CN204454924U - 环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，包括煤气发生系统、锰渣预制系统和锰渣烘干尾气处理系统，所述煤气发生系统包括两段式煤气发生炉、焦油收集器、旋风除尘器、紧急切断器和炉前水封罐，所述锰渣预制系统包括燃烧炉引风机、燃烧炉、锰渣烘干机、酸化改性器和中和反应器，所述锰渣烘干尾气处理系统包括换热器、缓冲罐、洗涤塔、沉淀池和清水池。本实用新型采取高温分解和磷酸中和处理方式对锰渣进行改性，使锰渣满足复混肥生产要求，变废为宝。另外，本实用新型采用两段式煤气发生炉作为热源设备，提高了煤气热值与气化效率，本实用新型还对烘干尾气进行了充分处理，能够保证环保清洁生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及废弃排放物综合利用技术领域，具体涉及一种环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统。
背景技术
高锰酸钾生产会产生大量废弃排放物—锰渣，锰渣虽然属工业废弃物，但废弃堆置处寸草不生，浸出液呈深紫红色，直接严重污染环境。但锰渣其组成结构皆为无机矿物质，经试验分析锰渣中含植物直接可利用的大量营养元素，钾（K2O）、磷（P2O5）干基含量高达10～11%。锰渣中除含有植物生长所需的钾外，也存在对农作物生长有害的强氧化性物质高锰酸钾，同时由于含有KOH，使得锰渣pH值较高，是锰渣不能直接农用的原因。
因此，需要对锰渣进行改性，使锰渣满足复混肥生产要求，不会对农作物和土壤造成危害，在解决废弃物排放问题的同时变废为宝。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，对锰渣进行改性，使锰渣满足复混肥生产要求，不会对农作物和土壤造成危害，在解决废弃物排放问题的同时变废为宝。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型公开了一种环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，包括煤气发生系统、锰渣预制系统和锰渣烘干尾气处理系统；
所述煤气发生系统包括两段式煤气发生炉、焦油收集器、旋风除尘器、紧急切断器和炉前水封罐，所述两段式煤气发生炉包括顶部钟罩阀、上部干馏段炉体、下部气化段炉体和底部灰盘，所述干馏段炉体与焦油收集器连接，所述气化段炉体与旋风除尘器连接，所述焦油收集器和旋风除尘器的出口管道汇合后通过紧急切断器引入炉前水封罐；
所述锰渣预制系统包括燃烧炉引风机、燃烧炉、锰渣烘干机、酸化改性器和中和反应器，所述炉前水封罐的煤气出口管道与燃烧炉连接，所述燃烧炉引风机的出风管道与燃烧炉连接，所述燃烧炉的热空气出口管道与锰渣烘干机连接，所述锰渣烘干机的干锰渣出口与酸化改性器连接，所述酸化改性器的酸化锰渣出口与中和反应器连接；
所述锰渣烘干尾气处理系统包括换热器、缓冲罐、洗涤塔、沉淀池和清水池，所述锰渣烘干机的烘干尾气出口管道通过换热器的热介质通道后与缓冲罐连接，所述燃烧炉引风机的出风管道通过换热器的冷介质通道后与燃烧炉连接，所述换热器和缓冲罐的冷凝水出口管道与沉淀池连接，所述沉淀池与清水池连接，所述清水池通过循环泵与洗涤塔内的喷淋系统连接，所述洗涤塔底部与沉淀池连接，所述缓冲罐的尾气出口管道与洗涤塔下部连接，所述洗涤塔顶部与废气排放烟囱连接。
进一步，所述煤气发生系统还包括汽包和煤气发生炉引风机，所述气化段炉体设有夹水套，所述汽包与软化水管网连接，气化段炉体的夹水套入口和出口分别与汽包连接，汽包的水蒸汽出口分为两路，一路引入两段式煤气发生炉用作气封蒸汽， 另一路与煤气发生炉引风机的出风管道汇合后引入两段式煤气发生炉底部用作气化剂。
进一步，所述煤气发生系统还包括剩余煤气水封箱和水封给水管道，工业水管网通过水封给水管道分别与剩余煤气水封箱、灰盘、紧急切断器和炉前水封罐连接。
进一步，所述锰渣烘干机为滚筒烘干机。
进一步，所述酸化改性器为立式搅拌破碎机。
