CN206715674U - 一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，包括相互连接的硫化氢燃烧制酸系统和固废杂盐处理系统；硫化氢燃烧制酸系统包括硫化氢焚烧炉和催化‑制酸系统；固废杂盐处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜、反应液储桶、结晶器、增稠器、吊袋离心机、纯料输送机、干燥机、干料输送机和自动包装机；本实用新型将化工酸性废气硫化氢回收与固废杂盐资源化综合处置，实现了对两种污染物的回收再利用，既节省了硫酸的购买成本，又解决了固废杂盐的处置问题，实现了真正意义上的零排放，并带来了一定的经济价值，满足可持续发展要求。

Description

一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统

技术领域

本实用新型涉及化工酸性废气硫化氢回收制酸与固废杂盐联动资源化零排放技术，具体涉及以化工酸性废气制酸并以硫酸钠和氯化钠为主的固废杂盐为原料进行反应，生产盐酸与硫酸氢钠产品的系统。

背景技术

我国化工厂的甲醇合成、羰基合成、工业制氢、城市煤气和天然气脱硫等生产装置采用低温甲醇洗净化工艺，将会产生大量的酸性废气，气体直接排放会对环境造成很大的污染，而以这些气体的硫化氢作为原料，燃烧后生成二氧化硫，然后再经过催化氧化转化为三氧化硫，最后制得硫酸。既避免了酸性废气处理产生的废水或固废物体，又获得了化工原料。

同时，国家环保部门将煤化工和石油化工零排放装置高浓盐水蒸发结晶的杂盐列入危险废物并且要求严格管控。现阶段固废杂盐处理方式主要为填埋，此方式处理费用高，占用大量土地资源，可能造成地下水及土壤的污染。

由于排出的杂盐主要成分为NaCl和Na₂SO₄，可以通过一些可行性的化学工艺来实现渣盐资源化的再利用。如何把固废杂盐资源化利用而转变成具有高附加值相关盐化工产品将是实现企业零排放的最终目标，也是化工废水处理系统达到真正意义上的零排放。化工酸性废气硫化氢回收制酸与固废杂盐联动资源化零排放技术，将两种不同的危险废物合理资源化利用，实现变废为宝，是符合国家和地方政府的产业、技术、经济及环境政策，也是推动危险废物资源综合利用的必然要求。

硫酸氢钠是一种重要的无机盐化工原料，可用作助熔剂、印染助剂、土地改良剂、草酸生产中的催化剂及无机盐固体酸催化剂，在药物、酯类化合物等有机合成中有着广泛的应用。硫酸是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足, 本实用新型提供一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，该系统以化工厂酸性废气硫化氢回收制酸，并使其与固废杂盐反应，生产盐酸和硫酸氢钠产品。本实用新型将化工酸性废气硫化氢回收与固废杂盐资源化综合处置，实现了对两种污染物的回收再利用，既节省了硫酸的购买成本，又解决了固废杂盐的处置问题，实现了真正意义上的零排放，并带来了一定的经济价值，满足可持续发展要求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，所述的系统为通过管道连接的硫化氢燃烧制酸系统和固废杂盐处理系统；所述的硫化氢燃烧制酸系统包括硫化氢焚烧炉和催化-制酸系统；所述的催化-制酸系统包括催化氧化反应器、吸收塔、冷凝器和硫酸储罐；所述的催化氧化反应器中设置有多个催化剂床层和换热器；所述的固废杂盐处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜、反应液储桶、结晶器、增稠器、吊袋离心机、纯料输送机、干燥机、干料输送机和自动包装机；所述的搪瓷玻璃反应釜顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔，氯化氢吸收塔排液口通过管道连接盐酸储罐；所述的干燥机的排风口通过管道连接旋风除尘器和引风机；采用上述系统处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐，在每一个装置中发生如下发反应：

