CN220238240U - 硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，属于尾气处理技术领域。硫硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，包括一次脱硫器、气体混合器和二次脱硫器；一次脱硫器内部设置有稀硫酸吸收浆液，用于净化处理硫酸法钛白生产过程的含硫尾气，一次脱硫器通过第一管道连接气体混合器的进气端，气体混合器的进气端还连接有第二管道，第二管道用于输送硫酸干尾气，气体混合器的出气端通过第三管道连接二次脱硫器，二次脱硫器通过第四管道连接一次脱硫器。本实用新型的处理系统，可以充分回收含硫尾气中的硫资源，制得成品硫酸，变废为宝，经处理系统处理后的尾气达标排放，含硫尾气的处理成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，属于尾气处理技术领域。
背景技术
硫酸法生产钛白粉因工艺成熟、设备简单、对原料的要求不高等优势而被广泛应用，是我国目前比较普遍且产能较大的钛白粉生产工艺。硫酸法制钛白工艺主要包括有钛铁矿酸解、钛液水解、偏钛酸水洗、盐处理、煅烧和表面处理等工序。其中，偏钛酸煅烧是一个强烈的吸热过程，工业上一般采用回转窑煅烧。盐处理后的偏钛酸在回转窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。煅烧工序是由偏钛酸输送、二氧化钛冷却及输送、窑后排风收尘和燃料供给系统所组成。偏钛酸煅烧生成的大量废气从窑尾排出，其中除燃烧产物，水汽、三氧化硫外，带有部分二氧化钛粉尘(俗称窑灰)。为了提高回收率，需将废气送入收尘系统以回收二氧化钛粉尘。工业上采用重力收尘(如沉降室)，湿法收尘(喷淋装置)，离心收尘(旋风分离器)及电收尘(静电收尘器)等，分离粉尘后的尾气含有一定量的三氧化硫，经三氧化硫吸收装置降低到符合排放标准后排空。
目前，偏钛酸煅烧尾气的处理方法一般是先通过旋风除尘去除煅烧烟气中大部分粗颗粒粉尘，然后进入文丘里洗涤器对煅烧尾气温度进行降温处理，降温后的煅烧尾气进入NaOH碱洗塔中去除二氧化硫，碱洗后的煅烧烟气进入电除雾器去除酸雾和极少量的粉尘后排放。该方法会消耗大量碱液，以烟气量为10000m3/h的煅烧炉为例，每年仅NaOH消耗一项就高达数百万元，因此，尽管经多级处理后的钛白粉煅烧窑尾气能达到相关排放标准，但存在碱洗塔运行费用高的问题。同时，钠碱法脱硫产物为Na2SO3和Na2SO4，存在二次污染问题，且很难进一步满足排放标准日益严格的环保要求。
申请号为201911136999.1的实用新型专利公开了一种硫酸法钛白煅烧窑尾气净化工艺方法以及装置，该方法包括偏钛酸煅烧窑尾气大颗粒粉尘初步处理、偏钛酸煅烧窑尾气精处理、碱液洗涤排空处理三步净化工艺。如上所述，该方法采用碱液洗涤吸收成本高，且吸收后产生的废水需要进行处理，产生了二次污染。
申请号为201911081907.4的实用新型专利公开了脱硫方法、脱硫设备以及脱硫混合物，该脱硫方法包括发生在脱硫反应单元中的如下内容：接收含有二氧化硫和氧气的待处理气体并将它们引入脱硫混合物；脱硫混合物中作为连续相的水吸收二氧化硫和氧气并形成溶解的硫源和氧源；脱硫混合物中作为分散相的活性炭催化剂颗粒使分散相表面的硫源与氧源生成硫酸；排出从所述脱硫混合物中处理后的尾气。该方法能够克服传统固定床活性炭基催化脱硫技术中当H2SO4在活性炭催化剂孔隙中的出现后催化反应速率快速下降的问题，但是，其副产的硫酸浓度较低，不利于后续利用，且排出的尾气无法达到排放标准，还需进一步地处理。
实用新型内容
针对以上缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供了硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，可以低成本的回收处理偏钛酸煅烧过程中产生的含硫尾气和硫酸尾气，回收硫资源，副产硫酸并且处理后的尾气达到排放标准。
本实用新型硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，包括一次脱硫器、气体混合器和二次脱硫器；所述一次脱硫器内部设置有稀硫酸吸收浆液，用于净化处理硫酸法钛白生产过程的含硫尾气，所述一次脱硫器通过第一管道连接所述气体混合器的进气端，所述气体混合器的进气端还连接有第二管道，所述第二管道用于输送硫酸干尾气，所述气体混合器的出气端通过第三管道连接所述二次脱硫器，所述二次脱硫器通过第四管道连接所述一次脱硫器。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述二次脱硫器包括脱硫塔和再生酸池，所述第三管道连接所述脱硫塔的进气端，所述脱硫塔的底部通过第五管道连接所述再生酸池。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述再生酸池并联设置有多个；所述脱硫塔并联设置有多个。