CN204193781U - 一种新型软锰矿烟气脱硫装置 - Google Patents

一种新型软锰矿烟气脱硫装置 Download PDF

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任岷
孙冬
张慧
黄文凤
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四川恒泰环境技术有限责任公司
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Abstract

本实用新型公开了一种新型软锰矿烟气脱硫装置,目的在于实现更好的脱硫效果以及锰浸出率。该装置包括喷淋塔、水箱、给水泵、软锰矿浆液池、浆液给料泵、浆液处理池、排出泵。本实用新型设计合理,构思巧妙,在软锰矿高效脱硫的过程中,同时伴随硫酸锰的制取,其具有安全适用的特点。同时,本实用新型脱硫效率高,锰浸出率稳定,具有很好的推广和应用价值,能够满足工业化大规模处理二氧化硫的需要。本实用新型大规模推广后,会产生良好的经济和社会效益,具有重要的意义。本实用新型具有安全、适用等特点,能够实现废气、贫矿综合利用的目的,能够实现环境效率与经济效益的统一,具有很好的推广和实用价值,值得大规模推广、应用。

Description

一种新型软锰矿烟气脱硫装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于环保设备领域,具体为一种新型软锰矿烟气脱硫装置。本实用新 型可用于软锰矿脱除烟气中的二氧化硫,具有较好的脱硫效果和高的锰浸出率。
背景技术
[0002] 在我国西部地区,如四川、广西、贵州、云南、甘肃、宁夏、青海等省,蕴藏有大量软 锰矿资源。同时,湖南、广东地区也有大量的软锰矿。软锰矿的主要成分为二氧化锰(Mn02), 它是一种强氧化剂,而二氧化硫可以作为一种还原剂。Mn02与烟气中的二氧化硫反应,从而 脱除烟气中的二氧化硫,脱硫后得到副产品硫酸锰(MnS04)。MnSO,j是一种重要的化工原 料,其在化工、医药、农业等方面具有广泛的应用价值。因此,利用软锰矿脱除烟气中的S02, 得到副产品MnS04,具有重要的现实意义。
[0003] 目前,现有的软锰矿脱硫设备主要为鼓泡塔和筛板塔。软锰矿烟气脱硫研宄(朱 晓帆,苏仕军,任志凌等,《四川大学学报(工程科学版)》)公开了在喷射鼓泡反应器(JBR) 中采用软锰矿浆吸收烟气中的S02具有较好的脱硫效果,脱硫率多90%。软锰矿浆脱除烟 气中S02的研宄(黄妍等,《环境工程》1998年04期)公开了,在筛板塔内用软锰矿浆脱除 烟气中S02,认为对S02浓度达3500X1(T6左右的高浓度烟气而言,在适宜的操作条件,锰浸 出率达80%的情况下,可获得85%左右的脱硫率。pH值缓冲剂及烟气氧含量对软锰矿浆 烟气脱硫体系的影响(孙峻,苏仕军,丁桑岚等,《四川大学学报(工程科学版)》2007年04 期)公开了,利用喷射鼓泡反应器,在软锰矿脱硫的体系中添加比例为10%的pH缓冲剂,可 实现在单级JBR反应器中同时获得大于80%的脱硫率和锰浸出率的效果。
[0004] 为了实现更好的脱硫效果以及锰浸出率,本实用新型提供一种新的采用软锰矿进 行烟气脱硫的装置。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于实现更好的脱硫效果以及锰浸出率,提供一种新型软锰矿 烟气脱硫装置。本实用新型设计合理,构思巧妙,在软锰矿高效脱硫的过程中,同时伴随硫 酸锰制品的制取,其具有安全适用的特点。同时,本实用新型脱硫效率高,锰浸出率稳定,具 有很好的推广和应用价值,能够满足工业化大规模处理二氧化硫的需要。本实用新型大规 模推广后,会产生良好的经济和社会效益,具有重要的意义。
[0006] 为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0007] 一种新型软锰矿烟气脱硫装置,包括喷淋塔、水箱、给水泵、软锰矿浆液池、浆液给 料泵、浆液处理池、排出泵;