1)焚烧含硫化氢酸性废气制备SO₂：将厂区送来的含硫化氢酸性废气通过硫化氢焚烧炉焚烧将其转化为SO₂；

2)催化-制酸：将产生的SO₂经过冷凝器冷却提升为饱和高纯度的SO₂干基气体，通入催化氧化反应器，在催化剂床层中，进行二氧化硫和氧气的氧化反应生成SO₃，过热的SO₃经换热器降温后进入以硫酸为吸收剂的吸收塔被吸收得到高纯度浓硫酸，高纯度浓硫酸排入硫酸储罐内作为后序生产工艺的原材料；

3)混合反应：在搪瓷玻璃反应釜中加入高纯度浓硫酸和含有硫酸钠与氯化钠的固废杂盐，控制反应釜的温度、压力及保温时间，在搅拌的条件下进行充分反应，生成硫酸氢钠浆液和氯化氢气体；

4)存储：将步骤3）生成的硫酸氢钠浆液通过反应液储桶存储；

5)吸收氯化氢：将步骤3）中产生的氯化氢气体采用氯化氢吸收塔进行吸收处理，之后将生产的盐酸排放进入到盐酸储罐中储存；

6)冷却结晶：将硫酸氢钠浆液泵送至结晶器进行冷却结晶，形成低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液；

7)固液分离：将低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液采用增稠器进行处理，实现一水硫酸氢钠晶体与水的分离，沉至底部的一水硫酸氢钠晶体汇集成稠的一水硫酸氢钠晶浆从底部出料口排出，增稠器上清液与高浓度硫酸混和后循环使用；

8)洗涤离心处理：将一水硫酸氢钠晶浆采用吊袋离心机进行离心处理，在离心的过程中采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤得到硫酸氢钠晶体，采用纯料输送机将其运送至干燥机干燥处理；

9)热风干燥：将硫酸氢钠晶体放入干燥机中进行热风干燥处理，干燥后采用干燥输送机输送至自动包装机；

10) 包装：经过干燥后的硫酸氢钠晶体采用自动包装机进行包装处理，实现资源回收利用。

所述的硫化氢焚烧炉的炉体采用卧式圆筒形结构，炉体的左端的炉头处设置有混合燃烧器，混合燃烧器为两层夹套结构，设有锅炉给水进口、硫化氢气体进口、火检装置、一次风进口及烧嘴，混合燃烧器兼具硫化氢气体和一次风预混合、燃烧，以及锅炉给水输送的作用，硫化氢气体和一次风按一定比例送入所述混合燃烧器内夹套，预混合后从烧嘴喷入所述焚烧炉内发生不完全燃烧；炉体由外至内依次是外保温层、钢制外壳、隔热层、耐火层和冷却水管；冷却水管按圆周分布，冷却水管的轴向与炉体轴向一致，冷却水管左端设置有进水管口，冷却水管右端设置有出水管口，主气流纵向掠过冷却水管层，冷却水管两端设置进水管口和出水管口，使锅炉给水隔离在炉气之外，与高温炉气直接接触的冷却水管采用特殊耐高温合金材料制作；炉体中后部设置有四个二次风进口，四个二次风进口通过较小角度朝向炉头的空气喷嘴连通炉体内部，四个二次风进口按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个，促使焚烧炉内硫化氢燃烧更完全，四个空气喷嘴以较小的角度朝向炉头，空气喷嘴喷出的充足富氧与所述焚烧炉内高温主气流接触，使主气流发生扰动，促使燃烧反应；炉体的右端尾部设置有炉气出口。由于设置两次进富氧空气燃烧，使第一次不完全燃烧，以部分抑制热能释放，第二次通入充足的富氧空气燃烧，以将气体中的硫化氢及氨、烃类等完全氧化为二氧化硫、氮气、二氧化碳和水；通过一定角度喷入二次风，加快了气体混合，促进了气体燃烧反应。通过设置冷却水管，利用锅炉给水将硫化氢气体燃烧过程的热量连续不断地移出焚烧炉，以保护耐火砖不超温损坏。炉气出口设置在炉尾端部，可将出口直接与后续废热锅炉进口直接相连，以减少高温管线及配套保温，提高废热回收量。

