CN201834770U - 利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，包括石灰窑、CO2净化分离器和空压机构成，在石灰窑的顶部加密封盖，在密封盖上加设烟气管道，其特征在于：空压机的CO2输气总管通过分支管分别与一、二号放热反应塔底部相连通；在一、二号放热反应塔的上部分别接入工业废液输入分管，其下部分别接入冷却水输入管，其上中部接冷却水回水管；经CO2和工业废液在一、二号放热反应塔中轮流反应，生产碳酸氢铵悬浮液，再经沉淀、分离制得碳酸氢铵。该设备解决了石灰窑CO2排放无污染；达到了CO2与工业废水的综合利用；且设备简单、容易装配、节约能源、密封生产。可广泛用于冶金工业发达地区的石灰窑生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石灰窑生产技术领域，特别是一种利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备。
背景技术
众所周知，在用石灰窑烧制石灰的尾气中含有大量的CO2气体，同烟气的排放一起排入大气中。CO2是一种有害气体，排放于大气中，不仅污染环境，而且是导致全球变暖的重要因素。目前，全球变暖已引起了世界人民的关注，减少CO2的排放已成了世界关注的问题。然而，CO2又是一种重要的工业原料，在食品加工保鲜、饮料、化肥、防火、石油开采等领域具有重要用途，充分回收CO2进行应用，是一种利国利民的好事。因此，研究石灰窑CO2的回收利用，既克制了地球变暖的问题，又充分发挥了CO2的应用价值。通常情况下，石灰窑排放的气体中，除了CO2外，还有SO2气体，给CO2的分离回收带来了困难。但由于目前采用的是高热值型煤，所以使得SO2气体的含量极低，为简化CO2的回收利用设备成了可能。在冶金和化工工业发达的地区，有大量的工业废液排放，如焦化厂排放的工业废液中，含有H2O、NH3.H2O、NH3三种分子，还含有少量OH根，可与CO2产生化学反应，生成NH4HCO3，因此，可以通过一定的生产工艺，生产NH4HCO3。但目前的工业废水，大多没有被利用。经过检索，目前尚未见利用工业废液和石灰窑尾气中的CO2气体生产NH4HCO3的报导。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种通过一定的专用设备和工艺，将石灰窑排放的CO2气体和炼钢厂或化工厂排出的工业废水，进行综合利用，生产出NH4HCO3的利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备。
为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，包括石灰窑、CO2净化分离器和空压机构成，在石灰窑的顶部加密封盖，在密封盖上加设烟气管道，通过烟气管道依次与CO2净化分离器和空压机相连接，其特征在于：空压机的CO2输气总管通过分支管分别与一号放热反应塔底部和二号放热反应塔底部相连接，并分别通入一号放热反应塔和二号放热反应塔的内腔，使净化了的CO2气体从一号放热反应塔和二号放热反应塔腔内底部向上流动；在一号放热反应塔的上部和二号放热反应塔的上部分别接入工业废液输入分管，工业废液输入分管与工业废液总管相连接，工业废液总管与工业废液泵相连接，工业废液泵通过管道与工业废液槽相连通，通过工业废液泵使工业废液打入一号放热反应塔或二号放热反应塔腔内的上部，并从上向下喷洒，与CO2气体形成对流，进行放热反应；在一号放热反应塔的下部和二号放热反应塔的下部分别接入冷却水输入管，冷却水输入管和水泵相连接，水泵通过管道与水池相连通，冷却水输入管的内端分别通入一号放热反应塔和二号放热反应塔腔内的冷却水箱，分别对一号放热反应塔和二号放热反应塔内进行冷却，在一号放热反应塔或二号放热反应塔腔内的底部形成碳酸氢铵悬浮液；冷却水回水管分别设在一号放热反应塔的中上部和二号放热反应塔的中上部，并流入二次水槽；在一号放热反应塔的底部和二号放热反应塔的底部设有相连通的碳酸氢铵悬浮液输出管，碳酸氢铵悬浮液输出管与沉淀器相连通，使碳酸氢铵悬浮液流入沉淀器内；沉淀器的底部接离心机，经离心机进行固液分离，制得固态的碳酸氢铵，即为成品。
本实用新型还通过如下措施实施：所述的一号放热反应塔的顶部设有残余CO2气体输出管，一号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管与二号放热反应塔的底部相连通，并输入二号放热反应塔内底部腔内，使在一号放热反应塔内没有反应完的残余CO2气体经过残余CO2气体输出管进入二号放热反应塔内底部，由下向上流动，与从上向下喷洒的工业废液继续反应；同样，所述的二号放热反应塔的顶部也设有残余CO2气体输出管，二号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管与一号放热反应塔的底部相连通，并输入一号放热反应塔内底部腔内。
所述的一号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管和二号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管之间还设有连通管，在连通管上设有尾气输出管，尾气输出管与清洗塔的底部相连通；清洗塔的上部接入清水喷管，在清洗塔的顶部接净化气体输出管，在清洗塔的下部接冷却水回水管。
