CN208361899U - 一种从脱硫废液中提取副盐的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种从脱硫废液中提取副盐的装置，在蒸发器顶端和蒸发室上侧壁间有气液混合物输送管相连，浓缩液输送管从底端连通蒸发器和蒸发室，在蒸发器内有蒸气管道。脱硫废液输入管和冷凝液输出管均同浓缩液输送管相连，含氨蒸汽输送管分别同蒸发室及冷凝冷却器相连，在冷凝冷却器中有循环水管道。氨水输入管从下侧壁及顶端连通冷凝冷却器和氨水槽，未冷凝氨气输送管分别连接氨水槽和真空泵的入口处，真空泵出口处连接的第一氨气输送管同氨气回收罐相连，氨气回收罐的底端连有第二氨气输送管，在氨水槽底端连接的氨水输出管同第二氨气输送管连接。脱硫废液进行二级蒸发、分离、结晶后能提取副盐，有极好的经济和环保效益，实用价值高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种提盐装置，尤其涉及一种从煤焦化脱硫废液中提取(NH4)2S2O3、(NH4)2SO4和NH4SCN混合副盐的装置。
背景技术
从煤焦化脱硫废液提盐的装置或技术一直是煤焦化企业技术人员需要攻克的一道难题，因煤焦化脱硫废液中含有大量的无机盐，且有很大的回收价值。
在本实用新型之前，处理煤焦化脱硫废液的技术有①提取精制纳盐或者铵盐技术，一般采用多效蒸发结晶加活性炭过滤工艺，此工艺投资大，在运行过程中存在管道腐蚀、蒸发效能低、精细操作难及运行成本高等问题；②脱硫废液制酸；③脱硫废液高温裂解处理；④脱硫废液化学反应分离法，向脱硫废液中加入硫酸铜混合加热搅拌，进行浓缩、结晶和干燥，得到高纯度硫酸盐；⑤喷需干燥法对脱硫废液进行干燥；⑥烧结还原法等。
目前处理煤焦化脱硫废液中的硫所采用的工艺（及必要的设备）叫HPF脱硫工艺，该工艺必须外排一部分脱硫废液并补充水分以保持较高的脱硫效果率。然而HPF脱硫工艺在运行中存在的主要问题是：被吸收的H2S大部分转化为元素硫，再生时用空气浮选回收，其余生成(NH4)2S203和(NH4)2S04，被吸收的HCN（氰酸）转化为NH4SCN存在于脱硫液中，这三种铵盐（即硫代硫酸铵、硫酸铵和硫氰酸铵）通常被称为副盐。由于废液中富集催化剂，为将催化剂重复利用，往往将废液并入吸收液循环使用，这样会使副盐在体系内不断累积，当三种副盐浓度积累到一定程度后，将严重影响反应平衡。同时由于脱硫废液粘度增加也会降低脱硫废液的活性，进而引起脱硫效果的不断下降。焦化企业的实际数据显示，当脱硫废液中副盐浓度增长到350g/L后，脱硫效率会迅速下降，同时对设备腐蚀严重。
国内煤焦化企业解决脱硫废液中副盐累积的办法是将部分脱硫废液作为备煤用水，或将脱硫液进行排放，然后不规则补充软水和氨水。这种处理方式没有从根本上解决问题，脱硫废液中副盐的累积是困扰众多煤焦化企业的头痛问题。根据脱硫再生原理，在脱硫再生过程中始终伴随着副反应的发生，当副反应物的量累积到一定的程度时（达到250g/L以上时）就必须进行排放置换。
以年产一百万吨焦炭的煤焦化企业为例，在生产运动过程中，每天置换几十立方米左右的脱硫废液才能保护脱硫系统稳定运行。目前国内脱硫废液几乎都没有进行深度处理，只是将其作为备煤用水，喷洒在煤堆上。这种方法方法虽然解决了脱硫废液的去处，表面看起来没有废液外排，但并没有从根本上解决问题。由于带有脱硫废液的煤进入炼焦炉后，在高温下仍然转化成二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S）等含硫化合物，最终还是回到脱硫废液中。久而久之脱硫废液中的硫化物积累越来越多，一方面将会严重降低脱硫效果，另一方面造成对生产设备的严重腐蚀。目前国内很多煤气或炼焦企业对煤气采用脱硫工艺，由于脱硫废液中含有硫氰酸根离子，有强力的杀菌效果，无法进行生化处理。