CN1535756A - 废气脱硫及焦化废水处理的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种废气脱硫及焦化废水处理的方法及其装置，用焦化废水对废气在紊流脱硫塔内进行脱硫，又用烧结机带冷废气在喷雾干燥塔内对吸收了二氧化硫的焦化废水进行处理。采用本发明的方法及其装置，整个工艺过程不产生二次污染，废气达标排放，废渣用来制砖，粉尘焚烧处理，并且不产生废水，以废治废，投资及运行费用都很低。

Description

废气脱硫及焦化废水处理的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种“以废治废”的废气及废水的处理方法及其使用的装置，特别是一种烧结机头废气脱硫及焦化废水处理的方法及其使用的装置。
背景技术
钢厂和烧结厂废气中的二氧化硫主要来源于烧结机头的外排废气和自备电厂的燃煤锅炉废气，而烧结机头的废气量很大，尽管二氧化硫的浓度相对较低，但总量所占的比例大，其治理的难度大，投资及运行费用很高。而焦化废水是一种很难处理的废水，特别是剩余氨水，它含有酚类、氰化物、氨氮及苯系物等很多有毒有害物质，它约占焦化废水总量的60％，虽然国内外焦化废水的处理方法很多，但处理后的COD和氨氮等有害物质都很难达标，特别是氨氮浓度高达252～375mg/l，是相关排放标准(一级)的17～25倍，现有的硝化-反硝化法脱氮效果虽然较好，但投资及运行费用都很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用焦化废水对废气进行脱硫，并将吸收了二氧化硫的焦化废水进行无害化处理的方法及其装置，以废治废，废水及废气均达标排放，投资及运行费用都很低。
为实现上述目的，本发明废气脱硫及焦化废水处理的方法，包括以下步骤：
(1)压力为0.1～0.3Mpa的焦化废水与切向进入紊流脱硫塔下部的废气在塔内逆流接触，脱除烧结机头废气中的SO2；
(2)脱硫后的废气由引风机引出并进入烟囱后排入大气；
(3)吸收了SO2的焦化废水进入沉渣池进行沉淀，沉渣外运，废水清液进入清液池；
(4)废水清液用水泵以0.1～0.35Mpa的压力并与压力为0.1～0.4MPa的压缩空气一起混合进入喷雾干燥塔，在塔内与从喷雾干燥塔顶部进入的烧结机带冷废气或其它＞140℃的高温废气顺流接触，使废水清液全部汽化，并生成稳定的硫酸铵，废气在塔内的停留时间为6～12秒；
(5)汽化后废气从喷雾干燥塔的底部以8～12秒的流速进入干式除尘器，除尘后废气由第二引风机引出进入第二烟囱后排入大气，收集的烟尘掺入石灰后混入煤中焚烧处理；
(6)汽化后废气管道上设有温控器，控制调节阀调节废水清液的水量使汽化后废气的温度保持在100℃左右。
用于实现本发明的方法的装置包括：
(a)一座进行脱硫反应的紊流脱硫塔，在其内的上部设有脱水器，中部设有紊流器，在其下部设有废气管道入口，中部设有分支为3～4根的焦化废水入口；
(b)一台引风机，该引风机以废气管道与紊流脱硫塔的上部或顶部相连接，将脱硫后废气引出并进入烟囱后排入大气；
(c)一个沉渣池，该沉渣池通过废液管道与紊流脱硫塔的下部或底部相连；
(d)一个清液池，该清液池与沉渣池相临，沉渣池内清液流向清液池；
(e)一座喷雾干燥塔，该喷雾干燥塔的上部通过分别设有水泵和调节阀的清液管道与清液池相连，在其顶部设有烧结机带冷废气入口，在其内部烧结机带冷废气入口的下部依次设有气体分布器、与清液管道及压缩空气管道相连的双流雾化器以及挡雾器；
(f)一台干式除尘器，该干式除尘器通过汽化后废气管道与喷雾干燥塔的下部相连；
(g)一套温控器，通过测量喷雾干燥塔排出的汽化后废气的温度来控制调节阀，从而调节废水清液的流量，使汽化后废气的温度控制在100℃左右；
(h)一台第二引风机，该引风机以第二废气管道与干式除尘器相连，将除尘后废气引出并进入第二烟囱后排入大气。
用于实现本发明的方法的装置，其中，所述紊流脱硫塔内的紊流器为2～3层漏板和每层漏板上下所设有的雾化器所组成，所述漏板的孔径为8～20mm，开孔率为40～60％，每个雾化器由1～16个孔径为1/2～1英寸的螺旋喷嘴组成。
用于实现本发明的方法的装置，其中，所述紊流脱硫塔内的废气管道入口为切向进入紊流脱硫塔。