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述脱硫塔的内顶部设置有喷液管，所述再生酸池的底部通过第六管道连接所述喷液管，所述第六管道设置有稀硫酸泵。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述第四管道的一端与所述第六管道连通。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述脱硫塔内部填充有可再生填料。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述再生酸池连接有第七管道，所述第七管道用于向所述再生酸池内输送再生介质，所述再生介质用于所述可再生填料的再生。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述一次脱硫器中部间隔设置有多个格栅布气板，每个所述格栅布气板的上方均设置有脱硫喷淋管，所述一次脱硫器的底部通过第八管道连接所述脱硫喷淋管，所述第八管道设置有浆液循环泵。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述格栅布气板的厚度为100-150mm，所述格栅布气板设置有布气孔，所述布气孔的孔径为的20-30mm。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述一次脱硫器顶部间隔设置有多个除雾板，每个所述除雾板的上方均设置有除雾喷淋管，所述第八管道通过第九管道连接所述除雾喷淋管，所述第九管道设置有澄清装置。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述澄清装置包括旋流器和澄清器，所述第八管道与所述旋流器的顶部侧面连通，所述旋流器的底部连接所述澄清器，所述澄清器的顶部侧面连接所述第九管道，所述第九管道上设置有清液泵。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述旋流器的顶部通过第十管道连接所述一次脱硫器。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述第九管道通过第十一管道连接稀硫酸精制器。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述清液泵的输入端连接有清液暂存罐。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述澄清器的底部通过第十二管道连接配料釜，所述配料釜通过第十三管道连接所述一次脱硫器，所述第十三管道上设置有出料泵所述配料釜连接有活性剂输入管道。
在本实用新型的一个具体实施方式中，所述第四管道的一端与所述第十二管道连通。
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
1、本实用新型的处理系统，可以充分回收含硫尾气中的硫资源，制得成品硫酸，变废为宝，经处理系统处理后的尾气达标排放，含硫尾气的处理成本低。
2、本实用新型的气体混合器可以使得含硫废气和脱硫尾气充分的混合，在二段脱硫器中充分的转化为浓度5～10％的硫酸，通过管道回输至一次脱硫器中，可作为净化含硫尾气的稀硫酸吸收浆液，可以得到浓度为20％的稀硫酸，制得成品硫酸。
附图说明
图1为本实用新型实施例硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、一次脱硫器；2、气体混合器；31、脱硫塔；32、再生酸池；4、第一管道；5、第二管道；6、第三管道；7、第四管道；8、第五管道；9、喷液管；10、第六管道；11、稀硫酸泵；12、可再生填料；13、第七管道；14、格栅布气板；15、脱硫喷淋管；16、第八管道；17、脱硫浆液泵；18、除雾板；19、除雾喷淋管；20、第九管道；211、旋流器；212、澄清器；213、清液暂存罐；214、清液泵；215、配料釜；216、出料泵；22、第十管道；23、第十一管道；24、稀硫酸精制器；25、第十二管道；26、第十三管道；27、活性剂输入管道。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
基于附图1，本实施例硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，包括一次脱硫器1、气体混合器2和二次脱硫器；一次脱硫器1内部设置有稀硫酸吸收浆液，用于净化处理硫酸法钛白生产过程的含硫尾气，一次脱硫器1通过第一管道4连接气体混合器2的进气端，气体混合器2的进气端还连接有第二管道5，第二管道5用于输送硫酸干尾气，气体混合器2的出气端通过第三管道6连接二次脱硫器，二次脱硫器通过第四管道7连接一次脱硫器1。
本实施例中，一次脱硫器1为塔式，一次脱硫器1具有尾气输入端，硫酸法钛白生产的含硫尾气通过含硫尾气管道与一次脱硫器1的尾气输入端连通；一次脱硫器1的尾气输入端输入的含硫尾气的温度为100℃℃，一次脱硫器1的顶部设置尾气输出端，尾气输出端输出的尾气为60℃。