所以对脱硫废液若不处理直接排放，会造成水源严重污染、生产现场环境恶劣；若作为配煤用水则依然会造成二次污染，增加运行成本。如何将煤焦化工序中产生的脱硫废液进行脱硫、脱氰处理及资源化利用一直是困扰煤气和炼焦企业的环保难题。要彻底解决脱硫废液对环境的污染问题，必需对脱硫废液进行深度处理。脱硫废液中含有大量的副盐（如硫代硫酸铵等），是具有较高经济价值的无机盐，如果能将脱硫废液中的副盐进行分离回收，不但降低了脱硫废液中副盐含量，使脱硫反应朝正方向进行，提高脱硫效率，使脱硫废液可以循环利用，而且回收的副盐本身也具有较高的经济效益。提盐技术及相关装置通过采用浓缩分离技术，分离出脱硫废液中的硫氰酸铵[NH4SCN]、硫代硫酸铵[(NH4)2S2O3]并加以回收，对提取副盐过程中产生的脱硫液副盐根据不同浓度进行循环利用，这样可从根本上解决脱硫废液对环境（尤其是水资源）的污染，副盐进行回收利用，直接做成工业产品销售，变废为宝；而对处理脱硫废液后所产生的氨水入脱硫系统，全部回收。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可将从脱硫废液中提取的副盐进行分离回收、脱硫废液不外排、不污染环境及提高企业经济效益的从脱硫废液中提取副盐的装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述的一种从脱硫废液中提取副盐的装置包括蒸发器、蒸发室、冷凝冷却器、氨水槽、真空泵和氨气回收罐，以及脱硫废液输入管、浓缩液输送管、冷凝液输出管、气液混合物输送管、含氨蒸汽输送管、氨水输入管、未冷凝氨气输送管、第一氨气输送管、第二氨气输送管和氨水输出管。气液混合物输送管的两头分别从蒸发器的顶端和蒸发室的上顶侧壁连接/连通蒸发器、蒸发室的内腔，蒸发器和蒸发室的底端有位置差W。含氨蒸汽输送管的两端分别从蒸发室的顶端和冷凝冷却器的侧壁连接/连通蒸发室和冷凝冷却器的内腔，两端带开关的浓缩液输送管的两头分别从蒸发器和蒸发室的底端连接/连通蒸发器、蒸发室的内腔。靠近蒸发器，在浓缩液输送管上连接/连通有脱硫废液输入管，靠近蒸发室，在浓缩液输送管上连接/连通有带开关的冷凝液输出管。在蒸发器中安装有带蒸汽输入管的蒸汽管道，而在冷凝冷却器中安装有带循环水进管的循环冷却水管道。安装在蒸发器中的蒸汽管道和安装在冷凝冷却器中的循环冷却水管道为螺旋板式或列管式的蒸汽管道和循环冷却水管道。带开关的氨水输入管的两头分别从冷凝冷却器下侧壁和氨水槽的顶端连接/连通冷凝冷却器、氨水槽的内腔，靠近氨水输入管，未冷凝氨气输送管的一端连接/连通氨水槽的内腔，未冷凝氨气输送管的另一端与真空泵的入口端相连，真空泵的出口端连接有带开关的第一氨气输送管的一头，第一氨气输送管的另一端从顶端连接/连通氨气回收罐的内腔，在氨气回收罐的底端壁连接/连通有第二氨气输送管的一端，第二氨气输送管的另一端连氨气脱硫系统。带开关的氨水输出管的一头从氨水槽的底端连接/连通氨水槽的内腔，氨水输出管的另一头连接/连通第二氨气输送管。
采用如上技术方案提供的一种从脱硫废液中提取副盐的装置与现有技术相比，技术效果在于：①通过对脱脱废液在蒸发器和蒸发室内进行二次蒸发结晶提取副盐—NH4SCN、(NH4)2SO4和(NH4)2S2O3，即混盐，降低了整个装置/系统中副盐含量，提高了脱硫废液的脱硫效果。脱硫废液经二级蒸镏后排出混盐，母液含盐量从400g/L降低10g/L，提取的混盐的硬度相当于干饼的硬度；②脱硫废液经提取混盐后的清液（氨水）重新返回脱硫系统，实现废水回用，减少排放，避免了第二次污染；③脱硫废液先送入蒸发器内，经加热沸腾后再送入蒸发室内蒸发水分，浓缩后的脱硫液（含水10%以内）从蒸发室底部排出，自然冷却后形成固体盐，而含氨水的蒸汽从蒸发室顶部通过真空泵抽入冷凝冷却器冷却成氨水后送回脱硫系统循环使用；④采用本装置及其相配套的方法/工艺，可将脱硫废液的脱硫效率由原来的50%提高到85%以上，如每天处理50吨脱硫废液，可回收30吨氨水及20吨混盐（即含有硫氰酸铵、硫酸铵及硫代硫酸铵的混合盐，亦可称副盐），具有较大的经济效益和环保效益。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种从脱硫废液中提取副盐的装置的布局示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。
