CN204637635U - 一种脱硫石膏结晶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硫石膏结晶装置，包括一反应容器，所述反应容器的底部设有晶浆排出口，上部设有进料口，其特征在于:所述反应容器内设有上下贯通的导流筒，导流筒内设有将水流向下推进的搅拌器，导流筒外壁与反应容器内壁之间构成的环形腔室为形成石膏晶体的主结晶区，所述主结晶区的过流面积大于导流筒的过流面积；所述反应容器的上部还设有细晶出口，所述细晶出口高于导流筒的上边缘。本实用新型结晶装置内，可控制稳定流速的主结晶区空间占比较大，结晶过程时间短，沉降的石膏晶体粒径大且分布均匀、脱水性好，生成商品级的石膏可以提高脱硫系统的经济性。

Description

一种脱硫石膏结晶装置

技术领域

本实用新型涉及环境技术领域，具体为一种脱硫石膏结晶装置。

背景技术

石灰石/石灰-石膏法是目前应用最广泛的一种烟气脱硫工艺，它是通过向烟气中喷洒含有石灰石或者石灰的浆液达到去除二氧化硫的目的，反应生成的亚硫酸钙经空气氧化生成CaSO₄·2H20晶体，当晶体达到一定尺寸时，石膏浆液经水力旋流器和真空皮带机脱水，制成可利用的副产品石膏。

石灰石/石灰-石膏法脱硫包含了复杂的化学反应，如水的离解、二氧化硫的吸收、碳酸钙的溶解、亚硫酸根的氧化、亚硫酸钙和二水硫酸钙的结晶等。传统的脱硫系统中，对脱硫石膏氧化结晶到晶体长大至40μm以上这一阶段设计的时间达到20小时,使得浆液池的体积庞大,增加项目投资。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种设置在脱硫塔外的脱硫石膏结晶装置，本实用新型公开的技术方案为：

一种脱硫石膏结晶装置，包括一反应容器，所述反应容器的底部设有晶浆排出口，上部设有进料口，其特征在于：

所述反应容器内设有上下贯通的导流筒，导流筒内设有将水流向下推进的搅拌器，导流筒外壁与反应容器内壁之间构成的环形腔室为形成石膏晶体的主结晶区，所述主结晶区的过流面积大于导流筒的过流面积；所述反应容器的上部还设有细晶出口，所述细晶出口高于导流筒的上边缘。

当导流筒内的搅拌器工作时，导流筒内的水流向下流动，从导流筒底部流出进入主结晶区内的水流向上流动，与导流筒内部形成循环。

在上述技术内容的基础上，进一步的改进方案还包括：

反应容器内，导流筒的下边缘与反应容器底面之间设有折流挡板。

所述折流挡板优选设置为凸弧形或圆锥形，避免沉积。

所述反应容器的底面呈倒锥形或凹弧形，便于石膏晶体的沉降和排出,所述晶浆排出口设置在反应容器底面的最低端。所述反应容器的上部设有溢流口，所述溢流口在反应容器上的位置高于细晶出口。

作为优选，反应容器内径与导流筒的内径比范围设为2～4，反应容器内的侧壁高度(不包括筒底高度)与导流筒的高度比为1.5～3。

所述反应容器内的侧壁高度与其直径的高径比优选设置为1～3。

结晶装置工作机制：

从脱硫塔排出的石膏浆液从进料口进入结晶装置反应容器，浆液在搅拌器的推力作用下向下流动，受折流挡板或反应容器底板阻挡后改变流向进入导流筒外壁与反应容器内壁之间形成的环形空腔内(即主结晶区)，由于过流面积增大，浆液向上流速减缓，较慢的流速可以防止石膏晶体被水流作用力破坏或者在循环过程中破碎。当长大的晶体受到重力作用大于其所受浮力时，晶体会沉积到反应容器底部，从晶浆排出口排出，进入后续设备，而细小晶体则随浆液上流，一部分通过细晶出口回流至脱硫塔，给塔内结晶过程补充晶核，另一部分则流入导流筒进行下一循环，经过多次循环，大多数小粒径的晶粒可以长大为易于脱水的较大粒径晶体。通过控制搅拌器的转速，可使得导流筒与反应容器之间的浆液流速在一稳定范围，可以使沉积的石膏晶体粒径保持均匀，从而使脱硫副产物石膏具有较好品质，生成商品级的石膏可以提高脱硫系统的经济性。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结晶装置结构设计科学合理，且主结晶区域占比较大，结晶过程时间短。在主结晶区，水流向上流动，与晶体沉降方向相反，且流速稳定，因此排出石膏晶体粒径大、分布均匀、脱水性能好，能有效改善石膏晶体堵塞脱水滤布的问题，提高处理效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步阐明本实用新型的结构方案和技术效果，下面结合附图与距离实施例对本实用新型做进一步的阐述。

