降解单元；降解单元连接吸收单元；所述压滤单元分别连接分离单元、吸收单元。
一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理方法，采用所述的一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，通过分离单元进行固固分离与固液分离，通过分离单元、曝气沉砂池、制备高品质白泥浆液，再通入吸收塔，抽取部分烟气，借助SO2酸性沉淀造纸白泥中的木质素类有机物，并回收利用水分。
具体的：
如图1所示，所述的湿法脱硫的造纸白泥预处理系统中：
所述分离单元包括化浆池1、旋流器2、曝气沉砂池3；曝气沉砂池3内设有曝气管31
所述降解单元包括漆酶固定床反应器4；漆酶固定床反应器4内设有漆酶固定床41；
所述压滤单元包括板框压滤机5；
所述吸收单元包括酸性沉淀塔7、吸收塔8；酸性沉淀塔7 内设有酸性沉淀塔除雾器71、酸性沉淀塔喷淋层72，还设有酸性沉淀塔循环浆液泵74；吸收塔8 内设有吸收塔除雾器81、吸收塔喷淋层82，还设有吸收塔循环浆液泵83；
所述化浆池1，顶端安装有格栅11，内部安装有搅拌桨12，底部安装有运输皮带机13，顶端设置溢流出口；中部的化浆池出口通过化浆白泥输送管道101连接旋流器2入口；
所述旋流器2底流出口通过底流管道201连接酸性沉淀塔17底端入口；
所述旋流器2溢流出口通过溢流管道202连接曝气沉砂池3顶部入口；
所述曝气沉砂池3底泥出口通过底流出口管道301连接高品质白泥浆液储罐6入口；
所述高品质白泥浆液储罐6出口通过供浆管道601连接吸收塔8底部供浆入口；
所述曝气沉砂池3出口通过预降解管道 302连接漆酶固定床反应器4入口；
所述漆酶固定床反应器4出口通过降解管道401连接酸性沉淀塔7底部入口；
所述板框压滤机5进料口通过进料管道704、浆液排出泵75连接酸性沉淀塔7底部泥浆出口；板框压滤机5出液口通过滤液输送管道501连接酸性沉淀塔7底部入口；
酸性沉淀塔7上设有吸收塔前端主烟道段703，吸收塔前端主烟道段703与吸收塔8进气口连接；吸收塔前端主烟道段703上设有支路烟气管道Ⅰ701和支路烟气管道Ⅱ702；所述支路烟气管道Ⅰ701通过引风机73与酸性沉淀塔7 底部入口连接，支路烟气管道Ⅱ702连接到酸性沉淀塔7顶部出口。
如图2所示，所述的用于湿法脱硫的造纸白泥预处理方法，包括以下过程：
白泥和工业水按照比例投加在化浆池1内，制成白泥浆液经过充分的搅拌混匀，分离吸附在白泥表面钙木质素颗粒，化浆池1底部运输皮带机13将沉降在下部大颗粒石子等杂质送至污泥仓库，定期清理格栅11的轻质木料栅渣，浆液从位于中部的溢流口通过化浆白泥输送管道101输送至旋流器2；
白泥浆液在旋流器2中进行分级，小颗粒白泥与钙木质素颗粒，溶解性木质素从溢流出口通过溢流管道202输送至曝气沉砂池3；
底部压缩白泥为高品质白泥，经过压缩之后从曝气沉砂池3底泥出口通过底流出口管道301输送至高品质白泥浆液储罐6，高品质白泥浆液通过供浆管道601输送至吸收塔8底部浆液保证SO2出口浓度在35mg/m3以内。曝气管31内气泡将白泥浆液中的钙木素颗粒聚集在上层形成黑液，黑液从中部出口通过预降解管道 302输送至漆酶固定床反应器4。黑液从漆酶固定床反应器4底部入口穿过漆酶固定床41，黑液中的溶解性木质素经过预分解后，从顶部出口通过降解管道401输送至酸性沉淀塔7；
酸性沉淀塔7内黑液通过酸性沉淀塔循环浆液泵74循环喷淋，抽取吸收塔前端主烟道段703内10%烟气，与喷淋浆液进行逆向接触吸收，添加旋流器底流低品质白泥浆液调整烟气出口SO2浓度，控制塔内浆液pH在3-4之间，定期排盐，进入塔内浆液温度在50-60℃，入口烟气温度100-110℃，优选的，增加TDS表控制塔内浆液TDS在80-100g/L，在浆液TDS质量浓度达到100g/L以上时，需要开启浆液排出泵75，浆液通过进料管道704排出至板框压滤机5，木质素沉淀与杂质盐分残渣滤饼与脱硫污泥存放在污泥仓库等待处理，滤液通过滤液输送管道501与黑液共同输送至塔底；
吸收塔8内浆液通过吸收塔循环浆液泵83循环喷淋，烟气来自于吸收塔前端主烟道段703内90%烟气，与喷淋浆液逆向接触吸收烟气中的SO2浓度，高品质白泥浆液通过供浆管道601输送至吸收塔8整烟气出口SO2浓度并控制浆液pH在5.2-5.8之间。

Claims (2)

1.一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，其特征在于所述的预处理系统，包括分离单元、降解单元、吸收单元、压滤单元；