进一步，所述中和反应器为静置堆放反应罐。
进一步，所述锰渣烘干机的干锰渣出口通过皮带输送机与酸化改性器连接。
进一步，所述换热器为列管式换热器，热介质通道为壳程通道，冷介质通道为管程通道。
进一步，所述沉淀池为两级沉淀池，上一级沉淀池通过溢流口与下一级沉淀池连接。
进一步，所述洗涤塔为填料塔。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型针对锰渣中存在的强氧化性物质高锰酸钾和碱性物质KOH，设置了锰渣烘干机、酸化改性器和中和反应器，采取高温分解和磷酸中和处理方式对其进行改性，高锰酸钾高温分解转化成生产复混肥所需的养分K2O，加入的磷酸与KOH进行中和反应生成磷钾肥K3PO4，使锰渣满足复混肥生产要求，不会对农作物和土壤造成危害，不但解决了现有废弃物的排放问题，而且充分利用资源，变废为宝。
2、本实用新型采用两段式煤气发生炉作为热源设备，两段式煤气发生炉包括上部干馏段炉体和下部气化段炉体；上部干馏段炉体形成的焦油为低温干馏产物，其流动性较好，通过焦油收集器收集起来进行集中处置；下部气化段炉体生成的气化煤气不含焦油；气化煤气与干馏煤气形成的混合煤气为半水煤气，也是热煤气，较为纯净，不含焦油，不需冷却净化。因此，本实用新型提高了煤气热值与气化效率，并且减少了环境污染。
3、锰渣预制过程中产生的烘干尾气主要含锰渣粉尘，本实用新型设置了锰渣烘干尾气处理系统，使烘干尾气先通过换热加热冷空气，以充分利用烘干尾气的热量，再通过洗涤塔用水进行洗涤除尘后，经废气排放烟囱排放，因此本实用新型对烘干尾气进行了充分处理，能够保证环保清洁生产。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为煤气发生系统的结构示意图；
图2为锰渣预制系统的结构示意图；
图3为锰渣烘干尾气处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
本实用新型的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，包括煤气发生系统、锰渣预制系统和锰渣烘干尾气处理系统。
图1为煤气发生系统的结构示意图，如图所示，煤气发生系统包括两段式煤气发生炉11、焦油收集器12、旋风除尘器13、紧急切断器14和炉前水封罐15，所述两段式煤气发生炉11包括顶部钟罩阀111、上部干馏段炉体112、下部气化段炉体113和底部灰盘114，所述干馏段炉体112与焦油收集器12连接，所述气化段炉体113与旋风除尘器13连接，所述焦油收集器12和旋风除尘器13的出口管道汇合后通过紧急切断器14引入炉前水封罐15。
所述煤气发生系统还包括汽包16和煤气发生炉引风机17，所述气化段炉体113设有夹水套，所述汽包16与软化水管网18连接，气化段炉体113的夹水套入口和出口分别与汽包16连接，汽包16的水蒸汽出口分为两路，一路引入两段式煤气发生炉11用作气封蒸汽， 另一路与煤气发生炉引风机17的出风管道汇合后引入两段式煤气发生炉11底部用作气化剂。
所述煤气发生系统还包括剩余煤气水封箱19和水封给水管道，工业水管网10通过水封给水管道分别与剩余煤气水封箱19、灰盘114、紧急切断器14和炉前水封罐15连接。
首先煤从炉顶煤仓经两组钟罩阀111进入两段式煤气发生炉11，煤在干馏段炉体112经过充分的干燥和长时间的低温干馏，逐渐形成半焦，进入气化段炉体113，炽热的半焦在气化段炉体113与炉底鼓入的气化剂充分反应，经过炉内还原层、氧化层而形成煤灰渣，由炉栅驱动从底部灰盘114自动排出。
煤在低温干馏的过程中，以挥发份析出为主生成的煤气称为干馏煤气，组成两段式煤气发生炉11的顶部煤气，约占总煤气量的40%，其热值较高(6700kJ/Nm3) 温度较低(120℃左右)，并含有大量的焦油。这种在干馏段炉体112形成的焦油为低温干馏产物，其流动性较好，通过焦油收集器12收集起来进行集中处置。在气化段炉体113，炽热的半焦和气化剂（空气、水蒸汽）经过还原、氧化等一系列化学反应生成的煤气，称为气化煤气，组成两段式煤气发生炉11的底部煤气，约占总煤气量的60%，其热值相对较低(6400kJ/Nm3)，温度较高(450℃左右)。因煤在干馏段炉体112低温干馏时间充足，进入气化段炉体113的煤已变成半焦，因此生成的气化煤气不含焦油。气化煤气经旋风除尘器13除尘后与干馏煤气形成混合煤气经紧急切断器14和炉前水封罐15去燃烧用于提供热源。
