CN117101317B - 一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置及双层填料洗气塔 - Google Patents
一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置及双层填料洗气塔 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置及双层填料洗气塔，轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置包括：除尘器、吸收塔、双层填料洗气塔、冷凝器、空冷器和引风机；双层填料洗气塔包括壳体，所述壳体由上至下分别设有上段出气口、上段进液口、上段进气口、上段出液口、下段出气口、下段进液口、下段进气口和下段出液口；本发明在保护设备的同时又充分合理利用了炉气的热量，对于整个制碱工艺系统而言可以降低能源消耗；炉气中的CO2、H2O和夹带碱尘全部回收利用，实现零排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种炉气处理利用装置及洗气塔，特别是涉及一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置及双层填料洗气塔。
背景技术
纯碱，主要成分是Na2CO3，纯碱产品主要有两种，即轻质纯碱和重质纯碱。轻质纯碱和重质纯碱，简称轻质碱和重质碱，俗称轻灰和重灰。
利用天然碱生产轻重灰工艺包括采卤工段、卤水多级预热工段、卤水浓缩结晶工段、湿碱过滤工段，以及湿碱煅烧及煅烧炉气处理工段。其中，利用煅烧炉煅烧湿碱产生炉气，炉气温度达到120℃，主要成分为CO2、H2O和夹带碱尘，如不经过处理，直接排放，一方面污染环境，另一方面，造成产品以及热能的浪费。
目前，常用的处理工艺有两种，一种为：煅烧炉炉气首先送至旋风除尘器回收碱尘，旋风出气送至综合吸收塔，进一步回收炉气中的碱尘，塔洗涤液会返回至轻重灰生产工艺系统内进一步回收有效成分，综合吸收塔出气则首先送至冷凝塔冷却排水，再送至末端的洗气塔用低温洗水直接洗涤且提纯，得到纯净度较高的二氧化碳气体回收利用。该工艺洗涤冷凝设备选用的是冷凝塔，该塔常规选型为波纹管换热器，波纹管管壁较薄，容易产生内漏，且加工复杂，成本较高，维修困难。
另一种为：该工艺路线与上一工艺不同之处在于，第三级选用冷凝洗涤塔，综合吸收塔出气首先进入该塔的上段进一步洗涤除尘，再送至下段的冷凝段冷却排水，再送至末端的洗气塔。该工艺主要洗涤冷凝设备选用的是冷凝洗气塔，塔上段为填料洗涤段，可进一步对炉气进行洗涤，减少碱液对冷凝段的影响；下段为箱式冷凝器，箱式冷凝器一般为整体铸造，比较笨重，且目前行业最大为φ3m直径，处理能力有限，如果想设备放大，还需重新设计制作铸造磨具，成本高且复杂。
另外，以上两种处理工艺没有对炉气余热进行有效利用，存在热能浪费问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种炉气余热利用率高、节能节水、环保、低成本、零排放的轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置。
本发明的第二个目的在于提供一种用于轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置的双层填料洗气塔。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其包括：除尘器、吸收塔、双层填料洗气塔、冷凝器、空冷器和引风机，所述除尘器的出气口与所述吸收塔的进气口通过管线连接，所述吸收塔的出气口与所述双层填料洗气塔的下段进气口通过管线连接；所述双层填料洗气塔的下段出气口与所述冷凝器的进气口通过管线连接；所述冷凝器的出气口与所述双层填料洗气塔的上段进气口通过管线连接；所述双层填料洗气塔的上段出气口与所述空冷器的进气口通过管线连接；所述空冷器的出气口与所述引风机的进气口通过管线连接；洗水管线出口与所述双层填料洗气塔的上段进液口连接，所述双层填料洗气塔的上段出液口与所述双层填料洗气塔的下段进液口通过管线连接，卤水管道出口与所述冷凝器的进液口连接，所述冷凝器的出液口与热卤水管道进口连接；所述冷凝器的冷凝液出口和所述空冷器的冷凝液出口均与所述吸收塔的进液口通过管路连接。
进一步，所述双层填料洗气塔包括壳体，所述壳体由上至下分别设有上段出气口、上段进液口、上段进气口、上段出液口、下段出气口、下段进液口、下段进气口和下段出液口；
