CN209721679U - 一种柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,具体包括柠檬酸钠解析贫液储罐(1)、硫酸储罐(2)、柠檬酸储罐(3)、石灰浆配置箱(4)、夹套反应釜(5)~(8)、过滤器(9)~(12)、泵(13)~(16)和碳酸钙粉末加料箱(17),以及上述设备之间的管道连接。本实用新型装置可以有效净化柠檬酸钠解析贫液中的SO4 2‑离子,并能最大限度保留柠檬酸根离子,而且能副产高品质的石膏晶须产品,具有降低生产成本、减少“三废”排放等优点。
Description
技术领域
本发明属于化工环保技术和工业危废再利用技术领域,具体涉及一种柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置。
背景技术
柠檬酸钠法是20世纪70年代由挪威和瑞典等国家首先开发成功的液体SO2生产技术,能从含SO2 0.3~7%的气体中吸收90%以上的SO2,吸收液采用蒸汽加热再生,产出90%左右的高浓度SO2气体。国内不少硫酸企业至今仍采用柠檬酸钠法生产液体SO2,获得了较好的经济效益。
柠檬酸钠法近年来又被开发成为一种先进的烟气脱硫方法,具有投资小、工艺流程短、设备简单、能有效回收SO2、适用性强、吸收率可达99%以上等优点,已在高浓度SO2的冶炼烟气中成功应用。
柠檬酸钠法吸收SO2是典型的液相吸收-解析脱硫技术,吸收过程中SO2溶于水后会部分电离出H+和HSO3 -,而H+浓度的逐渐增加又会抑制SO2的吸收,柠檬酸钠法的原理是利用柠檬酸根的多元羧酸缓冲能力,使得在SO2吸收过程液相中H+浓度保持在一定水平,从而能吸收更多的SO2,但是当SO2气体中混有O2时,会使柠檬酸钠吸收液中的NaHSO3、Na2SO3进一步氧化成NaHSO4、Na2SO4。在实际运行过程中由于杂质的催化氧化和常规高温解析的交互作用,使得吸收液中SO4 2-快速生成,而当液相中SO4 2-浓度增加到一定数值后,SO3 2-氧化生成SO4 2-的速度也会大大加快,一方面会形成NaHSO4和NaSO4的结晶析出,堵塞管道和设备,另一方面又会显著降低SO2的吸收效率和增加吸收液的消耗,从而造成恶性循环、导致频繁停车。因此,工业上一般要求柠檬酸盐解析贫液中SO4 2-浓度不超过70 g/L。
高效净化柠檬酸钠解析贫液中的SO4 2-已成为有效实现吸收循环液循环的关键制约环节之一。但是在蒸汽解吸再生过程中,一方面柠檬酸钠吸收富液中的NaHSO3、Na2SO3不能完全分解;另一方面富液中的NaHSO4、Na2SO4不会分解。而且,SO2烟气中或多或少也会存在少量SO3,尤其是硫酸工业生产液体二氧化硫时,来自硫磺制酸装置来的炉气中难免会带来一定量的SO3气体和酸雾,最终都会导致柠檬酸钠吸收液在循环过程中硫酸盐(NaHSO4、Na2SO4等)的浓度越来越高,严重影响后续吸收-解析过程。目前,工业上柠檬酸钠吸收液在循环吸收-解析3-10次后作为废液排出,不仅带来严重的环境污染,而且还制约了柠檬酸钠吸收工艺的成本和操作的连续性。
柠檬酸盐解析贫液一般具有盐分、SO4 2-和柠檬酸根含量高等特点。现有文献报道的碳酸钡沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离法、电渗析法以及低温冷冻结晶法等分离、净化柠檬酸盐解析贫液中的SO4 2-的技术和工艺普遍存在成本高、能耗高、分离深度差、原料消耗大等缺点和弊端。
发明内容
本实用新型旨在克服上述技术缺陷,提供一种柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置。
为实现上述目的,本实用新型所涉及的柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,具体包括柠檬酸钠解析贫液储罐(1)、硫酸储罐(2)、柠檬酸储罐(3)、石灰浆配置箱(4)、第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)、第I过滤器(9)、第II过滤器(10)、第III过滤器(11)、第IV过滤器(12)、第I泵(13)、第II泵(14) 、第III泵(15) 、第IV泵(16)和碳酸钙粉末加料箱(17);所述第I夹套反应釜(5)与柠檬酸钠解析贫液储罐(1)之间、第I夹套反应釜(5)与石灰浆配置箱(4)之间分别通过设置有第I泵(13)、第II泵(14)的管道连接;所述第I夹套反应釜(5)与第I过滤器(9)之间,第I过滤器(9)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第II夹套反应釜(6)与硫酸储罐(2)之间通过设置有第III泵(15)的管道连接,所述第II过滤器(10)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)之间分别通过管道连接;
所述第III夹套反应釜(7)与碳酸钙粉末加料箱(17)之间通过管道连接,所述第III过滤器(11)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第IV夹套反应釜(8)与柠檬酸储罐(3)之间通过设置有第IV泵(16)的管道连接,所述第IV过滤器(12)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接。
所述的第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)是可控温的夹套搅拌反应釜。
所述的第I泵(13)、第III泵(15)、第IV泵(16)为耐腐蚀的酸输送泵。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的解释说明,并非对其保护范围的限制。
如图1所示,本实用新型所涉及的柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,具体包括柠檬酸钠解析贫液储罐(1)、硫酸储罐(2)、柠檬酸储罐(3)、石灰浆配置箱(4)、第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)、第I过滤器(9)、第II过滤器(10)、第III过滤器(11)、第IV过滤器(12)、第I泵(13)、第II泵(14) 、第III泵(15) 、第IV泵(16)和碳酸钙粉末加料箱(17);所述第I夹套反应釜(5)与柠檬酸钠解析贫液储罐(1)之间、第I夹套反应釜(5)与石灰浆配置箱(4)之间分别通过设置有第I泵(13)、第II泵(14)的管道连接;所述第I夹套反应釜(5)与第I过滤器(9)之间,第I过滤器(9)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第II夹套反应釜(6)与硫酸储罐(2)之间通过设置有第III泵(15)的管道连接,所述第II过滤器(10)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)之间分别通过管道连接;
