一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置制造方法
【專利摘要】一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置是由自外向內(nèi)的承壓外殼、夾套、保溫層和耐火磚連接構(gòu)成，并由自上而下的氣體分離段Ⅰ、霧化熱解段Ⅱ、混流熱解段Ⅲ、非活性鹽熱解段Ⅳ和熱解鹽激冷段Ⅴ連通進(jìn)行部分氧化環(huán)境中脫硫廢液的處理。本發(fā)明裝置分段處理，保證了脫硫廢液中的芳香類化合物及有機(jī)物在部分氧化環(huán)境中分解，降低了生成廢水中的COD和硫化物，同時保證了脫硫廢液中的非活性鹽在還原氣氛下熱解，不僅徹底解決了脫硫廢液的污染問題，還能回收利用脫硫廢液中的有效成分。
【專利說明】一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理脫硫廢液的熱解裝置，特別是用于焦化濕法脫硫廢液無害化處理的熱解裝置。屬化工廢水回收及其處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著焦化工業(yè)的迅速發(fā)展，焦?fàn)t煤氣已成為一種大噸位能源和化工資源。粗焦?fàn)t煤氣因含有硫化物、氰化物等有害物質(zhì)，易造成后續(xù)深加工工段催化劑中毒，設(shè)備腐蝕，因此，必須對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫脫氰凈化處理。
[0003]現(xiàn)有國內(nèi)大多數(shù)焦化企業(yè)都采用濕法氧化法脫硫裝置。例如堿法脫硫裝置，以純堿為堿源，催化劑空氣氧化再生，脫硫脫氰效果好。但在該脫硫裝置中伴隨一些副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生一定量的副鹽，當(dāng)這類鹽在脫硫劑中累積到一定濃度時會大大降低脫硫劑活性和脫硫效率。為保證脫硫劑的脫硫效率，需定期向脫硫裝置中補(bǔ)充新鮮的無副鹽脫硫液，同時排出部分積累了高濃度副鹽的脫硫廢液。又因該廢液中含有毒性較大的硫氰酸根，焦化生化處理裝置無法處理，而外排又會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。由于生產(chǎn)成本及技術(shù)原因，國內(nèi)大部分焦化企業(yè)未設(shè)置焦化脫硫廢液處理裝置，而是直接噴灑煤場隨煉焦煤返回焦?fàn)t高溫分解，造成了環(huán)境污染、腐蝕配煤設(shè)備，降低了焦炭質(zhì)量及焦?fàn)t內(nèi)部構(gòu)件性能，同時增大了煤氣脫硫負(fù)荷，增加了運(yùn)行成本。因此，開發(fā)清潔高效處理脫硫廢液的設(shè)備裝置已是現(xiàn)有焦化企業(yè)面臨的難題之一。 [0004]現(xiàn)有文獻(xiàn)CN101992017A公開報道了 “一種焦化行業(yè)含鈉脫硫廢液的處理裝置及方法”，該裝置將焦化含鈉脫硫廢液與電廠脫硫廢液以1:15~20混合，為電廠脫硫補(bǔ)充堿源，吸收電廠產(chǎn)生的S02。裝置中主要利用焦化脫硫廢液中的Na2C03、NaHC03、Na0H等堿性組分，而廢液中高濃度的NaSCN、Na2S2O3大部分滯留在廢液中，無法得到處理。
[0005]現(xiàn)有文獻(xiàn)CN101597522A公開報道了 “一種焦?fàn)t煤氣脫硫處理方法及其專用裝置”，該發(fā)明將廢液處理裝置、生硫利用裝置與脫硫裝置相連，復(fù)合成一個完整的煤氣脫硫脫氰工藝裝置，其脫硫廢液采用傳統(tǒng)的真空蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶工藝技術(shù)處理，提出脫硫廢液中的副鹽。該裝置雖然能有效處理脫硫廢液中的副鹽，但需經(jīng)過多次固液分離、重結(jié)晶過程，工藝過程復(fù)雜，且由于廢液中含有多種雜質(zhì)，硫氰酸銨和硫代硫酸銨濃度低且溶解度高，需在高濃度下才能結(jié)晶，對脫硫廢液中硫氰酸銨和硫代硫酸銨的結(jié)晶比例要求嚴(yán)格，所以在提純過程中需要多效加熱冷卻裝置，條件要求苛刻。存在過程復(fù)雜，能耗較高和所得鹽純度低等問題，有待進(jìn)一步的研究和作一定程度的改進(jìn)。