除尘器本体外壁上环设有蒸气加热管，除尘器本体外壁上设置有振动电机，通过蒸气加热管可以防止物料吸水，降低物料的粘附性，通过振动电机可以将粘附在旋风除尘器内壁上的物料清除掉。

优选的，所述的出水管口设置有四个，按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个。

本实用新型的优点是：

1)本实用新型利用化工厂酸性废气硫化氢回收制酸，实现了烟气中硫化氢成分的资源化利用，同时在化工园区内直接制酸并利用节省了运输成本；

2)本实用新型以固废杂盐为原料生产氯化氢与硫酸氢钠晶体，避免了氯化钠与硫酸钠的进一步分离，拓宽了固废杂盐的应用范围，既充分利用了自然资源，又使固废杂盐变为化工产品；通过杂盐资源化技术，节省了企业固废杂盐处置费用的支出，同时得到相关工业副产品，避免了固废杂盐填埋对土地资源的占用，将环境污染程度降低到最低；

3)本实用新型的硫化氢焚烧炉设置两次进富氧空气燃烧，使第一次不完全燃烧，以部分抑制热能释放，第二次通入充足的富氧空气燃烧，以将气体中的硫化氢及氨、烃类等完全氧化为二氧化硫、氮气、二氧化碳和水；通过一定角度喷入二次风，加快了气体混合，促进了气体燃烧反应；

4)本实用新型的旋风除尘器可以有效解决旋风除尘器内粘附物料的缺陷，通过对旋风除尘器本体加热来防止物料在除尘过程中吸水而发生粘附，并通过对除尘器本体进行震打来清除粘附的物料。

附图说明

图1为本实用新型硫化氢燃烧制酸系统结构示意图；

图2为本实用新型固废杂盐处理系统结构示意图；

图3为本实用新型硫化氢焚烧炉的结构示意图；

图4为图3中A-A剖面示意简图；

图5为本实用新型旋风除尘器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，所述的系统为通过管道连接的硫化氢燃烧制酸系统和固废杂盐处理系统；所述的硫化氢燃烧制酸系统包括硫化氢焚烧炉10和催化-制酸系统；所述的催化-制酸系统包括催化氧化反应器11、吸收塔12、冷凝器13和硫酸储罐14；所述的催化氧化反应器11中设置有多个催化剂床层15和换热器16。厂区送来的含硫化氢酸性废气通过硫化氢焚烧炉10焚烧将其转化为SO₂，将产生的SO₂经过冷却提升为饱和高纯度的SO₂干基气体，通入催化氧化反应器11，在催化剂床层15中，进行二氧化硫和氧气的氧化反应生成SO₃，过热的SO₃经换热器16降温后进入以硫酸为吸收剂的吸收塔12被吸收得到高纯度浓硫酸，高纯度浓硫酸排入硫酸储罐14内作为后序生产工艺的原材料。

如图2所示，所述的固废杂盐处理系统由管道顺序连接有搪瓷玻璃反应釜20、反应液储桶21、结晶器22、增稠器23、吊袋离心机24、纯料输送机25、干燥机26、干料输送机27和自动包装机28；所述的搪瓷玻璃反应釜20顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔201，氯化氢吸收塔201排液口通过管道连接盐酸储罐202；在搪瓷玻璃反应釜20中加入硫酸和含有硫酸钠与氯化钠的固废杂盐，控制搪瓷玻璃反应釜20的温度、压力及保温时间，在搅拌的条件下进行充分反应，生成硫酸氢钠浆液和氯化氢气体；将生成的硫酸氢钠浆液通过反应液储桶21存储；将产生的氯化氢气体采用氯化氢吸收塔201进行吸收处理，之后将生产的盐酸排放进入到盐酸储罐202中储存；将硫酸氢钠浆液泵送至结晶器22进行冷却结晶，形成低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液；将低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液采用增稠器23进行处理，从低稠度硫酸氢钠半成品结晶溶液中分离出固体，用以增加硫酸氢钠的稠度；将一水硫酸氢钠晶浆采用吊袋离心机24进行离心处理，在离心的过程中采用饱和硫酸氢钠溶液进行洗涤得到硫酸氢钠晶体，采用纯料输送机25将其运送至干燥机26；将硫酸氢钠晶体放入干燥机26中进行干燥处理，干燥后采用干燥输送机27输送至自动包装机28；经过干燥后的硫酸氢钠晶体采用自动包装机28进行包装处理。