如图1所示，实现从脱硫废液中提取副盐的装置包括蒸发器1、蒸发室2、冷凝冷却器3、氨水槽4、真空泵5和氨水回收罐6，它们均为已有技术，市场可买产品，也可以是根据现场需要自行设计、制造，非标产品。除此，还包括有脱硫废液输入管7、浓缩液输送管8、冷凝液输出管9、气液混合物输送管10、含氨蒸汽输送管11、氨水输入管12、未冷凝氨气输送管13、第一氨气输送管14、第二氨气输送管15和氨水输出管16，它们为不锈钢管或PVC管。
在蒸发器1的下端连接/连通有带开关的浓缩液输送管8的末端，靠近此末端有脱硫废液输入管7与浓缩液输送管8相连接/连通。控制脱硫废液输入管7中的脱硫废液输入量为0～5.0m3/h，使脱硫废液温度为0～50℃。所述脱硫废液中含有大量的硫氰酸铵—(NH4)2SCN等铵盐，是附加值很高的化工产品。
在蒸发器1内布置有蒸汽管道，控制好蒸汽管道的蒸汽输入管1a的蒸汽压力为0.2～0.5MPa，蒸汽输入管1a中的蒸汽温度为120～160℃，所述蒸汽管道可为螺旋板式或列管式。在此温度与压力下的蒸汽可对从脱硫废液输入管7中来的0～5.0m3/h脱硫废液在蒸发器1中进行第一次加热蒸发、结晶提取副盐。蒸发器1内的换热面积设计为120～140m2。
在蒸发器1的旁边安装有蒸发室2，蒸发室2与蒸发器1的底端有位置差W。安装于蒸发器1顶部的气液混合物输送管10的两头分别连接/连通蒸发器1和蒸发室2的内腔，使蒸发器1中产生的气液混合物经气液混合物输送管10进入蒸发室2中进行第二次加热蒸发，提取副盐。在蒸发室2的下端连接/连通有带开关的浓缩液输送管8的前端，靠近浓缩液输送管8的前端连接/连通有带开关的冷凝液输出管9，所述蒸发室2的容积控制在12～14m3。在真空泵5的作用下，蒸发室2内部压力为-0.05MPa，当气液混合物进入蒸发室2后脱硫废液中的氨（NH4）变成温度为90～100℃的氨蒸汽从蒸发室2顶端的含氨蒸汽输送管11进入冷凝冷却器3中。所述含氨蒸汽输送管11的两头分别连接/连通蒸发室2和冷凝冷却器3的内腔。在蒸汽室2变成的冷凝液大部分从带开关的浓缩液输送管8及带开关的冷凝液输出管9进入粗盐库，进入粗盐库的(NH4)2SO4、(NH4)2S2O3及NH4SCN的混盐统称为副盐，另行分解处理，而少部分冷凝液经浓缩液输送管8再进入蒸发器1重新处理，如此循环。
进入冷凝冷却器3的含氨蒸汽在冷凝冷却器3中进行冷却。所述冷凝冷却器3的容积为20～25m3，在冷凝冷却器3内部安装有循环冷却水管，冷凝冷却器3内的循环冷却水管可为螺旋板式或列管式。循环水从循环水进管3a进入冷凝冷却器3中对含氨蒸汽进行冷却，循环水进管3a中的冷却水流量控制在25～35t/h。含氨蒸汽经冷却后成为氨水（NH4）。在冷凝冷却器3下侧壁连接/连通的氨水输入管12（其上亦安装有开关）从顶端连接/连通氨水槽4的内腔，而与氨水输入管12并列，在氨水槽4的顶端连接/连通有未冷凝氨气输送管13，所述未冷凝氨气输送管13的末端同真空泵5的入口端相连，所述真空泵5为一真空泵机组，已有技术，市场可买产品。在氨水槽4中还未完全冷凝的氨水在真空泵5作用下可经未冷凝氨气输送管13吸出。
