專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種從磺化尾氣吸收液中提取制備芒硝的方法以及配套的裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前有一百套左右的三氧化硫磺化裝置正在運(yùn)行，時(shí)刻產(chǎn)生著大量的尾氣。這些氣體都要經(jīng)過(guò)燒堿吸收，含量達(dá)標(biāo)后才能排放?；腔に嚨拇笾逻^(guò)程如下經(jīng)過(guò)冷卻和干燥的空氣進(jìn)入燃硫爐，和液態(tài)的硫反應(yīng)生成二氧化硫，然后進(jìn)入三氧化硫轉(zhuǎn)化器，在催化劑的作用下與干燥的空氣反應(yīng)生成三氧化硫。冷卻后的氣體進(jìn)入酸霧除去器，除酸霧后進(jìn)入磺化器，和有機(jī)原料發(fā)生磺化反應(yīng)。反應(yīng)后的物料經(jīng)過(guò)氣液分離器分離，分離出的氣體經(jīng)過(guò)靜電除霧器除去絕大部分液滴后進(jìn)入尾氣吸收塔，含量達(dá)標(biāo)后排入大氣。其中在三氧化硫轉(zhuǎn)化器中有部分二氧化硫未發(fā)生反應(yīng)，在磺化器中有部分三氧化硫也未發(fā)生反應(yīng)，這些未反應(yīng)的氣體經(jīng)過(guò)后面的工序有一部分未被除去，直接排放會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染，堿洗塔的作用就是吸收這些氣體。在堿洗塔中，氣體和液體形成對(duì)流。混合氣體自下而上流動(dòng)，燒堿溶液自上而下噴淋。此時(shí)三氧化硫和二氧化硫與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和亞硫酸鈉。該溶液即為磺化尾氣吸收液，呈堿性，有較高的無(wú)機(jī)鹽含量，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大污染。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家都是選擇直接排放，隨著環(huán)境的惡化，該方法越來(lái)越不可取。 為了解決這一問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了該發(fā)明，主要目的是將尾氣吸收液中的硫酸鈉通過(guò)二效蒸發(fā)濃縮提取出來(lái)。但是由于亞硫酸鈉的存在，給提取造成了一定的困難。我們目前是利用氣液混合泵和射流器打入空氣，將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，氧化效果明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝設(shè)計(jì)合理的磺化尾氣吸收液回收處理工藝及其配
套的裝置。一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的方法，包括以下步驟1)磺化尾氣吸收液經(jīng)過(guò)由儲(chǔ)存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次連接形成的回路循環(huán)處理，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全；從氣液分離罐出來(lái)的尾氣吸收液在儲(chǔ)存池中通過(guò)射流器的喉管與空氣劇烈混合，再由射流器的尾管排出，進(jìn)入下一輪循環(huán)；2)將氧化完全的磺化尾氣吸收液打入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)至產(chǎn)生晶體；3)再打入離心機(jī)離心甩鹽，得到無(wú)水芒硝。所述步驟1)所述的磺化尾氣吸收液首先通過(guò)控制水和氫氧化鈉溶液的流量將亞硫酸鹽質(zhì)量百分?jǐn)?shù)調(diào)節(jié)到8-12%，pH調(diào)節(jié)到9-10。所述步驟1)的儲(chǔ)存池中磺化尾氣吸收液的溫度保持在38-40°C。所述步驟1)所述的氣液混合泵進(jìn)氣量為6 10m3/h，液體流量為30 40m3/h。所述步驟1)所述的氣液分離罐，罐內(nèi)壓力為0. 4-0. 42MPa。
所述步驟幻所述的蒸發(fā)系統(tǒng)為包括一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、一效換熱器和二效換熱器的雙效蒸發(fā)的列文外加熱蒸發(fā)器，一效蒸發(fā)器中真空度為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器內(nèi)真空度為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發(fā)器和換熱器中真空度相同， 為-0. 06 -0. 09MPa。