所述第III夹套反应釜(7)与碳酸钙粉末加料箱(17)之间通过管道连接,所述第III过滤器(11)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第IV夹套反应釜(8)与柠檬酸储罐(3)之间通过设置有第IV泵(16)的管道连接,所述第IV过滤器(12)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接。
所述的第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)是可控温的夹套搅拌反应釜。
所述的第I泵(13)、第III泵(15)、第IV泵(16)为耐腐蚀的酸输送泵。
结合具体工艺操作条件描述本实用新型所涉及的柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置实施过程如下:
步骤一、在常压下设定第I夹套反应釜(5)转速为200~500r/min、温度为100~115℃,分别通过第I泵(13)、第II泵(14)向第I夹套反应釜(5)内加入柠檬酸钠解析贫液、石灰浆,搅拌0.5~2 h后将第I夹套反应釜(5)内的物料放入第I过滤器(9)进行过滤操作,得到滤液I和滤饼I;
步骤二、在常压下设定第II夹套反应釜(6)转速为200~500r/min、温度为100~115℃,先将步骤一所得的滤饼I、硫酸和晶习改良剂加入第II夹套反应釜(6),反应过程中产生的SO2废气送入柠檬酸钠法SO2吸收系统,搅拌反应2~4 h后再将第II夹套反应釜(6)内的物料放入第II过滤器(10)进行过滤操作,得到滤液II和滤饼II,滤饼II洗涤、干燥得到副产石膏晶须;
步骤三、在常压下设定第III夹套反应釜(7)转速为200~500r/min、温度为100~115 ℃,将步骤二所得的滤液II放入第III夹套反应釜(7),再通过碳酸钙粉末加料箱(17)向第III夹套反应釜(7)内加入碳酸钙粉末调整溶液pH=6.5~7.5,然后再将第III夹套反应釜(7)内的物料放入第III过滤器(11)进行过滤操作,得到滤液III和滤饼III,滤饼III送入步骤二中的第II夹套反应釜(6);
步骤四、在常压下设定第IV夹套反应釜(8)转速为200~500r/min、温度为100~115℃,将步骤一所得的滤液I与步骤三所得的滤液III加入到第IV夹套反应釜(8),再通过第IV泵(16)向第IV夹套反应釜(8)加入柠檬酸调整溶液的pH=3~5,搅拌10~30 min,然后再将第IV夹套反应釜(8)内的物料放入第IV过滤器(12)进行过滤操作,得到滤液IV和滤饼IV,滤饼IV送入步骤二中的第II夹套反应釜(6),所得滤液IV为柠檬酸钠解析贫液的净化液,净化液中的硫酸根离子浓度小于2 g/L。
所述的柠檬酸钠解析贫液为采用柠檬酸钠法吸收气相中SO2后的富液经水蒸汽汽提解析再生所得的吸收循环液,其温度为80~115 ℃,柠檬酸根浓度为100~400 g/L,硫酸根离子浓度为30~90 g/L,pH=3~5。
所述的石灰浆浓度为10~30wt%,石灰浆的加入质量为柠檬酸钠解析贫液质量的0.5~2倍。
所述的硫酸加入质量为柠檬酸钠解析贫液质量的0.07~0.3倍。
所述的晶习改良剂为MgSO4,MgSO4加入质量为滤饼II质量的0.005~0.01倍。
所述的副产石膏晶须为半水硫酸钙,纯度大于90%,晶须长径比大于30。
Claims (3)
1.一种柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,其特征在于,具体包括柠檬酸钠解析贫液储罐(1)、硫酸储罐(2)、柠檬酸储罐(3)、石灰浆配置箱(4)、第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)、第I过滤器(9)、第II过滤器(10)、第III过滤器(11)、第IV过滤器(12)、第I泵(13)、第II泵(14) 、第III泵(15) 、第IV泵(16)和碳酸钙粉末加料箱(17);所述第I夹套反应釜(5)与柠檬酸钠解析贫液储罐(1)之间、第I夹套反应釜(5)与石灰浆配置箱(4)之间分别通过设置有第I泵(13)、第II泵(14)的管道连接;所述第I夹套反应釜(5)与第I过滤器(9)之间,第I过滤器(9)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第II夹套反应釜(6)与硫酸储罐(2)之间通过设置有第III泵(15)的管道连接,所述第II过滤器(10)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)之间分别通过管道连接;
所述第III夹套反应釜(7)与碳酸钙粉末加料箱(17)之间通过管道连接,所述第III过滤器(11)与第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接;
所述第IV夹套反应釜(8)与柠檬酸储罐(3)之间通过设置有第IV泵(16)的管道连接,所述第IV过滤器(12)与第II夹套反应釜(6)、第IV夹套反应釜(8)之间分别通过管道连接。
2.根据权利要求1所述的柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,其特征在于,所述的第I夹套反应釜(5)、第II夹套反应釜(6)、第III夹套反应釜(7)、第IV夹套反应釜(8)是可控温的夹套搅拌反应釜。
3.根据权利要求1所述的柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须的装置,其特征在于,所述的第I泵(13)、第III泵(15)、第IV泵(16)为耐腐蚀的酸输送泵。
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