所述壳体的中部设上隔板和下隔板，所述上隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述下隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述上隔板上设有上排液口，所述上隔板和所述下隔板之间设有上段出液管和下段排气管，所述上段出液管的进液口与所述上排液口连接；所述上段出液管的出口端与所述上段出液口连接；所述下隔板上设有下排气口，所述下段排气管的进气口与所述下排气口连接；所述下段排气管的排气口与所述下段出气口连接；
所述上段进液口与所述上段进气口之间的壳体内设有上段布液盘和上段填料层，所述上段布液盘置于所述上段填料层的上方；
所述下段进液口与所述下段进气口之间的壳体内设有下段布液盘和下段填料层，所述下段布液盘置于所述下段填料层的上方。
进一步，所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，还包括有预热水箱和预热水泵，所述双层填料洗气塔的上段出液口与所述预热水箱的进口通过管线连接，所述预热水箱的出口与所述预热水泵的进口通过管线连接，所述预热水泵的出口与所述下段进液口通过管线连接。
进一步，所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，还包括有凝液箱和凝液泵，所述冷凝器的冷凝液出口和所述空冷器的冷凝液出口均与所述凝液箱的进口通过管线连接，所述凝液箱的出口与所述凝液泵的进口通过管线连接，所述凝液泵的出口与所述吸收塔的进液口通过管线连接。
进一步，所述除尘器为旋风除尘器。
进一步，所述洗水管线的进口与管网收集杂水主管连接。
进一步，所述卤水管道进口与采卤工段的卤水泵出口通过管线连接；所述热卤水管道的出口与浓缩结晶工段的卤水储桶进口通过管线连接。
进一步，所述冷凝器为列管式冷凝器。
进一步，所述下段出液口与采卤工段的注井热水储桶的进口通过管线连接。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：双层填料洗气塔，其包括壳体，所述壳体由上至下分别设有上段出气口、上段进液口、上段进气口、上段出液口、下段出气口、下段进液口、下段进气口和下段出液口；
所述壳体的中部设上隔板和下隔板，所述上隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述下隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述上隔板上设有上排液口，所述上隔板和所述下隔板之间设有上段出液管和下段排气管，所述上段出液管的进液口与所述上排液口连接；所述上段出液管的出口端与所述上段出液口连接；所述下隔板上设有下排气口，所述下段排气管的进气口与所述下排气口连接；所述下段排气管的排气口与所述下段出气口连接；
所述上段进液口与所述上段进气口之间的壳体内设有上段布液盘和上段填料层，所述上段布液盘置于所述上段填料层的上方；
所述下段进液口与所述下段进气口之间的壳体内设有下段布液盘和下段填料层，所述下段布液盘置于所述下段填料层的上方。
本发明的优点：
（1）综合吸收塔直接利用炉气内的凝液作为洗水，洗涤液浓度增加后送至轻重灰生产工艺系统的过滤工段作为洗水，然后再送至浓缩结晶工段回收利用，洗水直接内部消化，流程最短，且充分利用回收的水资源。
（2）洗气塔为双层填料塔，炉气洗涤效果好，设备简单易于加工制造，制造成本低，且节省布置空间；冷凝器为列管冷凝器，炉气先经过洗气塔下段洗涤夹带的碱液，再送至列管冷凝器，进一步减少了碱液对列管冷凝器的影响，避免列管冷凝器管程结疤堵塞。
（3）洗气塔上段洗涤用水为从轻重灰生产工艺系统收集的冷杂水，杂水经过上段预热后再送至下段，使得下段炉气在洗涤的同时不至于降温太多，而下段出气送至冷凝器预热卤水后又送到洗气塔上段预热杂水，经双层填料洗气塔的下段出液口排出的预热后杂水送至采卤工段作为注井热水用，预热卤水送至浓缩结晶工段继续加热浓缩结晶，在保护设备的同时又充分合理利用了炉气的热量，对于整个制碱工艺系统而言可以降低能源消耗。
（4）炉气末端选用的是空冷器，空冷器为首次在煅烧炉气冷却回收系统内的选用，利用自然冷量回收炉气内的水分，节能环保。
（5）利用空冷器进一步回收炉气内夹带杂水，减少水的损失浪费，同时对炉气CO2进一步提纯，提纯后的CO2送至压缩工段，可作为小苏打生产的原料。
（6）炉气中的CO2、H2O和夹带碱尘全部回收利用，实现零排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置示意图。
图2为双层填料洗气塔结构示意图。
除尘器1、吸收塔2、双层填料洗气塔3、壳体3.1、上段出气口3.2、上段进液口3.3、上段进气口3.4、上段出液口3.5、下段出气口3.6、下段进液口3.7、下段进气口3.8、下段出液口3.9、上隔板3.10、下隔板3.11、上段出液管3.12、下段排气管3.13、上段布液盘3.14、上段填料层3.15、下段布液盘3.16、下段填料层3.17、冷凝器4、空冷器5、引风机6、预热水箱7、预热水泵8、凝液箱9、凝液泵10、管网收集杂水主管11、注井热水储桶12、卤水泵13、卤水储桶14。