[0006]現(xiàn)有文獻(xiàn)CN101979340A公開報道了 “一種脫硫廢液處理工藝及設(shè)備”，該設(shè)備將脫硫廢液送入密閉的水解反應(yīng)器，在一定的溫度和壓力條件下將廢液中的氰化物水解成甲酸鹽、氨等無毒或微毒的化合物，然后送入蒸氨塔。該脫硫廢液處理裝置能有效水解廢液中的大部分氰化物，但對于硫代硫酸鹽、硫酸鹽作用效果不明顯，這部分鹽和未水解的氰化物仍在系統(tǒng)中循環(huán)，當(dāng)?shù)嚼鄯e到一定濃度時還需外排一部分高濃度含鹽廢液；另外，水解反應(yīng)時間為10~80min，反應(yīng)停留時間長，裝置處理能力及效率受限。[0007]現(xiàn)有文獻(xiàn)CNl01306885A —種焦化含硫廢水的資源化處理方法所采用的設(shè)備、CN102225816A 一種脫硫液回收副鹽及其循環(huán)利用的方法所采用的設(shè)備等，這些處理設(shè)備都屬于提鹽法，利用藥劑或結(jié)晶去除脫硫廢液中的副鹽。但該類脫硫廢液處理設(shè)備需要大量的藥劑作為沉淀劑或大量的蒸汽作為熱源，導(dǎo)致運(yùn)行成本居高不下，且結(jié)晶過程難以做到精準(zhǔn)控制，直接影響副產(chǎn)品的純度和回收率，使用規(guī)模受到限制。
[0008]現(xiàn)有文獻(xiàn)“脫硫廢液處理技術(shù)的開發(fā)”、“脫硫廢液焚燒”、“改良ADA法脫硫廢液的處理”公開報道的脫硫廢液處理方法及技術(shù)的設(shè)備，屬于脫硫廢液貧氧焚燒分解技術(shù)，通過燃?xì)馊紵诜贌隣t中產(chǎn)生高溫，在高溫氣氛下使脫硫廢液中的含鈉副鹽分解轉(zhuǎn)化為堿類鹽，并返回脫硫系統(tǒng)，焚燒氣體經(jīng)脫硫后并入煤氣管道，實(shí)現(xiàn)脫硫廢液無廢水排放處理。但在該方法中，脫硫廢液中含鈉副鹽在高溫條件下形成的熔融態(tài)固體與焚燒氣體同時激冷，易發(fā)生二次反應(yīng)，造成鈉鹽損失；另外，由于其反應(yīng)爐自身的缺陷，脫硫廢液在反應(yīng)過程中停留時間短，分解不完全，易堵塞管道。
[0009]現(xiàn)有公開報道的文獻(xiàn)中，脫硫廢液的處理方法及設(shè)備以回收副鹽為主，一般要經(jīng)多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備及大量蒸汽熱源才能實(shí)現(xiàn)副鹽分步回收，使處理成本增加；且所得副鹽的質(zhì)量及純度難以保證，在市場上有價無市，造成產(chǎn)品積壓，增大管理成本。此外，蒸發(fā)后的廢水如果不經(jīng)處理，其C0D、氮含量、硫化物等指標(biāo)仍然達(dá)不到焦化生化處理工序進(jìn)水口要求，需進(jìn)一步深化處理，使投資和運(yùn)行成本增加，難以大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0012]一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其特征在于:
所述熱解裝置是由自外向內(nèi)的承壓外殼、夾套、保溫層和耐火磚連接構(gòu)成，并由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通進(jìn)行部分氧化環(huán)境中脫硫廢液的處理；
所述氣體分離段I上部設(shè)置有熱解氣體出口，下部通過除霧器與霧化熱解段II連通；所述霧化熱解段II沿裝置圓周向下均勻設(shè)置有霧化噴嘴和一溫度檢測孔，霧化熱解段II下部通過一級氣液旋流板與混流熱解段III連通；
所述混流熱解段III位于一級氣液旋流板和二級氣液旋流板之間，設(shè)置有一個溫度檢測孔，并通過二級氣液旋流板與非活性鹽熱解段IV連通；