用于实现本发明的方法的装置，其中，所述喷雾干燥塔内的气体分布器为双层漏板，每层漏板的孔径为50～100mm，开孔率为50～70％。
用于实现本发明的方法的装置，其中，所述喷雾干燥塔内的挡雾器为上小下大的喇叭形空筒，其长度为500～1000mm，其筒壁与塔壁的距离为100～150mm。
用于实现本发明的方法的装置，其中，所述干式除尘器为旋风除尘器或者多管除尘器或者电除尘器。
本发明烧结机头废气脱硫及焦化废水处理的方法及其装置具有如下特点：
(1)采用以废治废的方法，用焦化废水脱除废气中的二氧化硫，又用烧结机带冷废气或其它高温废气将脱硫反应后的焦化废水进行汽化并同时发生化学反应，产生的废渣用于制砖，产生的尘焚烧处理，废气达标排放，废水全部汽化，整个过程不产生二次污染。
(2)采用紊流脱硫塔进行脱硫，脱硫效率高，投资少，运行费用低，设备阻力小，操作简单，运行可靠，适用范围广。
(3)采用喷雾干燥塔，使废水在塔内全部汽化，并生成稳定的硫酸铵，操作简便，投资及运行费用都很低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明。
图1所示为本发明的工艺流程示意图，用泵将出口压力为0.1～0.3Mpa的焦化废水以三个分支管从紊流脱硫塔1的中部打入，与切向进入紊流脱硫塔1下部的烧结机头废气在塔内逆流接触并发生反应，脱除烧结机头废气中的SO2；脱硫后的废气由引风机7引出并进入烟囱8后排入大气；吸收了SO2的焦化废水进入沉渣池10进行沉淀，沉渣外运，可用来制砖，废水清液进入清液池11；废水清液用水泵以0.1～0.35Mpa的压力并与压力为0.1～0.4MPa的压缩空气一起进入喷雾干燥塔16内的双流雾化器22雾化喷出，与从喷雾干燥塔16顶部进入的烧结机带冷废气顺流接触并发生反应，使废水清液全部汽化，并生成稳定的硫酸铵，废气在塔内的停留时间为6～12秒；汽化后废气从喷雾干燥塔16的底部以8～12秒的流速进入干式除尘器19；汽化后废气管道23设有温控器15，用来控制调节阀13调节废水清液的水量使汽化后废气的温度保持在100℃左右，以保证废水清液的完全汽化；除尘后废气由第二引风机20引出进入第二烟囱21后排入大气，除尘器底部收集的烟尘掺入石灰后混入煤中焚烧处理。
上述处理烧结机头废气的脱硫，也可适用于其它废气的脱硫；上述烧结机带冷废气可用其它＞140℃高温废气或者高温气体代替，目的是使废水清液可以完全汽化，同时脱除废气中的SO2。上述工艺方法也可用于其它碱性废水与烧结机头废气脱硫的一同处理。在紊流脱硫塔内进行的主要化学反应如下：
在喷雾干燥塔内，使亚硫酸铵〔(NH4)2SO3〕转化为稳定的硫酸铵，反应如下：
上述紊流脱硫塔，在其上部或者顶部设有脱硫后废气出口，以废气管道6与引风机相连，在其内部脱硫后废气出口的下方设有脱水器2，中部设有紊流器3，在其下部设有烧结机头废气管道入口4，烧结机头废气管道入口4为切向进入塔内，中部设有分支为3根的焦化废水入口5，脱水器2为折板脱水器，紊流器3为2层漏板和每层漏板上下所设有的雾化器所组成，所述漏板的孔径为8～20mm，开孔率为40～60％，每个雾化器由1～16个孔径为1/2～1英寸的螺旋喷嘴组成。
上述喷雾干燥塔，在其顶部设有烧结机带冷废气入口24，在其内部废气入口24的下部依次设有气体分布器17、与清液管道14及压缩空气管道25相连的双流雾化器22以及挡雾器18。气体分布器17为双层漏板，每层漏板的孔径为50～100mm，开孔率为50～70％。挡雾器为上小下大的喇叭形空筒，其长度为500～1000mm，其筒壁与塔壁的距离为100～150mm，挡雾器的作用是防止粉尘的贴壁效应。
上述干式除尘器可为旋风除尘器或者多管除尘器或者电除尘器，视废气中的含尘量而定。
在某钢厂使用上述工艺方法及其装置进行烧结机头废气的脱硫及焦化废水的处理，烧结机头的废气量为50000Nm3/h，用焦化废水进行脱硫后烧结机头废气二氧化硫含量在标准以下，而且排放总量大量下降，平均脱硫率为71.8％，烧结机头废气中二氧化硫含量标准为1200mg/m3。监测数据如下：
  序号   废气中二氧化硫含量(mg/m3)
进口 出口
    1     1310     380
    2     1470     405
用烧结机带冷废气处理吸收了二氧化硫的焦化废水，废水中的污染物进入烟气中的含量监测数据如下表：