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作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。
实施例1：如图1-2所示，一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其包括：除尘器1、吸收塔2、双层填料洗气塔3、冷凝器4、空冷器5、引风机6、预热水箱7、预热水泵8、凝液箱9、凝液泵10。
本实施例双层填料洗气塔3包括壳体3.1，壳体3.1由上至下分别设有上段出气口3.2、上段进液口3.3、上段进气口3.4、上段出液口3.5、下段出气口3.6、下段进液口3.7、下段进气口3.8和下段出液口3.9；壳体3.1的中部设上隔板3.10和下隔板3.11，上隔板3.10的边缘与壳体3.1的内壁密封固定连接；下隔板3.11的边缘与壳体3.1的内壁密封固定连接；上隔板3.10上设有上排液口，上隔板3.10和下隔板3.11之间设有上段出液管3.12和下段排气管3.13，上段出液管3.12的进液口与上排液口连接；上段出液管3.12的出口端与上段出液口3.5连接；下隔板3.11上设有下排气口，下段排气管3.13的进气口与下排气口连接；下段排气管3.13的排气口与下段出气口3.6连接；上段进液口3.3与上段进气口3.4之间的壳体3.1内设有上段布液盘3.14和上段填料层3.15，上段布液盘3.14置于上段填料层3.15的上方；下段进液口3.7与下段进气口3.8之间的壳体3.1内设有下段布液盘3.16和下段填料层3.17，下段布液盘3.16置于下段填料层3.17的上方。
除尘器1的出气口与吸收塔2的进气口通过管线连接，吸收塔2的出气口与双层填料洗气塔3的下段进气口3.8通过管线连接；双层填料洗气塔3的下段出气口3.6与冷凝器4的进气口通过管线连接；冷凝器4的出气口与双层填料洗气塔3的上段进气口3.4通过管线连接；双层填料洗气塔3的上段出气口3.2与空冷器5的进气口通过管线连接；空冷器5的出气口与引风机6的进气口通过管线连接；洗水管线的进口与管网收集杂水主管11连接，洗水管线出口与双层填料洗气塔3的上段进液口3.3连接，双层填料洗气塔3的上段出液口3.5与预热水箱7的进口通过管线连接，预热水箱7的出口与预热水泵8的进口通过管线连接，预热水泵8的出口与下段进液口3.7通过管线连接；下段出液口3.9与采卤工段的注井热水储桶12的进口通过管线连接；卤水管道进口与采卤工段的卤水泵13出口通过管线连接卤水管道出口与冷凝器4的进液口连接，冷凝器4的出液口与热卤水管道进口连接，热卤水管道的出口与浓缩结晶工段的卤水储桶14进口通过管线连接；冷凝器4的冷凝液出口和空冷器5的冷凝液出口均与凝液箱9的进口通过管线连接，凝液箱9的出口与凝液泵10的进口通过管线连接，凝液泵10的出口与吸收塔2的进液口通过管线连接。
本实施例除尘器1为旋风除尘器。
本实施例冷凝器4为列管式冷凝器。
煅烧炉带碱尘炉气在引风机6作用下首先进入除尘器1，大部分的碱尘在此处通过离心作用沉降送回至系统，而出气则进入至吸收塔2，洗涤炉气中的碱尘，吸收塔2的洗涤液为炉气经冷凝器4和空冷器5冷凝下来的凝液，吸收塔2出气进入双层填料洗气塔3，双层填料洗气塔3分为上下两段，炉气先进入双层填料洗气塔3的下段进气口3.8，进一步洗涤炉气中残余的碱尘和带液，然后进入至冷凝器4冷凝回收水分，顺便可将采集卤工段送过来的卤水预热，充分利用炉气热量，冷凝器4出气进入双层填料洗气塔3的上段进气口3.4，由杂水洗涤冷却后进入到空冷器5，进一步回收炉气中的水分。杂水在双层填料洗气塔3的上段洗涤炉气过程中被炉气预热，预热后的杂水经预热水箱7和预热水泵8，由下段进液口3.7送入双层填料洗气塔3的下段对下段炉气进行洗涤。杂水经过上段预热后再送至下段，使得下段炉气在洗涤的同时不至于降温太多，而下段出气送至冷凝器预热卤水后又送到洗气塔上段预热杂水。经双层填料洗气塔3的下段出液口3.9排出的预热后杂水送至采卤工段作为注井热水用；预热卤水送至浓缩结晶工段继续加热浓缩结晶，在保护设备的同时又充分合理利用了炉气的热量，对于整个制碱工艺系统而言可以降低能源消耗。
除尘器1和吸收塔2主要用于回收炉气夹带的碱尘，旋风回收碱尘进入成品，吸收塔2回收塔洗涤下的碱液进入系统回用；
双层填料洗气塔3和冷凝器4主要用于炉气内热量的回收，双层填料洗气塔3上段洗涤用水为各工段收集的冷杂水，经过洗气塔两段加热后送至采卤工段作为注井热水用，冷凝器主要是为采卤工段送至的卤水预热，再送至浓缩结晶工段继续加热浓缩结晶，本装置可充分利用炉气余热，对于整个工艺系统而言可以降低能源消耗。
空冷器5进一步回收炉气内夹带杂水，减少水的损失浪费，同时对炉气CO2达到了进一步提纯的目的，提纯后的CO2送至压缩工段，可作为小苏打生产的原料。