[0008] 所述喷淋塔包括塔底、与塔底相连的塔身,所述塔身上分别设置有烟气进口、烟气 出口,所述塔身内部设置有除雾器、喷淋管;
[0009] 所述水箱通过给水泵与喷淋塔中的除雾器的冲洗水管相连,所述软锰矿浆液池通 过浆液给料泵与喷淋塔相连,所述塔底过排出泵与浆液处理池相连;
[0010] 所述喷淋管与塔底之间形成用于烟气与软锰矿浆液反应的反应区,所述塔底形成 浆液循环池。
[0011] 还包括浆液循环泵,所述浆液循环泵分别与塔底、喷淋管相连。
[0012] 所述塔底设置有侧进式搅拌器。
[0013] 所述水箱与软锰矿浆液池相连。
[0014] 还包括与软锰矿浆液池相连的加料装置。
[0015] 所述加料装置包括用于储存软锰矿粉体的料斗、称重给料机。
[0016] 所述软锰矿浆液池内还设置有浆液搅拌器。
[0017] 还包括过滤机、过滤给料泵,所述浆液处理池通过过滤给料泵与过滤机相连。
[0018] 所述喷淋管为若干个且位于除雾器的下方,所述喷淋管沿竖直方向分为若干层。
[0019] 所述喷淋管沿竖直方向分为3〜6层。
[0020] 本实用新型提供一种新型软锰矿烟气脱硫装置,本实用新型以软锰矿作为脱硫 剂,通过本实用新型,使软锰矿与含硫烟气充分接触,使两者反应完全,取得了较好的脱硫 效果。其包括喷淋塔、水箱、给水泵、软锰矿浆液池、浆液给料泵、浆液处理池、排出泵,其中, 喷淋塔包括塔底、与塔底相连的塔身,塔底与塔身构成喷淋塔的主体,塔身上分别设置有烟 气进口、烟气出口,塔身内部设置有除雾器、喷淋管。水箱通过给水泵与喷淋塔中的除雾器 冲洗水管相连,软锰矿浆液通过浆液给料泵加入喷淋塔,喷淋塔的底端通过排出泵与浆液 处理池相连,喷淋管与塔底之间形成用于烟气与软锰矿浆液反应的反应区,塔底形成浆液 循环池。
[0021] 本实用新型工作时,首先将研磨后得到的软锰矿粉输送至软锰矿浆液池内,同时 软锰矿粉与工艺水在软锰矿浆液池内按一定的液固比(2〜10:1,LH20/Kg矿粉)配制成软 锰矿浆。软锰矿浆由浆液给料泵输送至喷淋塔内,软锰矿浆液通过浆液循环泵送入喷淋管 向下喷淋,与烟气逆向接触。喷淋管从上之下分为3〜6层,不同高度的喷淋管交错布置, 使喷淋管的喷淋覆盖率提升至200%〜300%。净化后的烟气经喷淋塔上部的除雾器除去 水雾后,由烟气出口排出,吸收S02后的浆液雾滴落入吸收塔的塔底,后经排出泵泵送至浆 液处理池。在浆液处理池中,对吸收30 2的浆液进行处理,从而完成含硫烟气中二氧化硫的 净化与副产物硫酸锰的制备过程。
[0022] 进一步,还包括浆液循环泵,浆液循环泵分别与塔底、喷淋管相连。采用该结构,塔 底内的浆料能够连续返回喷淋管中进行循环喷淋,提高浆液的反应效率,降低生产成本。同 时,塔底设置有侧进式搅拌器。侧进式搅拌器能够对塔底的浆料进行搅拌,能够防止浆料沉 淀在塔底上,同时便于浆料的输送。
[0023] 水箱存储的工艺水通过给水泵一部分加入到软锰矿浆液池中。购买回的粉料首先 送入加料装置的料斗中储存,料斗内的软锰矿粉体经称重给料机称量后,送入软锰矿浆液 池,水箱的水再按设定的量进入其中,进行混合。采用该结构,有利于简化设备的操作,降低 设备成本,实现连续生产。软锰矿浆液池内还设置有浆液搅拌器,浆液搅拌器能够使软锰矿 与水充分混合。
[0024] 还包括过滤机、过滤给料泵,浆液处理池通过过滤给料泵与过滤机相连。吸收S02 后的尾浆通过排出泵输送至浆液处理池进行中和、沉降以去除杂质。浆液处理池中的悬浮 液经过滤给料泵打入过滤机过滤除去其中的细小颗粒沉淀物。经过滤得到的清液收集后, 再经过浓缩、结晶和干燥得到固体硫酸锰。浆液处理池的尾渣和过滤机的尾渣收集送渣场 安全处置。
[0025] 喷淋塔内的喷淋管为若干个且位于除雾器的下方,喷淋管沿竖直方向分为若干 层。采用该结构,能够提高含硫烟气与软锰矿浆液的接触面积和浆液的利用率,提高反应效 率。