所述分离单元连接降解单元，降解单元连接吸收单元；所述压滤单元分别连接分离单元、吸收单元；
其中：
所述分离单元包括化浆池（1）、旋流器（2）、曝气沉砂池（3）；曝气沉砂池（3）内设有曝气管（31）；
所述降解单元包括漆酶固定床反应器（4）；漆酶固定床反应器（4）内设有漆酶固定床（41）；
所述压滤单元包括板框压滤机（5）；
所述吸收单元包括酸性沉淀塔（7）、吸收塔（8）；酸性沉淀塔（7）内设有酸性沉淀塔除雾器（71）、酸性沉淀塔喷淋层（72），还设有酸性沉淀塔循环浆液泵（74）；吸收塔（8）内设有吸收塔除雾器（81）、吸收塔喷淋层（82），还设有吸收塔循环浆液泵（83）；
所述化浆池（1），顶端安装有格栅（11），底部安装有运输皮带机（13），内部安装有搅拌桨（12），顶端设置溢流出口；中部的化浆池出口通过化浆白泥输送管道（101）连接旋流器（2）入口；
所述旋流器（2）底流出口通过底流管道（201）连接酸性沉淀塔（7）底端入口；
所述旋流器（2）溢流出口通过溢流管道（202）连接曝气沉砂池（3）顶部入口；
所述曝气沉砂池（3）底泥出口通过底流出口管道（301）连接高品质白泥浆液储罐（6）入口；
所述高品质白泥浆液储罐（6）出口通过供浆管道（601）连接吸收塔（8）底部供浆入口；
所述曝气沉砂池（3）出口通过预降解管道（302）连接漆酶固定床反应器（4）入口；
所述漆酶固定床反应器（4）出口通过降解管道（401）连接酸性沉淀塔（7）底部入口；
所述板框压滤机（5）进料口通过进料管道（704）、浆液排出泵（75）连接酸性沉淀塔（7）底部泥浆出口；板框压滤机（5）出液口通过滤液输送管道（501）连接酸性沉淀塔（7）底部入口；
酸性沉淀塔（7）上设有吸收塔前端主烟道段（703），吸收塔前端主烟道段（703）与吸收塔（8）进气口连接；吸收塔前端主烟道段（703）上设有支路烟气管道Ⅰ（701）和支路烟气管道Ⅱ（702）；所述支路烟气管道Ⅰ（701）通过引风机（73）与酸性沉淀塔（7）底部入口连接，支路烟气管道Ⅱ（702）连接到酸性沉淀塔（7）顶部出口。
2.一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理方法，其特征在于：采用权利要求1所述的一种用于湿法脱硫的造纸白泥预处理系统，通过分离单元进行固固分离与固液分离，通过分离单元、曝气沉砂池制备高品质白泥浆液，再通入吸收塔，抽取部分烟气，借助SO2酸性沉淀造纸白泥中的木质素类有机物，并回收利用水分；具体包括以下过程：
白泥和工业水按照比例投加在化浆池（1）内，制成白泥浆液经过充分的搅拌混匀，将吸附在白泥表面钙木质素颗粒分离出来，化浆池（1）底部运输皮带机（13）将沉降在下部大颗粒杂质送至污泥仓库，定期清理格栅（11）的轻质木料栅渣，浆液从位于中部的溢流口通过化浆白泥输送管道（101）输送至旋流器（2）；
白泥浆液在旋流器（2）中进行分级，小颗粒白泥与钙木质素颗粒、溶解性木质素从溢流出口通过溢流管道（202）输送至曝气沉砂池（3）；
底部压缩白泥为高品质白泥，经过压缩之后从曝气沉砂池（3）底泥出口通过底流出口管道（301）输送至高品质白泥浆液储罐（6），高品质白泥浆液通过供浆管道（601）输送至吸收塔（8）底部，保证SO2出口浓度在35mg/m3以内；曝气管（31）内气泡将白泥浆液中的钙木素颗粒聚集在上层形成黑液，黑液从中部出口通过预降解管道（302）输送至漆酶固定床反应器（4）；黑液从漆酶固定床反应器（4）底部入口穿过漆酶固定床（41），黑液中的溶解性木质素经过预分解后，从顶部出口通过降解管道（401）输送至酸性沉淀塔（7）；
酸性沉淀塔（7）内黑液通过酸性沉淀塔循环浆液泵（74）循环喷淋，抽取吸收塔前端主烟道段（703）内部分烟气，与喷淋浆液进行逆向接触吸收，添加旋流器底流低品质白泥浆液调整烟气出口SO2浓度，控制塔内浆液pH在3-4之间，定期排盐，进入塔内浆液温度在50-60℃，入口烟气温度100-110℃，在浆液TDS质量浓度达到100g/L以上时，需要开启浆液排出泵（75），浆液通过进料管道（704）排出至板框压滤机（5），木质素沉淀与杂质盐分残渣滤饼与脱硫污泥存放在污泥仓库等待处理，滤液通过滤液输送管道（501）与黑液共同输送至塔底；
吸收塔（8）内浆液通过吸收塔循环浆液泵（83）循环喷淋，抽取来自于吸收塔前端主烟道段（703）内部分烟气，与喷淋浆液逆向接触，吸收烟气中的SO2，高品质白泥浆液通过供浆管道（601）输送至吸收塔（8），调整烟气出口SO2浓度并控制浆液pH在5.2-5.8之间。
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