所述的一号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管上和二号放热反应塔顶部的残余CO2气体输出管上分别设有阀门，在CO2供气总管的分支管上分别设有阀门，与此相适应，在连通管上也分别设有相应的阀门，在碳酸氢铵悬浮液输出管上也分别设有相应的阀门，通过各阀门的控制，实现一号放热反应塔和二号放热反应塔轮流生产。由于碳酸氢铵在8个小时以后，可容易结晶，往往在冷却水管壁上结疤，影响反应塔内的温度控制，导致温度升高，产品质量降低，所以，一号放热反应塔和二号放热反应塔每8小时交换一次。
所述的沉淀器底部的离心机还接产品输出管和分离液输出管，经离心机固液分离后，制得的固态碳酸氢铵成品进入包装工序，分离出来的母液流入母液槽，以备再加工成合格的清洗液作为循环利用。
所述的工业废液为焦化厂排放的工业废水。
为了加快CO2气体在一号放热反应塔和二号放热反应塔内的反应，在通入CO2气体以前，应当在一号放热反应塔和二号放热反应塔内注入一定液位的工业废液。
所述的空压机的压力为6Kg。
所述的CO2净化分离器、一号放热反应塔和二号放热反应塔、清洗塔、沉淀器的结构均为现有技术，故不多述。
本实用新型的有益效果在于：一是达到了石灰窑CO2排放无污染，保护了人类赖以生存的自然环境；二是达到了CO2与工业废水的综合利用，提高了经济效益；三是设备简单，容易装配，节约能源；四是整个工序密封生产，工艺合理。可广泛用于冶金工业发达地区的石灰窑生产。
附图说明
图1、为本实用新型的结构装配示意图。
具体实施方式
参照图1制作本实用新型。该利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，包括石灰窑1、CO2净化分离器2和空压机3构成，在石灰窑1的顶部加密封盖4，对石灰窑1进行全密封，使含有CO2气体的烟气不再排入大气，可克服CO2气体对人类的危害，在密封盖4上加设烟气管道5，通过烟气管道5依次与CO2净化分离器2和空压机3相连接，通过CO2净化分离器2使CO2净化，其特征在于：空压机3的CO2输气总管6通过分支管23、23′分别与一号放热反应塔7底部和二号放热反应塔7′底部相连接，并分别通入一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′的内腔，使净化了的CO2气体从一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′腔内底部向上流动；在一号放热反应塔7的上部和二号放热反应塔7′的上部分别接入工业废液输入分管8、8′，工业废液输入分管8、8′与工业废液总管28相连接，工业废液总管28与工业废液泵9相连接，工业废液泵9通过管道与工业废液槽10相连通，通过工业废液泵9使工业废液打入一号放热反应塔7或二号放热反应塔7′腔内的上部，并从上向下喷洒，与CO2气体形成对流，进行放热反应；在一号放热反应塔7的下部和二号放热反应塔7′的下部分别接入冷却水输入管11、11′，冷却水输入管11、11′和水泵12相连接，水泵12通过管道与水池13相连通，冷却水输入管11、11′的内端分别通入一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′腔内的冷却水箱，分别对一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′内进行冷却，通过冷却和反应，在一号放热反应塔7或二号放热反应塔7′腔内的底部形成碳酸氢铵悬浮液；冷却水回水管31、31′分别设在一号放热反应塔7的中上部和二号放热反应塔7′的中上部，并流入二次水槽；在一号放热反应塔7的底部和二号放热反应塔7′的底部设有相连通的碳酸氢铵悬浮液输出管14，碳酸氢铵悬浮液输出管14与沉淀器15相连通，使碳酸氢铵悬浮液流入沉淀器15内；沉淀器15的底部接离心机16，经离心机16进行固液分离，制得固态的碳酸氢铵，即为成品。
作为本实用新型的改进，所述的一号放热反应塔7的顶部设有残余CO2气体输出管17，一号放热反应塔7顶部的残余CO2气体输出管17与二号放热反应塔7′的底部相连通，并输入二号放热反应塔7′内底部腔内，使在一号放热反应塔7内没有反应完的残余CO2气体经过残余CO2气体输出管17进入二号放热反应塔7′内底部，由下向上流动，与从上向下喷洒的工业废液继续反应；同样，所述的二号放热反应塔7′的顶部也设有残余CO2气体输出管17′，二号放热反应塔7′顶部的残余CO2气体输出管17′与一号放热反应塔7的底部相连通，并输入一号放热反应塔7内底部腔内，使在二号放热反应塔7′内没有反应完的残余CO2气体经过残余CO2气体输出管17′进入一号放热反应塔7内底部，由下向上流动，与从上向下喷洒的废液继续反应；由于经过了两次反应，所以在气体输出中，CO2的含量已经很少了，达到了CO2回收并生产出碳酸氢铵的目的。
所述的一号放热反应塔7顶部的残余CO2气体输出管17和二号放热反应塔7′顶部的残余CO2气体输出管17′之间还设有连通管24，在连通管24上设有尾气输出管29，尾气输出管29与清洗塔19的底部相连通，清洗塔19的上部接入清水喷管20，在清洗塔19的顶部接净化气体输出管21，在清洗塔19的中下部接冷却水回水管22，从而完成一个生产过程。