[0026] 软锰矿烟气脱硫是一个气、液、固三相反应体系。含302的混合气体与软锰矿浆接 触后,其中的S02、02等由气相主体溶解、扩散至气液界面,在较低的pH值下生成HSO;和 S02 *H20,扩散至软锰矿粉外表面或进一步扩散至微粒内表面,S02 *H20可与矿粉中的Mn02、 Fe203发生直接氧化还原反应,生成Mn2+、Fe2+和SO〗;液相中生成的Mn2+、Fe2+可催化氧化 S02,生成H2S04及其离解物。
Figure CN204193781UD00051
[0030] 根据软锰矿脱硫的机理,可知浆液在较低的初始pH值对脱硫效果较为有利。且由 图3可知,系统运行后矿浆的pH值维持在3. 4左右,变化很小。
[0031] 本实用新型为软锰矿喷淋烟气脱硫提供了一种新的装置,其在软锰矿高效脱硫的 过程中,伴随着硫酸锰产品的制取,对锅炉烟气进行脱硫同时兼具除尘效果。采用本实用 新型的装置,不仅能够为软锰矿脱硫提供较大的液气比以及气液接触面积,同时设备的结 构简单,易于维护,其中喷淋塔的内部件构建少,结构堵塞可能性小,压力损失也小,逆流运 行有利于烟气与吸收液充分接触,提高S02K收效率。本实用新型在保证脱硫效率的情况 下,较其他脱硫设备现有,具有能耗小、工艺简单、运行检修方便的特点,适用性强,适用范 围广。采用本实用新型的装置,以软锰矿浆作为脱硫剂,进行实际应用,结果表明,当烟气流 速为4. 5m/s,液气比为18L/m3,矿粉粒度为150目时,其脱硫效率可达95%以上,锰浸出率 达 85%。
[0032] 本实用新型具有安全、适用等特点,能够实现废气、贫矿综合利用的目的,能够实 现环境效率与经济效益的统一,具有很好的推广和实用价值,值得大规模推广、应用。
附图说明
[0033] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0034] 图2是喷淋塔的结构示意图。
[0035] 图3为软锰矿喷淋空塔系统运行过程中矿浆pH值的变化图。
[0036] 图4为软锰矿喷淋空塔系统运行过程中液固比对烟气脱硫效率的影响图。
[0037] 图5为软锰矿喷淋空塔系统运行过程中脱硫率及锰浸出率的变化图。
[0038] 图中标记:1为喷淋塔,2为水箱,3为给水泵,4为软锰矿浆液池,5为浆液给料泵, 6为浆液处理池,7为排出泵,8为过滤机,9为过滤给料泵,10为侧进式搅拌器,11为料斗, 12为称重给料机,13为浆液搅拌器,14为浆液循环泵,15为塔底,16为塔身,17为烟气进 口,18为烟气出口,19为除雾器,20为喷淋管。
具体实施方式
[0039] 下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
[0040] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施 例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0041] 实施例1
[0042] 本实用新型的新型软锰矿烟气脱硫装置包括喷淋塔、水箱、给水泵、软锰矿浆液 池、浆液给料泵、浆液处理池、排出泵、侧进式搅拌器、与软锰矿浆液池相连的加料装置、过 滤机、过滤给料泵、浆液循环泵。
[0043] 其中,喷淋塔包括塔底、与塔底相连的塔身,塔底与塔身连接为一体,塔身上分别 设置有烟气进口、烟气出口,塔身内部设置有除雾器、喷淋管,塔底设置有侧进式搅拌器。浆 液循环泵分别与塔底、喷淋管相连。喷淋管为若干个且位于除雾器的下方,喷淋管沿竖直方 向分为若干层,喷淋管沿竖直方向分为3〜6层。
[0044] 加料装置包括用于储存软锰矿粉体的料斗、称重给料机,料斗能够用于储存软锰 矿粉体,称重给料机则能进行软锰矿的称重计量及给料。
[0045] 水箱的工艺水通过给水泵与喷淋塔中的除雾器冲洗水管相连,另一端与软锰矿浆 液池相连。软锰矿浆液池通过浆液给料泵加入吸收塔中,塔底过排出泵与浆液处理池相连, 水箱与软锰矿浆液池相连,浆液处理池通过过滤给料泵与过滤机相连。喷淋管与塔底之间 形成用于烟气与软锰矿浆液反应的反应区,塔底形成浆液循环池。软锰矿浆液池内还设置 有浆液搅拌器。