所述非活性鹽熱解段IV在二級氣液旋流板和熱解鹽激冷段V之間，并通過激冷器與熱解鹽激冷段V連通；非活性鹽熱解段IV沿裝置圓周水平均勻布置有燃?xì)鉄旌鸵粋€溫度檢測孔，燃?xì)鉄煸O(shè)有火焰檢測器，并與邏輯控制程序連接；
所述熱解鹽激冷段V位于裝置下部，上部設(shè)有激冷器，下部設(shè)有液體出口和固體出口，并裝配有液位顯示報警裝置。
[0013]上述技術(shù)方案還可以進(jìn)一步通通過如下附加技術(shù)特征進(jìn)行實(shí)施。
[0014]所述裝置內(nèi)部所有與物料接觸的金屬構(gòu)件均采用不銹鋼材質(zhì)。
[0015]所述耐火磚為堿性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小于1550°C。[0016]所述熱解裝置的反應(yīng)壓力為常壓或微正壓，氣體分離段I溫度300°C~400°C，霧化熱解段II <6500C，混流熱解段III 800°C~950°C，非活性鹽熱解段IV <12000C。
[0017]所述熱解裝置的原料脫硫廢液濃縮30%~50%，所用可燃?xì)鉃榻範(fàn)t煤氣、氫氣等富氫氣體，空氣系數(shù)0.6~0.85。
[0018]所述霧化噴嘴是2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角為O~60度，水平逆時針切線夾角為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。
[0019]所述燃?xì)鉄?9)為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，順時針切線夾角為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。
[0020]所述一級氣液旋流板與二級氣液旋流板安裝旋流方向相反，流體流向相反。
[0021]所述激冷器回收堿液時向裝置內(nèi)設(shè)液體噴頭；回收固體時無液體噴頭。
[0022]所述霧化噴和燃?xì)鉄斓钠矫鎶A角為O~60度。
[0023]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述所提供的一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其產(chǎn)生的積極效果和優(yōu)點(diǎn)如下:
本裝置采用高溫?zé)峤夥ㄌ幚砻摿驈U液，過程的反應(yīng)溫度低于廣大焦化企業(yè)使用的返爐焚燒法，因此限制了更多的污染物進(jìn)入熱解氣體中。另外，這一過程又是在還原氣氛條件下進(jìn)行的，含氰化合物分解徹底，且無氮氧化合物生成，因而有害物質(zhì)極少產(chǎn)生。
[0024]本裝置進(jìn)料為濃縮脫硫廢液，原料脫硫廢液濃縮量控制在30%~50%，一方面節(jié)約燃料和縮小設(shè)備尺寸，另一方面，使脫硫廢液中濃縮的高濃度有機(jī)物在部分氧化環(huán)境中分解，有效降低循環(huán)廢水的化學(xué)需氧量(C0D)。
[0025]本裝置分段處理脫硫廢液，把脫硫廢液中的芳香類化合物及其它有機(jī)化合物分解和非活性鹽熱解分段處理，一方面保證脫硫廢液中的芳香類化合物及其它有機(jī)化合物在部分氧化環(huán)境中分解，降低生成廢水中的COD ;另一方面保證脫硫廢液中的非活性鹽在還原氣氛下熱解，不僅徹底解決了脫硫廢液的污染問題，而且還能回收脫硫廢液中的有效成分。
[0026]本裝置分段處理脫硫廢液，使脫硫廢液的不同組分分段處理，特別是把物料進(jìn)口和高溫火焰分離，能有效防止脫硫廢液中非活性鈉鹽高溫?zé)峤庑纬甥}霧飄出裝置，充分保證脫硫廢液處理后不形成新的污染。此外，還能有效防止非活性鈉鹽和其它含碳組分熱解產(chǎn)生的鈉鹽和碳在物料霧化噴嘴和出口處遇冷凝結(jié)，堵塞噴嘴及排氣管道。
[0027]本裝置將熱解氣體和高溫?zé)峤恹}分開排出，能有效避免二者在高溫環(huán)境下發(fā)生二次反應(yīng)，進(jìn)而提高廢液中非活性鹽的熱解率，防止二次污染物生成。