如图3和图4所示，所述的硫化氢焚烧炉的炉体采用卧式圆筒形结构，炉体的左端的炉头处设置有混合燃烧器30，混合燃烧器30为两层夹套结构，设有锅炉给水进口31、硫化氢气体进口32、火检装置33、一次风进口34及烧嘴35；炉体由外至内依次是外保温层36、钢制外壳37、隔热层38、耐火层39和冷却水管40；冷却水管40按圆周分布，冷却水管40的轴向与炉体轴向一致，冷却水管40左端设置有进水管口41，冷却水管40右端设置有出水管口42；炉体中后部设置有四个二次风进口43，四个二次风进口43通过较小角度朝向炉头的空气喷嘴44连通炉体内部，四个二次风进口43按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个；炉体的右端尾部设置有炉气出口45；所述的出水管口42设置有四个，按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个。硫化氢气体和一次富氧空气分别由硫化氢气体进口32和一次风进口34进入混合燃烧器30的内夹套预混合，再由烧嘴35喷入炉内燃烧，燃烧生成的高温炉气沿水平线朝炉尾流动，从炉子中后部的四个均匀分布的二次风进口43喷入一定量的富氧空气，二次风以微小角度与高温炉气主气流逆向接触，使主气流发生扰动，以促使气流混合反应，二次燃烧后的炉气从炉气出口45引出。

如图5所示，为了防止物料吸水，降低物料的粘附性，将粘附在旋风除尘器内壁上的物料清除掉，所述的旋风除尘器包括除尘器本体50，除尘器本体50外壁上环设有蒸气加热管51，除尘器本体50外壁上设置有振动电机52。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，其特征在于，所述的系统为通过管道连接的硫化氢燃烧制酸系统和固废杂盐处理系统；

所述的硫化氢燃烧制酸系统包括硫化氢焚烧炉和催化-制酸系统；所述的催化-制酸系统包括催化氧化反应器、吸收塔、冷凝器和硫酸储罐；所述的催化氧化反应器中设置有多个催化剂床层和换热器；

所述的固废杂盐处理系统包括通过管道依次连接的搪瓷玻璃反应釜、反应液储桶、结晶器、增稠器、吊袋离心机、纯料输送机、干燥机、干料输送机和自动包装机；所述的搪瓷玻璃反应釜顶端的排气孔通过管道连接氯化氢吸收塔，氯化氢吸收塔排液口通过管道连接盐酸储罐；所述的干燥机的排风口通过管道连接旋风除尘器和引风机；

所述的硫化氢焚烧炉的炉体采用卧式圆筒形结构，炉体的左端的炉头处设置有混合燃烧器，混合燃烧器为两层夹套结构，设有锅炉给水进口、硫化氢气体进口、火检装置、一次风进口及烧嘴；炉体由外至内依次是外保温层、钢制外壳、隔热层、耐火层和冷却水管；冷却水管按圆周分布，冷却水管的轴向与炉体轴向一致，冷却水管左端设置有进水管口，冷却水管右端设置有出水管口；炉体中后部设置有四个二次风进口，四个二次风进口通过较小角度朝向炉头的空气喷嘴连通炉体内部，四个二次风进口按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个；炉体的右端尾部设置有炉气出口；

所述的旋风除尘器包括除尘器本体，除尘器本体外壁上环设有蒸气加热管，除尘器本体外壁上设置有振动电机。

2.如权利要求1所述的一种综合处理含硫化氢酸性废气与固废杂盐的系统，其特征在于，所述的出水管口设置有四个，按圆周方向在炉体中均匀分布，上下前后各一个。