所述一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的裝置，包括依次連接的氧化裝置、蒸發(fā)系統(tǒng)和離心機(jī)；所述的氧化裝置是由儲(chǔ)存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次用管道循環(huán)連接形成的循環(huán)回路裝置，所述的儲(chǔ)存池內(nèi)設(shè)置有至少兩根支管和與支管數(shù)量相匹配的射流器，所述的支管的一端連結(jié)至氣液分離罐與儲(chǔ)存池連接的管道，支管的另一端連接至射流器的噴嘴，所述的射流器的尾管通至儲(chǔ)存池內(nèi)，射流器的吸氣室還連接有與外界空氣相通的管道。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.對(duì)工業(yè)副產(chǎn)物加以利用，減少了廢水的排放，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。2.在氧化過(guò)程，射流器和氣液混合泵相結(jié)合，大大提高了氧化速率。在相同耗電量的情況下，氧化速率是傳統(tǒng)曝氣的三倍以上。


圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2為射流器構(gòu)造圖；其中，1-氣液分離罐，2-氣液混合泵，3-儲(chǔ)存池，4-射流器，5- 一效蒸發(fā)器，6_ — 效強(qiáng)制循環(huán)泵，7- —效換熱器，8- 二效蒸發(fā)器，9- 二效強(qiáng)制循環(huán)泵，10- 二效換熱器，11-暫存罐，12-離心機(jī)，13-與外界空氣相通的管道，14-噴嘴，15-吸氣室，16-喉管，17-擴(kuò)散管， 18-尾管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以下僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即大凡依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)范圍所做的均等變化和裝飾， 皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。本發(fā)明裝置見(jiàn)圖1，包括依次連接的氧化裝置、蒸發(fā)系統(tǒng)和離心機(jī)；氧化裝置是由儲(chǔ)存池3、氣液混合泵2、氣液分離罐1依次用管道循環(huán)連接形成的循環(huán)回路裝置，儲(chǔ)存池3 內(nèi)設(shè)置有至少兩根支管和與支管數(shù)量相匹配的射流器4，所述的支管的一端連結(jié)至氣液分離罐1與儲(chǔ)存池3連接的管道，支管的另一端連接至射流器4的噴嘴14，所述的射流器4的尾管18通至儲(chǔ)存池3內(nèi)，射流器4的吸氣室15還連接有與外界空氣相通的管道13。本發(fā)明工藝包括氧化，蒸發(fā)濃縮和離心分離三部分。氧化過(guò)程如下磺化尾氣吸收液從儲(chǔ)存池3經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入氣液混合泵2與氣體混合，出泵后進(jìn)入氣液分離罐1加壓，然后經(jīng)過(guò)管道，又返回進(jìn)入儲(chǔ)存池3中，如此循環(huán)往復(fù)，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全。其中尾氣吸收液從氣液分離罐1進(jìn)入儲(chǔ)存池3后，再依次流經(jīng)支管、射流器4，回到儲(chǔ)存池3。射流器4型號(hào)為SLB-D-05(購(gòu)買(mǎi)自湖南清之源環(huán)?？萍加邢薰?。射流器 4包括噴嘴14、吸氣室15、喉管16、擴(kuò)散管17和尾管18，噴嘴14插入至吸氣室15內(nèi)，吸氣室15、喉管16、擴(kuò)散管17和尾管18依次連接，吸氣室15上設(shè)有空氣入口，所以尾氣吸收液在射流器4的喉管16處與空氣劇烈混合后，由射流器4的尾管18排出，又回到儲(chǔ)存池3中進(jìn)入下一輪循環(huán)。支管和射流器4均設(shè)置在儲(chǔ)存池3的水體以下，可以看到空氣在儲(chǔ)存池 3的水體中以細(xì)微氣泡上升，整個(gè)過(guò)程中形成高效的物質(zhì)傳遞。如圖1所示。氣液混合泵2功率為18. 5KW，液體流量為40m3/h，進(jìn)氣量為10m3/h，氣液分離罐1 的壓力定為0. 4MPa。氣液混合泵2安裝在儲(chǔ)存池3外面，安裝位置與儲(chǔ)存池3底部在同一水平面上。氣液混合泵2的進(jìn)水口直接連通儲(chǔ)存池3，離底部60公分左右。濃縮過(guò)程是通過(guò)列文外加熱蒸發(fā)器進(jìn)行的。其主要特點(diǎn)是采用了長(zhǎng)加熱管(管長(zhǎng)與直徑之比1/d = 50-100)，且循環(huán)管不再受熱，此兩點(diǎn)都有利于液體在器內(nèi)的循環(huán)，提高循環(huán)速率。但是，循環(huán)速度越大，傳熱速率越大，會(huì)造成過(guò)飽和度增大碰撞激烈，使析出的結(jié)晶數(shù)量增多，粒度變小，故需要將速率控制在一定范圍內(nèi)。