[0028]本裝置的物料霧化噴嘴與燃?xì)鉄旆聪虿贾茫谘b置內(nèi)部產(chǎn)生正反兩種氣流，并設(shè)二級反向布置氣液旋流板，提高流體對流強(qiáng)度，增加裝置內(nèi)部流體返混程度，延長反應(yīng)停留時間，保證脫硫廢液在裝置內(nèi)熱解反應(yīng)充分進(jìn)行。
[0029]本裝置運(yùn)行靈活，處理后的脫硫廢液可根據(jù)用戶實(shí)際情況回收固體鹽或堿溶液，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，降低生產(chǎn)成本。
[0030] 本裝置設(shè)置有夾套，使高溫鈉鹽在內(nèi)壁上冷卻形成一層鈉鹽保護(hù)膜，保證鈉鹽高溫?zé)峤鈺r在裝置內(nèi)不掛壁，提聞耐火磚使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】[0031]圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)主視圖。
[0032]圖2是具有2個脫硫廢液霧化噴嘴裝配及流體流向俯視圖。
[0033]圖3是脫硫廢液霧化噴嘴裝配主視圖。
[0034]圖4是具有2個燃?xì)鉄煅b配及流體流向俯視圖。
[0035]圖5是燃?xì)鉄煅b配主視圖。
[0036]圖6是具有2個脫硫廢液霧化噴嘴和2個燃?xì)鉄煅b配俯視圖。
[0037]圖7是一級氣液旋流板及流體流向俯視圖。
[0038]圖8是二級氣液旋流板及流體流向俯視圖。
[0039]圖中:1_熱解氣體出口 ；2-承壓外殼；3-夾套；4_保溫層；5_除霧器；6、6a、6b_霧化噴嘴；7_耐火磚；8a、8b、8c-溫度檢測孔；9、9a、9b_燃?xì)鉄?10-激冷器;11-液體出口 ；12_固體出口 ；13a- —級氣液旋流板；13b- 二級氣液旋流板14、14a、14b_火焰檢測器。
[0040]1-氣體分離段；I1-霧化熱解段JI1-混流熱解段；IV-非活性鹽熱解段；V -熱解鹽激冷段。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖 通過【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的技術(shù)方案，并且也能夠達(dá)到本發(fā)明的所述效果。
[0042]實(shí)施本發(fā)明所提供的一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，該熱解裝置的主體結(jié)構(gòu)是自外向內(nèi)依次由承壓外殼2，夾套3，保溫層4和耐火磚7疊加連接構(gòu)成，并由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通構(gòu)成，采用富氫可燃?xì)怏w加熱提供熱源，將脫硫廢液送入熱解裝置中，在溫度和壓力以及還原氣氛條件下，將脫硫廢液中的非活性鈉鹽和氰化物分解為可回收的氣體和固體化合物，進(jìn)行部分氧化環(huán)境中脫硫廢液的處理。
[0043]在該熱解裝置中，氣體分離段I設(shè)有熱解氣體出口，壓力計和除霧器。反應(yīng)產(chǎn)生的熱解氣體在霧化熱解段II與脫硫廢液換熱，并經(jīng)過除霧器除去霧化小液滴后降溫至300°C~400°C排出反應(yīng)器。排出氣體含有H2S氣體、惰性氣體及未燃燒的還原性氣體，經(jīng)過與原料液換熱、氣液分離、脫硫后送入煤氣管。
[0044]在該熱解裝置中，霧化熱解段II位于除霧器與一級氣液旋流板之間，設(shè)有脫硫廢液霧化噴嘴和測溫孔，霧化噴嘴沿裝置圓周向下均勻切向布置。濃縮脫硫廢液經(jīng)霧化噴嘴進(jìn)入反應(yīng)裝置，脫硫廢液在該段主要以水分蒸發(fā)、芳香類化合物熱解及其它非鹽類有機(jī)化合物部分氧化分解為主，此段反應(yīng)溫度<650°C。為節(jié)約燃料和縮小設(shè)備尺寸，入裝置前，脫硫廢液要經(jīng)過必要的濃縮，濃縮量控制在30%~50%。同時，通過實(shí)時監(jiān)測溫度檢測孔處的溫度調(diào)整廢液流量，保證霧化熱解段的溫度穩(wěn)定在所需的溫度條件。