在气化段炉体113设置有水夹套，将汽包16内的软化水引入水夹套，通过此自产水蒸汽，水蒸汽一部分用作气封蒸汽， 另一部分与煤气发生炉引风机17引入的空气混合用作气化剂。
煤气发生系统由于采用了双段式热脱焦油工艺，得到的煤气为半水煤气，也是热煤气，较为纯净，不含焦油，不需冷却净化。煤气成分为CO、H2、CH4、CnHm等可燃成分和CO2、N2等不可燃成分，以及在气化过程中未完全反应的助燃剂氧以及未完全分解的水蒸汽。煤气发生炉采用块状无烟煤，不需破碎；煤气为连续产生和使用，不需气柜储存。
图2为锰渣预制系统的结构示意图，如图所示，锰渣预制系统包括燃烧炉引风机21、燃烧炉22、锰渣烘干机23、酸化改性器24和中和反应器25，所述炉前水封罐15的煤气出口管道与燃烧炉22连接，所述燃烧炉引风机21的出风管道与燃烧炉22连接，所述燃烧炉22的热空气出口管道与锰渣烘干机23连接，所述锰渣烘干机23的干锰渣出口与酸化改性器24连接，所述酸化改性器24的酸化锰渣出口与中和反应器25连接。
所述锰渣烘干机23为滚筒烘干机，所述酸化改性器24为立式搅拌破碎机，所述中和反应器25为静置堆放反应罐。
所述锰渣烘干机23的干锰渣出口通过皮带输送机与酸化改性器24连接。
煤气在燃烧炉22中与燃烧炉引风机21引入的空气混合燃烧产生热空气，从燃烧炉22来的热空气与锰渣原料并流至锰渣烘干机23进行热交换，经热空气干燥后的锰渣从锰渣烘干机23出口流出，经皮带输送机送到酸化改性器24用磷酸进行酸化改性处理，将pH值调至7～8，并进一步对物料进行混合与破碎，破碎后的物料流入中和反应器25静置一天，使其充分反应成为合格的预制锰渣。
锰渣预制系统针对锰渣中存在的强氧化性物质高锰酸钾和碱性物质KOH，采取高温分解和磷酸中和处理方式对其进行改性。高锰酸钾高温分解转化成生产复混肥所需的养分K2O，加入的磷酸与KOH进行中和反应生成磷钾肥K3PO4，使锰渣满足复混肥生产要求，不会对农作物和土壤造成危害。
图3为锰渣烘干尾气处理系统的结构示意图，如图所示，锰渣烘干尾气处理系统包括换热器31、缓冲罐32、洗涤塔33、沉淀池34和清水池35，所述锰渣烘干机23的烘干尾气出口管道通过换热器31的热介质通道后与缓冲罐32连接，所述燃烧炉引风机21的出风管道通过换热器31的冷介质通道后与燃烧炉22连接，所述换热器31和缓冲罐32的冷凝水出口管道与沉淀池34连接，所述沉淀池34与清水池35连接，所述清水池35通过循环泵36与洗涤塔33内的喷淋系统连接，所述洗涤塔33底部与沉淀池34连接，所述缓冲罐32的尾气出口管道与洗涤塔33下部连接，所述洗涤塔33顶部与废气排放烟囱连接。
所述换热器31为列管式换热器，热介质通道为壳程通道，冷介质通道为管程通道。所述沉淀池34为两级沉淀池，上一级沉淀池通过溢流口与下一级沉淀池连接。所述洗涤塔33为填料塔。
锰渣预制过程中产生的烘干尾气主要含锰渣粉尘，尾气首先通过换热器31与燃烧炉22所需空气进行换热；尾气经空气冷却后，部分较大颗粒粉尘以及冷凝水沉积在换热器中31并定期排出，经换热后的尾气再进入缓冲罐32，使部份水蒸汽进一步冷凝并带走少量粉尘；最后尾气进入洗涤塔33用水进行洗涤除尘后，经废气排放烟囱排放。换热器31和缓冲罐32排除的渣浆和洗涤塔33喷淋洗涤废水在沉淀池34沉淀出沉渣排放，上层清水流入清水池35循环喷淋使用。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：包括煤气发生系统、锰渣预制系统和锰渣烘干尾气处理系统；