如图1所示，一种脱硫石膏结晶装置，具体包括一反应容器，所述反应容器包括上部的柱状筒体8-1和下部的倒锥形筒底8-2。反应容器筒体8-1的高径比优选设置为1.75，晶浆排出口1设置在倒锥形筒底8-2的最低端。所述筒体8-1的外壁上部自上至下依次设有溢流口7、细晶出口6以及进料管的入口5(即进料口)。进料管的入口5也可设置在反应容器的上方。

反应容器内设有导流筒3，所述导流筒3上下贯通，位于反应容器柱状筒体8-1径向方向上的中间位置，轴向方向上位于反应容器筒体8-1偏下的位置。导流筒3与柱状筒体8-1之间的环形腔室形成石膏晶体的主结晶区9。所述导流筒3内的中轴线位置则设有将水流向下推进的轴流式搅拌器4，如图1所示，为了防止细小结晶沉积，轴流式搅拌器4可设置在导流筒3内偏下的位置。导流筒3下边缘与反应容器底面留有一定距离，导流筒3出口的正下方可选择性设置折流挡板2，如设置折流挡板，则优选采用凸弧形挡板。

一般情况下，使浆液导流筒3的过流面积(横截面)小于主结晶区9的过流面积，使浆液从导流筒3出去进入主结晶区9后流速减小。导流筒3内径为反应容器筒体8-1内径的1/2，高度为反应容器柱状筒体8-1侧壁高度的2/3。

所述进料管的出口连接至导流筒3的上部筒腔内，将脱硫塔氧化区的浆液输入导流筒3，在轴流式搅拌器4的推动下，浆液以一定流速向下流动，在导流筒3底部出口处，由于折流挡板2的阻挡作用，浆液折向主结晶区9向上方流动，由于过流面积增大，使浆液流速减小。通过调节轴流式搅拌器4的转速，一般设置为10～100rpm，将浆液在主结晶区9的流速优选控制在0.01cm/s～0.5cm/s之间，流动状态为层流，亚硫酸钙被氧化后形成的石膏晶体在缓慢流动中不断凝聚，粒径变大，由于流速较慢，可避免石膏晶体被水流打碎。粒径较大的颗粒受重力作用沉降到反应容器的底部，通过晶浆排出口1送到脱水装置。由于浆液上流速度为定值，沉降的晶体粒径也较为均匀，重力不足以使之沉降的小粒径晶体则继续上流，一部分从细晶出口6排至脱硫塔，用作石膏结晶的晶核，剩余部分流入导流筒3，进入下一个循环。

经实践验证，本实用新型排出石膏的晶体粒径达到40～120微米，配合脱水设备使用，生产的脱硫石膏含水量可控制在10％以下，真空皮带脱水机几乎不再出现滤布堵塞的问题。且本实用新型结晶过程时间短，传统结晶需要大概20小时的时间，而本实用新型装置可将结晶过程缩短为2～6小时。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种脱硫石膏结晶装置，包括一反应容器，所述反应容器的底部设有晶浆排出口(1)，上部设有进料口，其特征在于:所述反应容器内设有上下贯通的导流筒(3)，导流筒(3)内设有将水流向下推进的搅拌器(4)，导流筒(3)外壁与反应容器内壁之间构成的环形腔室为形成石膏晶体的主结晶区(9)，所述主结晶区(9)的过流面积大于导流筒(3)的过流面积；所述反应容器的上部还设有细晶出口(6)，所述细晶出口(6)高于导流筒(3)的上边缘。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，反应容器内，导流筒(3)的下边缘与反应容器底面之间设有折流挡板(2)。

3.根据权利要求2所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，所述折流挡板(2)为凸弧形挡板或圆锥形挡板。

4.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，反应容器的底面呈倒锥形或凹弧形，所述晶浆排出口(1)设置在反应容器底面的最低端。

5.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，所述反应容器的上部设有溢流口(7)，所述溢流口(7)在反应容器上的位置高于细晶出口(6)。

6.根据权利要求1-5中任一权项所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，反应容器内径与导流筒(3)的内径比为2～4，反应容器内的侧壁高度与导流筒的高度比为1.5～3。

7.根据权利要求6所述的一种脱硫石膏结晶装置，其特征在于，反应容器内的侧壁高度与反应容器内径的高径比为1～3。