[0045]在該熱解裝置中，混流熱解段III位于一級氣液旋流板與二級氣液旋流板之間，設(shè)有測溫孔。來自霧化熱解段的廢液在重力和霧化噴嘴切向力的作用下，經(jīng)一級氣液旋流板逆時針進(jìn)入混流霧化熱解段，與來自二級氣液旋流板的順時針氣流碰撞，形成混流，進(jìn)而增加廢液在裝置內(nèi)的反應(yīng)停留時間，徹底分解廢液里的非鹽類有機(jī)物質(zhì)。大部分非活性鹽類在此段熱解，此段反應(yīng)溫度控制在800°C~950°C。[0046]在該熱解裝置中，非活性鹽熱解段IV位于二級氣液旋流板與熱解鹽激冷段之間，設(shè)有燃?xì)鉄旌蜏y溫孔，燒嘴上設(shè)有火焰檢測器，燃?xì)鉄煅匮b置圓周均勻水平切向布置。來自混流熱解段未熱解的非活性鹽組分在重力作用下進(jìn)入非活性鹽熱解段，在還原氣氛和高溫條件下徹底熱解，熱解鹽類呈熔融態(tài)。為提非活性鹽熱解率，防止熔融鈉鹽腐蝕反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件，此段平均反應(yīng)溫度控制在1200°C以下，空氣系數(shù)控制在0.6~0.85之間。另外，為保證熱解反應(yīng)在還原氣氛下進(jìn)行，所用燃?xì)鉃楦粴淇扇細(xì)怏w，如焦?fàn)t煤氣、氫氣等，并通過實(shí)時監(jiān)測溫度檢測孔處的溫度調(diào)整燃?xì)饬髁浚ＷC非活性鹽熱解段的平均溫度穩(wěn)定在1200°C 以下。
[0047]在該熱解裝置中，熱解鹽激冷段V位于裝置下部，設(shè)有激冷器、液位顯示報警裝置、固體出口和液體出口，可根據(jù)實(shí)際情況回收固體或堿溶液。當(dāng)需要回收堿溶液時，脫硫廢液濃縮產(chǎn)生的冷凝液通過激冷器噴入熱解鹽激冷段，溶解并冷卻熱解鹽類，形成堿溶液。堿溶液通過液體出口返回脫硫系統(tǒng)作為煤氣脫硫的堿源。當(dāng)要回收固體時，可通過激冷器和夾套的冷卻介質(zhì)共同冷卻熱解鹽類，形成固體顆粒，經(jīng)固體出口排出后可作為煤氣脫硫的固體堿源。
[0048]為保證反應(yīng)能順利高效進(jìn)行，所述反應(yīng)器內(nèi)平均反應(yīng)溫度控制在800°C~10000C，非活性鹽熱解段控制在1200°C以下，反應(yīng)壓力為常壓或微正壓。所有與物料有接觸的金屬構(gòu)件均采用不銹鋼材質(zhì)。反應(yīng)器內(nèi)部的耐火磚采用堿性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小于1550°C。
[0049]所述的燃?xì)鉄煳挥谘b置下部，燒嘴數(shù)量為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，沿切線進(jìn)入反應(yīng)裝置，順時針切線夾角Y為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。且設(shè)有火焰檢測器，連接警報系統(tǒng)，并通過邏輯程序控制，保證裝置內(nèi)點(diǎn)火前不排凈易爆氣體就不能點(diǎn)火，以防氣爆，一旦裝置內(nèi)發(fā)生熄火或點(diǎn)火失敗，立即自動切斷氣路、廢水供給，性能安全可
O
[0050]所述的物料霧化噴嘴位于反應(yīng)器上部，噴嘴數(shù)量為2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角β為O~60度，逆時針切線夾角α為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。
[0051]所述的物料霧化噴嘴與燃?xì)鉄斓钠矫鎶A角Θ為O~60度。
[0052]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出進(jìn)一步的說明。