本实施例中，稀硫酸吸收浆液为稀硫酸(来自于二次脱硫器，浓度5～10wt％)与活性剂(活性炭)混合形成的固液混合物，脱硫处理硫酸法钛白生产含硫尾气的过程，具体为：前段硫酸法钛白生产过程中产生的100℃含硫尾气输入一次脱硫器1中，含硫尾气中的SO2、SO3与水在活性剂的催化作用下反应生成H2SO4(需要补充一定的氧源，例如空气)，生成的H2SO4被吸收到稀硫酸吸收浆液中，因此稀硫酸吸收浆液中的H2SO4浓度逐渐升高，当稀硫酸吸收浆液中H2SO4浓度≥20wt％，可采出后进行精制，以获得硫酸成品；含硫尾气经过一次脱硫器1处理后还会产生60℃含硫湿尾气，含硫湿尾气与硫酸干尾气在气体混合器2中混合形成混合尾气，输入到二次脱硫器中脱硫处理得到5～10wt％的稀硫酸，回输到一次脱硫器1中使用，二次脱硫器的尾气则达到排放标准。
在一些实例中，二次脱硫器包括脱硫塔31和再生酸池32，第三管道6连接脱硫塔31的进气端，脱硫塔31的底部通过第五管道8连接再生酸池32；再生酸池32储存脱硫塔31脱硫处理得到的稀硫酸溶液。
在一些实例中，再生酸池32并联设置有多个；脱硫塔31并联设置有多个，其中至少一个脱硫塔31处于备用状态，其余的脱硫塔31对混合尾气进行脱硫处理，由于脱硫塔31中脱硫处理得到的稀硫酸溶液浓度存在不同，为了保障回输至一次脱硫器1的稀硫酸浓度在5～10wt％，故再生酸池32并联设置多个，分别用于储存不同浓度的稀硫酸溶液。
在一些实例中，脱硫塔31的内顶部设置有喷液管9，再生酸池32的底部通过第六管道10连接喷液管9，第六管道10设置有稀硫酸泵11；为了促进脱硫塔31内部对混合尾气的脱硫作用，稀硫酸泵11将再生酸池32中的稀硫酸输送回脱硫塔31中喷淋，增加了对混合尾气吸收作用。
在一些实例中，第四管道7的一端与第六管道10连通；稀硫酸泵11不仅可以将脱硫塔31处理得到的稀硫酸回输到脱硫塔31中作为吸收液，还可以将稀硫酸通过第四管道7输送到一次脱硫器1中，提高了稀硫酸泵11的利用率，避免了另设用于输送稀硫酸的泵，减少安装成本。
在一些实例中，脱硫塔31内部填充有可再生填料12；可再生填料12可以再生，无需将在二次脱硫过程中更换。
在一些实例中，再生酸池32连接有第七管道13，第七管道13用于向再生酸池32内输送再生介质，再生介质用于可再生填料12的再生；可再生填料12的再生，可以用更低浓度的稀硫酸进行冲洗再生；再生介质优选为水，由于可再生填料12的孔隙在脱硫过程中吸附H2SO4饱和，而采用水或者更低浓度的稀硫酸进行冲洗，可以使得可再生填料12的孔隙中H2SO4脱附再生。
在一些实例中，一次脱硫器1中部间隔设置有多个格栅布气板14，每个格栅布气板14的上方均设置有脱硫喷淋管15，一次脱硫器1的底部通过第八管道16连接脱硫喷淋管15，第八管道16设置有浆液循环泵。
在一些实例中，格栅布气板14的厚度为100～150mm，格栅布气板14设置有布气孔，布气孔的孔径为的20～30mm。
本实施例中，格栅布气板14具有一定的厚度，布气孔具有足够的孔径，可以避免稀硫酸吸收浆液固液分离后堵塞布气孔。
在一些实例中，一次脱硫器1顶部间隔设置有多个除雾板18，每个除雾板18的上方均设置有除雾喷淋管19，第八管道16通过第九管道20连接除雾喷淋管19，第九管道20设置有澄清装置；除雾板18可以去除一次脱硫器1顶部的硫酸酸雾，以便于后处理。
在一些实例中，澄清装置包括旋流器211和澄清器212，第八管道16与旋流器211的顶部侧面连通，旋流器211的底部连接澄清器212，澄清器212的顶部侧面连接第九管道20，第九管道20上设置有清液泵214。
本实施例中，第八管道16输送的一部分稀硫酸吸收浆液进入到旋流器211中旋流分离，旋流器211底部的液体进入澄清器212中澄清，清液通过澄清器212顶部侧面的第九管道20输送到除雾喷淋管19喷出，从而返回一次脱硫器1；稀硫酸吸收浆液进行旋流、澄清处理，可以减少活性剂输送到一次脱硫器1的塔顶，防止活性剂在热作用下进入到一次脱硫器1的尾气中。
在一些实例中，旋流器211的顶部通过第十管道22连接一次脱硫器1；第十管道22可以将旋流器211顶部输出的液体返回到一次脱硫器1内。
在一些实例中，第九管道20通过第十一管道23连接稀硫酸精制器24；经过旋流、澄清处理得到的清液可通过第十一管道23输入稀硫酸精制器24中进行精制，可以获得硫酸成品。
在一些实例中，清液泵214的输入端连接有清液暂存罐213；清液暂存罐213作为临时储存清液的容器，可以根据需要将清液回输到一次脱硫器1内部，或输送到稀硫酸精制器24。
在一些实例中，澄清器212的底部通过第十二管道25连接配料釜215，配料釜215通过第十三管道26连接一次脱硫器1，第十三管道26上设置有出料泵216，配料釜215连接有活性剂输入管道27；配料釜215可以用于配置稀硫酸吸收浆液，活性剂输入管道27可以输入活性剂，可以保障在一次脱硫器1内脱硫处理含硫尾气过程中浆液各成分的稳定，有利于脱硫处理。