实施例2：如图2所示，双层填料洗气塔，其包括壳体3.1，壳体3.1由上至下分别设有上段出气口3.2、上段进液口3.3、上段进气口3.4、上段出液口3.5、下段出气口3.6、下段进液口3.7、下段进气口3.8和下段出液口3.9；壳体3.1的中部设上隔板3.10和下隔板3.11，上隔板3.10的边缘与壳体3.1的内壁密封固定连接；下隔板3.11的边缘与壳体3.1的内壁密封固定连接；上隔板3.10上设有上排液口，上隔板3.10和下隔板3.11之间设有上段出液管3.12和下段排气管3.13，上段出液管3.12的进液口与上排液口连接；上段出液管3.12的出口端与上段出液口3.5连接；下隔板3.11上设有下排气口，下段排气管3.13的进气口与下排气口连接；下段排气管3.13的排气口与下段出气口3.6连接；上段进液口3.3与上段进气口3.4之间的壳体3.1内设有上段布液盘3.14和上段填料层3.15，上段布液盘3.14置于上段填料层3.15的上方；下段进液口3.7与下段进气口3.8之间的壳体3.1内设有下段布液盘3.16和下段填料层3.17，下段布液盘3.16置于下段填料层3.17的上方。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，其包括：除尘器、吸收塔、双层填料洗气塔、冷凝器、空冷器和引风机，所述除尘器的出气口与所述吸收塔的进气口通过管线连接，所述吸收塔的出气口与所述双层填料洗气塔的下段进气口通过管线连接；所述双层填料洗气塔的下段出气口与所述冷凝器的进气口通过管线连接；所述冷凝器的出气口与所述双层填料洗气塔的上段进气口通过管线连接；所述双层填料洗气塔的上段出气口与所述空冷器的进气口通过管线连接；所述空冷器的出气口与所述引风机的进气口通过管线连接；洗水管线出口与所述双层填料洗气塔的上段进液口连接，所述双层填料洗气塔的上段出液口与所述双层填料洗气塔的下段进液口通过管线连接，卤水管道出口与所述冷凝器的进液口连接，所述冷凝器的出液口与热卤水管道进口连接；所述冷凝器的冷凝液出口和所述空冷器的冷凝液出口均与所述吸收塔的进液口通过管路连接；
所述双层填料洗气塔包括壳体，所述壳体由上至下分别设有上段出气口、上段进液口、上段进气口、上段出液口、下段出气口、下段进液口、下段进气口和下段出液口；
所述壳体的中部设上隔板和下隔板，所述上隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述下隔板的边缘与所述壳体的内壁密封固定连接；所述上隔板上设有上排液口，所述上隔板和所述下隔板之间设有上段出液管和下段排气管，所述上段出液管的进液口与所述上排液口连接；所述上段出液管的出口端与所述上段出液口连接；所述下隔板上设有下排气口，所述下段排气管的进气口与所述下排气口连接；所述下段排气管的排气口与所述下段出气口连接；
所述上段进液口与所述上段进气口之间的壳体内设有上段布液盘和上段填料层，所述上段布液盘置于所述上段填料层的上方；
所述下段进液口与所述下段进气口之间的壳体内设有下段布液盘和下段填料层，所述下段布液盘置于所述下段填料层的上方。
2.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，其还包括有预热水箱和预热水泵，所述双层填料洗气塔的上段出液口与所述预热水箱的进口通过管线连接，所述预热水箱的出口与所述预热水泵的进口通过管线连接，所述预热水泵的出口与所述下段进液口通过管线连接。
3.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，其还包括有凝液箱和凝液泵，所述冷凝器的冷凝液出口和所述空冷器的冷凝液出口均与所述凝液箱的进口通过管线连接，所述凝液箱的出口与所述凝液泵的进口通过管线连接，所述凝液泵的出口与所述吸收塔的进液口通过管线连接。
4.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，所述除尘器为旋风除尘器。
5.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，所述洗水管线的进口与管网收集杂水主管连接。
6.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，所述卤水管道进口与采卤工段的卤水泵出口通过管线连接；所述热卤水管道的出口与浓缩结晶工段的卤水储桶进口通过管线连接。
7.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，所述冷凝器为列管式冷凝器。
8.根据权利要求1所述的一种轻重灰煅烧炉炉气处理利用装置，其特征在于，所述下段出液口与采卤工段的注井热水储桶的进口通过管线连接。
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