[0053]如附圖1所示，實(shí)施一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，所述的裝置自上而下具有氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V，共5個層段。進(jìn)料脫硫廢液濃縮量控制在30%~50%，經(jīng)霧化噴嘴6霧化后進(jìn)入霧化熱解段I，進(jìn)入霧化熱解段I的霧化脫硫廢液與來自混流熱解段III的熱解氣體換熱，進(jìn)一步蒸發(fā)廢液中的水分，并使來自混流熱解段III的熱解氣體從800°C~950°C降到650°C以下，并吸收混流熱解段III非活性鈉鹽熱解產(chǎn)生的鹽霧。同時，通過實(shí)時監(jiān)測溫度檢測孔8a處的溫度調(diào)整廢液流量，保證霧化熱解段II的溫度穩(wěn)定在所需溫度條件。此外，在該段反應(yīng)溫度下，不足以使脫硫廢液中的非活性鈉鹽發(fā)生熱解反應(yīng)，但廢液中的芳香類化合物及其它非鹽類有機(jī)化合物發(fā)生部分氧化分解反應(yīng)，降低廢液的C0D。蒸發(fā)的水蒸汽和換熱后的熱解氣經(jīng)除霧器5去除降溫過程形成的水霧后一起進(jìn)入氣體分離段I，溫度降至300°C~400°C后經(jīng)熱解氣體出口 I排出反應(yīng)裝置，后經(jīng)與原料廢液換熱、氣液分離和脫硫后送入煤氣管。[0054]經(jīng)霧化熱解段I處理后的脫硫廢液通過一級氣液旋流板13a逆時針進(jìn)入混流熱解段III，與通過二級氣液旋流板13b順指針流向的高溫?zé)峤鈿饽嫦蚧旌?，產(chǎn)生混流，延長反應(yīng)停留時間，加深反應(yīng)進(jìn)度。在此段約800°C~950°C溫度下，大部分非活性鈉鹽發(fā)生熱解反應(yīng)，并徹底分解廢液里的非鹽類有機(jī)化合物。
[0055]來自混流熱解段III未熱解的非活性鹽組分在重力作用下進(jìn)入非活性鹽熱解段IV。燃?xì)夂涂諝?低于理論空氣量)經(jīng)燃?xì)鉄?、9a、9b在非活性鹽熱解段IV內(nèi)非完全燃燒，形成高溫還原氣氛，來自混流霧化熱解段III未熱解的非活性鈉鹽組分在還原氣氛和高溫條件下徹底熱解。為保證熱解反應(yīng)徹底、保護(hù)裝置內(nèi)部耐火磚和燃?xì)鉄?。此段空氣系?shù)控制在
0.6~0.85，并通過實(shí)時監(jiān)測溫度檢測孔Sc處的溫度調(diào)燃?xì)饬髁浚ＷC非活性鹽熱解段IV的平均反應(yīng)溫度應(yīng)控制在1200°C以下。燃?xì)鉄?、9a、9b上設(shè)有火焰檢測器14、14a、14b，且連接警報系統(tǒng)，并通過邏輯程序控制，保證裝置內(nèi)點(diǎn)火前不排凈易爆氣體就不能點(diǎn)火，以防氣爆，一旦裝置內(nèi)發(fā)生熄火或點(diǎn)火失敗，系統(tǒng)立即自動切斷氣路、廢水供給，性能安全可
O
[0056]在混流熱解段III和非活性鹽熱解段IV進(jìn)行的主要反應(yīng)如下:
硫代硫酸鈉熱解反應(yīng)為反應(yīng)(I)~(4):
Na2S203+4H2= Na2S+H2S+3H20(I)
Na2S203+3C0+H2= Na2S+H2S +3C02(2) Na2S203+H20= Na2S04+H2S(3)
4Na2S203= Na2Sx+3 Na2SO4(4)
硫酸鈉熱解反應(yīng)為反應(yīng)(5)~(7):
Na2S04+2H2+2C0= Na2CO3+ H2S+ H2CHCO2(5)
Na2S04+4H2= Na2S+4H20(6)
Na2S04+3H2+C0= Na2CO3+ H2S+2H20(7)
硫氰酸納熱解反應(yīng)為反應(yīng)(8)~(11):
2 NaSCN+5H20= Na2C03+2H2S+C02+2NH3(8)
2 NaSCN+4H20= Na2S+H2S+2C02+2NH3(9)
2 NaSCN+5H20= Na2C03+2H2S+C02+N2+3H2 (10)
2 NaSCN+4H20= Na2S+H2S+2C02+ N2+3H2(11)