                     废气中污染物含量(mg/m3)
挥发酚 氰化物 氨 苯 甲苯 苯并芘
          监测值   0.07   0.36   2.62   0.07   0.03   未检出
  GB16297-1996大气污染物排放标准 旧污染源   115   2.3   17   60   0.5×10-3
新污染源 100 1.9 12 40 0.3×10-3
其中，氨的含量为2.62mg/m3，相当于0.13kg/h的排放量，GB14554-93恶臭污染物排放标准中，40米的排气筒氨的排放量为35kg/h，远远低于排放标准。

Claims (7)

1.一种废气脱硫及焦化废水处理的方法，包括以下步骤：
(1)压力为0.1～0.3Mpa的焦化废水与切向进入紊流脱硫塔下部的废气在塔内逆流接触，脱除废气中的SO2；
(2)脱硫后的废气由引风机引出并进入烟囱后排入大气；
(3)吸收了SO2的焦化废水进入沉渣池进行沉淀，沉渣外运，废水清液进入清液池；
(4)废水清液用水泵以0.1～0.35Mpa的压力并与压力为0.1～0.4MPa的压缩空气一起混合进入喷雾干燥塔，在塔内与从喷雾干燥塔顶部进入的烧结机带冷废气或其它＞140℃的高温废气顺流接触，使废水清液全部汽化，并生成稳定的硫酸铵，废气在塔内的停留时间为6～12秒；
(5)汽化后废气从喷雾干燥塔的底部以8～12秒的流速进入干式除尘器，除尘后废气由第二引风机引出进入第二烟囱后排入大气，收集的烟尘掺入石灰后混入煤中焚烧处理；
(6)汽化后废气管道上设有温控器，控制调节阀调节废水清液的水量使汽化后废气的温度保持在100℃左右。
2.一种实现权利要求1所述方法的装置，该装置包括：
(a)一座进行脱硫反应的紊流脱硫塔(1)，在其内的上部设有脱水器(2)，中部设有紊流器(3)，在其下部设有废气管道入口(4)，中部设有分支为3～4根的焦化废水入口(5)；
(b)一台引风机(7)，该引风机(7)以废气管道(6)与紊流脱硫塔(1)的上部或顶部相连接，将脱硫后废气引出并进入烟囱(8)后排入大气；
(c)一个沉渣池(10)，该沉渣池(10)通过废液管道(9)与紊流脱硫塔(1)的下部或底部相连；
(d)一个清液池(11)，该清液池(11)与沉渣池(10)相临，沉渣池(10)内清液流向清液池(11)；
(e)一座喷雾干燥塔(16)，该喷雾干燥塔(16)的上部通过分别设有水泵(12)和调节阀(13)的清液管道(14)与清液池(11)相连，在其顶部设有烧结机带冷废气入口(24)，在其内部烧结机带冷废气入口(24)的下部依次设有气体分布器(17)、与清液管道(14)及压缩空气管道相连的双流雾化器(22)以及挡雾器(18)；
(f)一台干式除尘器(19)，该干式除尘器(19)通过汽化后废气管道(23)与喷雾干燥塔(16)的下部相连；
(g)一套温控器(15)，通过测量喷雾干燥塔(16)排出的汽化后废气的温度来控制调节阀(13)，从而调节废水清液的流量，使汽化后废气的温度控制在100℃左右；
(h)一台第二引风机(20)，该引风机(20)以第二废气管道(23)与干式除尘器(19)相连，将除尘后废气引出并进入第二烟囱(21)后排入大气。
3.如权利要求2所述的装置，其特征是：所述紊流脱硫塔(1)内的紊流器(3)为2～3层漏板和每层漏板上下所设有的雾化器所组成，所述漏板的孔径为8～20mm，开孔率为40～60％，每个雾化器由1～16个孔径为1/2～1英寸的螺旋喷嘴组成。
4.如权利要求3所述的装置，其特征是：所述紊流脱硫塔(1)内的废气管道入口(4)为切向进入紊流脱硫塔(1)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征是：所述喷雾干燥塔(16)内的气体分布器(17)为双层漏板，每层漏板的孔径为50～100mm，开孔率为50～70％。
6.如权利要求5所述的装置，其特征是：所述喷雾干燥塔(16)内的挡雾器(18)为上小下大的喇叭形空筒，其长度为500～1000mm，其筒壁与塔壁的距离为100～150mm。
7.如权利要求6所述的装置，其特征是：所述干式除尘器(19)为旋风除尘器或者多管除尘器或者电除尘器。
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