所述煤气发生系统包括两段式煤气发生炉、焦油收集器、旋风除尘器、紧急切断器和炉前水封罐，所述两段式煤气发生炉包括顶部钟罩阀、上部干馏段炉体、下部气化段炉体和底部灰盘，所述干馏段炉体与焦油收集器连接，所述气化段炉体与旋风除尘器连接，所述焦油收集器和旋风除尘器的出口管道汇合后通过紧急切断器引入炉前水封罐；
所述锰渣预制系统包括燃烧炉引风机、燃烧炉、锰渣烘干机、酸化改性器和中和反应器，所述炉前水封罐的煤气出口管道与燃烧炉连接，所述燃烧炉引风机的出风管道与燃烧炉连接，所述燃烧炉的热空气出口管道与锰渣烘干机连接，所述锰渣烘干机的干锰渣出口与酸化改性器连接，所述酸化改性器的酸化锰渣出口与中和反应器连接；
所述锰渣烘干尾气处理系统包括换热器、缓冲罐、洗涤塔、沉淀池和清水池，所述锰渣烘干机的烘干尾气出口管道通过换热器的热介质通道后与缓冲罐连接，所述燃烧炉引风机的出风管道通过换热器的冷介质通道后与燃烧炉连接，所述换热器和缓冲罐的冷凝水出口管道与沉淀池连接，所述沉淀池与清水池连接，所述清水池通过循环泵与洗涤塔内的喷淋系统连接，所述洗涤塔底部与沉淀池连接，所述缓冲罐的尾气出口管道与洗涤塔下部连接，所述洗涤塔顶部与废气排放烟囱连接。
2.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述煤气发生系统还包括汽包和煤气发生炉引风机，所述气化段炉体设有夹水套，所述汽包与软化水管网连接，气化段炉体的夹水套入口和出口分别与汽包连接，汽包的水蒸汽出口分为两路，一路引入两段式煤气发生炉用作气封蒸汽， 另一路与煤气发生炉引风机的出风管道汇合后引入两段式煤气发生炉底部用作气化剂。
3.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述煤气发生系统还包括剩余煤气水封箱和水封给水管道，工业水管网通过水封给水管道分别与剩余煤气水封箱、灰盘、紧急切断器和炉前水封罐连接。
4.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述锰渣烘干机为滚筒烘干机。
5.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述酸化改性器为立式搅拌破碎机。
6.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述中和反应器为静置堆放反应罐。
7.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述锰渣烘干机的干锰渣出口通过皮带输送机与酸化改性器连接。
8.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述换热器为列管式换热器，热介质通道为壳程通道，冷介质通道为管程通道。
9.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述沉淀池为两级沉淀池，上一级沉淀池通过溢流口与下一级沉淀池连接。
10.根据权利要求1所述的环保清洁的煤气综合利用锰渣预制系统，其特征在于：所述洗涤塔为填料塔。
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|---|---|---|---|---|
| CN115041489A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-13 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置 |
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| CN115041489B (zh) * | 2022-06-07 | 2024-03-22 | 贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司 | 一种蒸汽法电解锰渣无害化处理方法及装置 |
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