其它反應(yīng)(12):
Na2CO3+ H2S = Na2S+C02+ H2O(12)
在上述熱解反應(yīng)中，硫代硫酸鈉熱解反應(yīng)以反應(yīng)(I) (2)為主，硫酸鈉熱解反應(yīng)以反應(yīng)(5) (6)為主。硫氰酸鈉熱解反應(yīng)，因霧化噴嘴與燃?xì)鉄旆聪虿贾?，產(chǎn)生正反兩種氣流，并設(shè)置二級氣液旋流板，提高流體對流強(qiáng)度，增大返混程度，延長反應(yīng)停留時間，發(fā)生以(10)
(11)為主的熱解反應(yīng)。熱解氣主要為H2S、N2、C02、H2及未燃燒的富氫氣體，熱解鹽以Na2S和Na2CO3為主。熱解氣在燃燒產(chǎn)生的熱升力和氣液旋流板13a、13b產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流的作用下流向反應(yīng)裝置頂部，經(jīng)熱解氣體出口 I排出，后與原料脫硫廢液換熱濃縮脫硫廢液，再進(jìn)行氣液分離，然后通入吸收塔，H2S經(jīng)吸收塔轉(zhuǎn)化為硫，其它組分送入煤氣管。而熱解鹽則在重力作用下向下進(jìn)入熱解鹽激冷段V，經(jīng)冷卻后排出反應(yīng)器。該過程將熱解氣體和高溫?zé)峤恹}類分開排出，能有效避免二者在高溫條件下發(fā)生二次反應(yīng)，進(jìn)而提高廢液中非活性鈉鹽的熱解效率，減少二次污染物的生成。
[0057]此外，裝置設(shè)有夾套3，使熱解高溫鈉鹽在內(nèi)壁上冷卻形成一層鈉鹽保護(hù)膜，保證熱解納鹽聞溫?zé)峤鈺r在裝置內(nèi)不掛壁，提聞耐火磚使用壽命。
[0058]混流熱解段III和非活性鹽熱解段IV反應(yīng)產(chǎn)生的熱解鹽在重力作用下進(jìn)入熱解鹽激冷段V，通過改變激冷器10的冷卻方式可靈活實(shí)現(xiàn)回收固體或堿溶液。當(dāng)要回收堿溶液時，脫硫廢液濃縮產(chǎn)生的冷凝液，熱解氣氣液分離所得冷凝液，一起通過激冷器10噴灑到熱解鹽激冷段V，并和夾套3內(nèi)的冷卻介質(zhì)一起溶解和冷卻熱解鹽，形成堿溶液，堿溶液通過液體出口 11返回脫硫系統(tǒng)作為煤氣脫硫的堿源。當(dāng)要回收固體時，脫硫廢液濃縮產(chǎn)生的低溫冷凝液通過激冷器10，但不噴入熱解鹽激冷段V，并和夾套3內(nèi)的冷卻介質(zhì)一起冷卻熱解鹽，形成固體顆粒，固體顆粒經(jīng)固體出口排出后可作為煤氣脫硫的固體堿源。
[0059]下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，本專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明具體實(shí)施例后，能夠理解和實(shí)施本發(fā)明，而本具體實(shí)施例是對本發(fā)明的詳細(xì)說明，并不對本發(fā)明做出任何限制。
[0060]實(shí)施例1
含鈉脫硫廢液(以下 稱為廢液，下同)原液與來自熱解氣體出口 I的熱解氣換熱后濃縮30%，經(jīng)霧化噴嘴6a、6b霧化后向下沿內(nèi)壁切線進(jìn)入霧化熱解段II，在約600°C條件下，廢液進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮，廢液中的芳香類化合物及其它非鹽類有機(jī)化合物分解。分解后的氣體、水蒸氣和來自下段的熱解氣向 上經(jīng)過除霧器5進(jìn)入氣體分離段I，溫度降至350°C左右后排出。通過檢測溫度檢測孔8a溫度調(diào)整廢液流量，保證霧化熱解段II的溫度穩(wěn)定在600°C左右。