所述的一号放热反应塔7顶部的残余CO2气体输出管17上和二号放热反应塔7′顶部的残余CO2气体输出管17′上分别设有阀门25、26，在CO2供气总管6的分支管23、23′上分别设有阀门27、27′，与此相适应，在连通管24上也分别设有相应的阀门18、18′，在碳酸氢铵悬浮液输出管14上也分别设有相应的阀门30、30′，通过各阀门的控制，实现一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′轮流生产，由于碳酸氢铵在8个小时以后，可容易结晶，往往在冷却水管壁上结疤，影响反应塔内的温度控制，导致温度升高，产品质量降低，所以，一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′每8小时交换一次。
所述的沉淀器15底部的离心机16还接产品输出管和分离液输出管，经离心机16固液分离后，制得的固态碳酸氢铵成品进入包装工序，分离出来的母液流入母液槽，以备再加工成合格的清洗液作为循环利用。
所述的工业废液为焦化厂排放的工业废水。
为了加快CO2气体在一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′内的反应，在通入CO2气体以前，应当在一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′内注入一定液位的工业废液。
所述的空压机3的压力为6Kg。
所述的CO2净化分离器2、一号放热反应塔7和二号放热反应塔7′、清洗塔19、沉淀器15的结构均为现有技术，故不多述。
Claims (3)
1.一种利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，包括石灰窑(1)、CO2净化分离器(2)和空压机(3)构成，在石灰窑(1)的顶部加密封盖(4)，在密封盖(4)上加设烟气管道(5)，通过烟气管道(5)依次与CO2净化分离器(2)和空压机(3)相连接，其特征在于：空压机(3)的CO2输气总管(6)通过分支管(23、23′)分别与一号放热反应塔(7)底部和二号放热反应塔(7′)底部相连接，并分别通入一号放热反应塔(7)和二号放热反应塔(7′)的内腔；在一号放热反应塔(7)的上部和二号放热反应塔(7′)的上部分别接入工业废液输入分管(8、8′)，工业废液输入分管(8、8′)与工业废液总管(28)相连接，工业废液总管(28)与工业废液泵(9)相连接，工业废液泵(9)通过管道与工业废液槽(10)相连通；在一号放热反应塔(7)的下部和二号放热反应塔(7′)的下部分别接入冷却水输入管(11、11′)，冷却水输入管(11、11′)和水泵(12)相连接，冷却水输入管(11、11′)的内端分别通入一号放热反应塔(7)和二号放热反应塔(7′)腔内的冷却水箱；冷却水回水管(31、31′)分别设在一号放热反应塔(7)的中上部和二号放热反应塔(7′)的中上部；在一号放热反应塔(7)的底部和二号放热反应塔(7′)的底部设有相连通的碳酸氢铵悬浮液输出管(14)，碳酸氢铵悬浮液输出管(14)与沉淀器(15)相连通；沉淀器(15)的底部接离心机(16)。
2.根据权利要求1所述的利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，其特征在于所述的一号放热反应塔(7)的顶部设有残余CO2气体输出管(17)，一号放热反应塔(7)顶部的残余CO2气体输出管(17)与二号放热反应塔(7′)的底部相连通，并输入二号放热反应塔(7′)内底部腔内；同样，所述的二号放热反应塔(7′)的顶部也设有残余CO2气体输出管(17′)，二号放热反应塔(7′)顶部的残余CO2气体输出管(17′)与一号放热反应塔(7)的底部相连通，并输入一号放热反应塔(7)内底部腔内；所述的一号放热反应塔(7)顶部的残余CO2气体输出管(17)和二号放热反应塔(7′)顶部的残余CO2气体输出管(17′)之间还设有连通管(24)，在连通管(24)上设有尾气输出管(29)，尾气输出管(29)与清洗塔(19)的底部相连通，清洗塔(19)的上部接入清水喷管(20)，在清洗塔(19)的顶部接净化气体输出管(21)，在清洗塔(19)的中下部接冷却水回水管(22)。
3.根据权利要求1或2所述的利用工业废液和石灰窑二氧化碳生产碳酸氢铵的设备，其特征在于所述的一号放热反应塔(7)顶部的残余CO2气体输出管(17)上和二号放热反应塔(7′)顶部的残余CO2气体输出管(17′)上分别设有阀门(25、26)，在CO2供气总管(6)的分支管(23、23′)上分别设有阀门(27、27′)，与此相适应，在连通管(24)上也分别设有相应的阀门(18、18′)，在碳酸氢铵悬浮液输出管(14)上也分别设有相应的阀门(30、30′)。
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| WO2014026637A1 (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | 西安瑞驰节能工程有限责任公司 | 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方法 |
| CN102786236B (zh) * | 2012-08-17 | 2014-05-07 | 西安瑞驰节能工程有限责任公司 | 一种实现石灰生产过程中二氧化碳捕集的设备及方法 |
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