在真空泵5的出口端连接有带开关的第一氨气输送管14，第一氨气输送管14的末端由氨气回收罐6的顶端连接/连通氨气回收罐6的内腔，在氨气回收罐6的底端连接/连通有第二氨气输送管15。带开关的氨水输出管16的两头分别连接/连通氨水槽4的内腔及第二氨气输送管15。这样从第二氨气输送管15来的氨气及从氨水输送管16来的氨水混合后一同回脱硫系统，另行处理。所述氨水槽4和氨气回收罐6均为已有技术，市场可买产品，也可根据生产现场需求自行设计、制造，非标产品。
实施时，将所述提取副盐的装置调试于现场，当0～5.0m3/h的脱硫废液由脱硫废液输入管7进入蒸发器1时，同时让温度为120～160℃、压力为0.2～0.5MPa的蒸汽由蒸汽输入管1a入蒸汽器1中螺旋板式或列管式的蒸汽管道中，对蒸发器1中的脱硫废液进行加热、蒸发成为含铵盐的气液混合物。同时启动真空泵5，使蒸发室2处于负压状态。开启或关闭相关管道上的开关。蒸发器1中的气液混合物经气液混合物输送管10进入蒸发室2中进行第二次蒸发、结晶。降温后，对90～100℃的含氨蒸汽由含氨蒸汽输送管11进入冷凝冷却器3进行冷却，此时含氨蒸汽经冷却后的氨水由氨水输入管12进入氨水槽4，再入脱硫系统，而在氨水槽4中还未完全冷却的氨水经真空泵5入氨气回收罐6进一步冷却，其后经第二氨气输送管15送入脱硫系统。在蒸发室2内的脱硫废液变成的气液混合物再降温冷却后成为有几种铵盐的混盐（副盐）由冷凝液输出管9输送到粗盐库。副盐与氨水分离，达到本实用新型所述的目的。
Claims (3)
1.一种从脱硫废液中提取副盐的装置，包括蒸发器（1）、蒸发室（2）、冷凝冷却器（3）、氨水槽（4）、真空泵（5）和氨气回收罐（6），以及脱硫废液输入管（7）、浓缩液输送管（8）、冷凝液输出管（9）、气液混合物输送管（10）、含氨蒸汽输送管（11）、氨水输入管（12）、未冷凝氨气输送管（13）、第一氨气输送管（14）、第二氨气输送管（15）和氨水输出管（16），其特征在于：气液混合物输送管（10）的两头分别从蒸发器（1）的顶端和蒸发室（2）的上顶侧壁连接/连通蒸发器（1）、蒸发室（2）的内腔，含氨蒸汽输送管（11）的两端分别从蒸发室（2）的顶端和冷凝冷却器（3）的侧壁连接/连通蒸发室（2）和冷凝冷却器（3）的内腔，两端带开关的浓缩液输送管（8）的两头分别从蒸发器（1）和蒸发室（2）的底端连接/连通蒸发器（1）、蒸发室（2）的内腔；靠近蒸发器（1），在浓缩液输送管（8）上连接/连通有脱硫废液输入管（7），靠近蒸发室（2），在浓缩液输送管（8）上连接/连通有带开关的冷凝液输出管（9）；在蒸发器（1）中安装有带蒸汽输入管（1a）的蒸汽管道，在冷凝冷却器（3）中安装有带循环水进管（3a）的循环冷却水管道；带开关的氨水输入管（12）的两头分别从冷凝冷却器（3）下侧壁和氨水槽（4）的顶端连接/连通冷凝冷却器（3）、氨水槽的内腔，靠近氨水输入管（12），未冷凝氨气输送管（13）的一端连接/连通氨水槽（4）的内腔，未冷凝氨气输送管（13）的另一端与真空泵（5）的入口端相连，真空泵（5）的出口端连接有带开关的第一氨气输送管（14）的一头，第一氨气输送管（14）的另一端从顶端连接/连通氨气回收罐（6）的内腔，在氨气回收罐（6）的底端连接/连通有第二氨气输送管（15）的一端，第二氨气输送管（15）的另一端连氨气脱硫系统；带开关的氨水输出管（16）的一头从氨水槽（4）的底端连接/连通氨水槽（4）的内腔，氨水输出管（16）的另一头连接/连通第二氨气输送管（15）。
2.根据权利要求1所述的一种从脱硫废液中提取副盐的装置，其特征是蒸发器（1）和蒸发室（2）的底端有位置差W。
3.根据权利要求1或2所述的一种从脱硫废液中提取副盐的装置，其特征是安装在蒸发器（1）中的蒸汽管道和安装在冷凝冷却器（3）中的循环冷却水管道为螺旋板式或列管式的蒸汽管道和循环冷却水管道。
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