[0046] 实际测试一
[0047] 选用Mn02质量分数为21 %的软锰矿。当软锰矿喷淋空塔烟气脱硫系统中烟气流 速为4. 5m/s、液气比为18L/m3、矿粉粒度为150目、矿浆初始pH值为3. 8时,改变料浆液固 比(LH20水/Kg矿粉),试验中分别选为2:1和3:1,在连续运行72小时的情况下,其运行 结果见图4。
[0048] 从图4中可以看出,本实用新型中,液固比为2:1或31,脱硫率达到90%以上,具 有较好的效果。其中,在液固比为2:1条件下的脱硫率比液固比为3:1的条件下高约4%。 这说明液固比较低时具有较好的脱硫效果。其原因可能是低的液固比浆液中Mn02的含量 大,捕获302的机会多,增加了气液接触面积,有利于软锰矿吸收SO2化学反应的进行。
[0049] 实际测试二
[0050] 从图5可以看出,当软锰矿喷淋空塔烟气脱硫系统中烟气流速为4. 5m/s、液气比 为18L/m3、矿粉粒度为150目、液固比(LH20水/Kg矿粉)为2:1、矿浆初始pH值为3. 8时, 该系统对烟气中二氧化硫的脱除效果明显,S02的脱除率可持续稳定维持在95%以上,且矿 浆中锰的浸出效果较好,在长时间内可稳定达到85%以上。
[0051] 从上述实验结果中,可以看出本发明能够有效的脱除含硫烟气中的二氧化硫,且 具有较高的脱除率,能够满足实际生产的需要,具有较好的应用前景和市场价值。
[0052] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型 的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,包括喷淋塔、水箱、给水泵、软锰矿浆液 池、浆液给料泵、浆液处理池、排出泵; 所述喷淋塔包括塔底、与塔底相连的塔身,所述塔身上分别设置有烟气进口、烟气出 口,所述塔身内部设置有除雾器、喷淋管; 所述水箱通过给水泵与喷淋塔中的除雾器的冲洗水管相连,所述软锰矿浆液池通过浆 液给料泵与喷淋塔相连,所述塔底过排出泵与浆液处理池相连; 所述喷淋管与塔底之间形成用于烟气与软锰矿浆液反应的反应区,所述塔底形成浆液 循环池。
2. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,还包括浆液循环泵,所 述浆液循环泵分别与塔底、喷淋管相连。
3. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,所述塔底设置有侧进 式搅拌器。
4. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,所述水箱与软锰矿浆 液池相连。
5. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,还包括与软锰矿浆液 池相连的加料装置。
6. 根据权利要求5所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,所述加料装置包括用 于储存软锰矿粉体的料斗、称重给料机。
7. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,所述软锰矿浆液池内 还设置有浆液搅拌器。
8. 根据权利要求1所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,还包括过滤机、过滤给 料泵,所述浆液处理池通过过滤给料泵与过滤机相连。
9. 根据权利要求1-8任一项所述新型软锰矿烟气脱硫装置,其特征在于,所述喷淋管 为若干个且位于除雾器的下方,所述喷淋管沿竖直方向分为若干层。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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