[0061]廢液經(jīng)霧化熱解段II濃縮并分解有機(jī)物后通過一級氣液旋流板13a逆時針進(jìn)入混流熱解段III，并與順時針流向通過二級氣液旋流板13b的富氫氣體逆向混合，在還原氫氣氛和900°C條件下，非活性鈉鹽發(fā)生熱解反應(yīng)，并徹底分解廢液里的非鹽類有機(jī)物質(zhì)。非活性鈉鹽熱解反應(yīng)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種部分氧化環(huán)境中處理脫硫廢液的熱解裝置，其特征在于: 所述熱解裝置是由自外向內(nèi)的承壓外殼(2)、夾套(3)、保溫層(4)和耐火磚(7)連接構(gòu)成，并由自上而下的氣體分離段1、霧化熱解段I1、混流熱解段II1、非活性鹽熱解段IV和熱解鹽激冷段V連通進(jìn)行部分氧化環(huán)境中脫硫廢液的處理； 所述氣體分離段I上部設(shè)置有熱解氣體出口(1)，下部通過除霧器(5)與霧化熱解段II連通； 所述霧化熱解段II沿裝置圓周向下均勻設(shè)置有霧化噴嘴(6)和一溫度檢測孔(8a)，霧化熱解段II下部通過一級氣液旋流板(13a)與混流熱解段III連通； 所述混流熱解段III位于一級氣液旋流板(13a)和二級氣液旋流板(13b)之間，設(shè)置有一個溫度檢測孔(8b)，并通過二級氣液旋流板(13b)與非活性鹽熱解段IV連通； 所述非活性鹽熱解段IV在二級氣液旋流板(13b)和熱解鹽激冷段V之間，并通過激冷器(10)與熱解鹽激冷段V連通；非活性鹽熱解段IV沿裝置圓周水平均勻布置有燃?xì)鉄?9 )和一個溫度檢測孔(Sc )，燃?xì)鉄?9 )設(shè)有火焰檢測器(14 )，并與邏輯控制程序連接； 所述熱解鹽激冷段V位于裝置下部，上部設(shè)有激冷器(10)，下部設(shè)有液體出口(11)和固體出口( 12)，并裝配有液位顯示報警裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述裝置內(nèi)部所有與物料接觸的金屬構(gòu)件均采用不銹鋼材質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述耐火磚(7)為堿性耐火磚或含碳耐火磚，耐火溫度不小于1550°C。
4.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述熱解裝置的反應(yīng)壓力為常壓或微正壓，氣體分離段I溫度3000C~4000C，霧化熱解段II <6500C，混流熱解段III8000C~9500C，非活性鹽熱解段IV〈1200°C。
5.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述熱解裝置的原料脫硫廢液濃縮30%~50%，所用可燃?xì)鉃榻範(fàn)t煤氣、氫氣等富氫氣體，空氣系數(shù)0.6~0.85。
6.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述霧化噴嘴(6)是2~4個，沿裝置圓周向下均勻切向布置，向下夾角為O~60度，水平逆時針切線夾角為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。
7.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述燃?xì)鉄?9)為2~4個，沿裝置圓周水平均勻切向布置，順時針切線夾角為10~45度，材質(zhì)為不銹鋼。
8.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述一級氣液旋流板(13a)與二級氣液旋流板(13b )安裝旋流方向相反，流體流向相反。
9.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述激冷器(10)回收堿液時向裝置內(nèi)設(shè)液體噴頭；回收固體時無液體噴頭。
10.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的熱解裝置，所述霧化噴(6)和燃?xì)鉄?9)的平面夾角為O~60度。
【文檔編號】C02F9/10GK103951131SQ201410172046
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】張永發(fā), 石玉良, 李國強(qiáng), 陳衛(wèi)青, 王亞珍 申請人:太原理工大學(xué)