在一些实例中，第四管道7的一端与第十二管道25连通；第四管道7可以将二次脱硫器得到的5～10wt％稀硫酸输送到配料釜215中配料，从而返回一次脱硫器1内部；第四管道7也可与一次脱硫器1直接连通，以将5～10wt％稀硫酸输入到一次脱硫器1中，由于一次脱硫器1在脱硫过程中产出了浓度≥20wt％稀硫酸，而活性剂保留在一次脱硫器1内部，直接将5～10wt％稀硫酸输入一次脱硫器1也可形成稀硫酸吸收浆液；当一次脱硫器1内部的活性剂减少时，可通过配料釜215补充新的活性剂。
本实用新型对硫酸法钛白生产含硫尾气进行脱硫处理，既可以回收含硫尾气中的硫资源，又可以得到硫酸成品。
Claims (16)
1.硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，包括一次脱硫器、气体混合器和二次脱硫器；所述一次脱硫器内部设置有稀硫酸吸收浆液，用于净化处理硫酸法钛白生产过程的含硫尾气，所述一次脱硫器通过第一管道连接所述气体混合器的进气端，所述气体混合器的进气端还连接有第二管道，所述第二管道用于输送硫酸干尾气，所述气体混合器的出气端通过第三管道连接所述二次脱硫器，所述二次脱硫器通过第四管道连接所述一次脱硫器。
2.根据权利要求1所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述二次脱硫器包括脱硫塔和再生酸池，所述第三管道连接所述脱硫塔的进气端，所述脱硫塔的底部通过第五管道连接所述再生酸池。
3.根据权利要求2所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述再生酸池并联设置有多个；所述脱硫塔并联设置有多个。
4.根据权利要求3所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述脱硫塔的内顶部设置有喷液管，所述再生酸池的底部通过第六管道连接所述喷液管，所述第六管道设置有稀硫酸泵。
5.根据权利要求4所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述第四管道的一端与所述第六管道连通。
6.根据权利要求4所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述脱硫塔内部填充有可再生填料。
7.根据权利要求6所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述再生酸池连接有第七管道，所述第七管道用于向所述再生酸池内输送再生介质，所述再生介质用于所述可再生填料的再生。
8.根据权利要求1-7任一项所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述一次脱硫器中部间隔设置有多个格栅布气板，每个所述格栅布气板的上方均设置有脱硫喷淋管，所述一次脱硫器的底部通过第八管道连接所述脱硫喷淋管，所述第八管道设置有浆液循环泵。
9.根据权利要求8所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述格栅布气板的厚度为100～150mm，所述格栅布气板设置有布气孔，所述布气孔的孔径为的20～30mm。
10.根据权利要求8所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述一次脱硫器顶部间隔设置有多个除雾板，每个所述除雾板的上方均设置有除雾喷淋管，所述第八管道通过第九管道连接所述除雾喷淋管，所述第九管道设置有澄清装置。
11.根据权利要求10所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述澄清装置包括旋流器和澄清器，所述第八管道与所述旋流器的顶部侧面连通，所述旋流器的底部连接所述澄清器，所述澄清器的顶部侧面连接所述第九管道，所述第九管道上设置有清液泵。
12.根据权利要求11所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述旋流器的顶部通过第十管道连接所述一次脱硫器。
13.根据权利要求11所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述第九管道通过第十一管道连接稀硫酸精制器。
14.根据权利要求11所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述清液泵的输入端连接有清液暂存罐。
15.根据权利要求11所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述澄清器的底部通过第十二管道连接配料釜，所述配料釜通过第十三管道连接所述一次脱硫器，所述第十三管道上设置有出料泵，所述配料釜连接有活性剂输入管道。
16.根据权利要求15所述的硫酸法钛白生产含硫尾气资源化利用及超低排放处理系统，其特征在于，所述第四管道的一端与所述第十二管道连通。
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