為了保證結(jié)晶粒度，同時(shí)又兼顧蒸發(fā)速率，我們將一效蒸發(fā)器5中真空度設(shè)為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器7內(nèi)真空度設(shè)為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發(fā)器8和二效換熱器7中真空度相同，均為-0. 06 -0. 09MPa。氧化完全的液體通過(guò)離心泵打入一效蒸發(fā)器5和二效蒸發(fā)器8中，分別在一效蒸發(fā)器5與一效換熱器7之間和二效蒸發(fā)器8與二效換熱器10之間循環(huán)流動(dòng)。到達(dá)一效蒸發(fā)器5底部的液體被一效強(qiáng)制循環(huán)泵6打入一效換熱器7，到達(dá)二效蒸發(fā)器8底部的液體被二效強(qiáng)制循環(huán)泵9打入二效換熱器10，在一效換熱器7和二效換熱器10中有許多列管，液體走管程，從下往上流動(dòng)，加熱蒸汽走殼程，逆向流動(dòng)。其中，二效換熱器10中的加熱蒸汽是由一效蒸發(fā)器5提供的。液體在從下往上分別通過(guò)一效換熱器7和二效換熱器10后，回到一效蒸發(fā)器5和二效蒸發(fā)器8上部，然后再分別從一效蒸發(fā)器5底部和二效蒸發(fā)器8底部進(jìn)入一效換熱器7和二效換熱器10，以此循環(huán)。隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，硫酸鈉溶液變?yōu)檫^(guò)飽和溶液，溶液中有硫酸鈉晶體析出，大部分晶體落入蒸發(fā)器錐底，晶漿經(jīng)暫存罐11經(jīng)出口進(jìn)入離心機(jī)12進(jìn)行固液分離。硫酸鈉可以加以利用，甩出液和下一批氧化完全的溶液一起進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)。實(shí)施例一將亞硫酸鈉含量8%的磺化尾氣吸收液打入儲(chǔ)存池3中，調(diào)到pHIO，升溫到40°C。啟動(dòng)氣液混合泵2，調(diào)節(jié)流量，使進(jìn)氣量6-10m3/h ；液體體積流量為30 40m3/ h，氣液分離罐1內(nèi)壓力為0.4-0.42MPa。氧化完全后將液體打入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)濃至出現(xiàn)大量大顆粒晶體，控制一效蒸發(fā)器5中真空度為-0. 02 -0. 04MPa, 一效換熱器7內(nèi)真空度為 0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發(fā)器8和二效換熱器10中真空度相同，為-0. 06 -0. 09MPa。最后打入離心機(jī)12進(jìn)行離心分離，得到白度96以上的芒硝。
權(quán)利要求
1.一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的方法，其特征在于，包括以下步驟1)磺化尾氣吸收液經(jīng)過(guò)由儲(chǔ)存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次連接形成的回路循環(huán)處理，直至亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉氧化完全；從氣液分離罐出來(lái)的尾氣吸收液在儲(chǔ)存池中通過(guò)射流器的喉管與空氣劇烈混合，再由射流器的尾管排出，進(jìn)入下一輪循環(huán)；2)將氧化完全的磺化尾氣吸收液打入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)至產(chǎn)生晶體；3)再打入離心機(jī)離心甩鹽，得到無(wú)水芒硝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述的磺化尾氣吸收液首先通過(guò)控制水和氫氧化鈉溶液的流量將亞硫酸鹽質(zhì)量百分?jǐn)?shù)調(diào)節(jié)到8-12%，pH調(diào)節(jié)到9-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)的儲(chǔ)存池中磺化尾氣吸收液的溫度保持在38-40°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述的氣液混合泵進(jìn)氣量為6 10m3/h，液體流量為30 40m3/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述的氣液分離罐，罐內(nèi)壓力為0. 4-0. 42MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2、所述的蒸發(fā)系統(tǒng)為包括一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、一效換熱器和二效換熱器的雙效蒸發(fā)的列文外加熱蒸發(fā)器，一效蒸發(fā)器中真空度為-0. 02 -0. 04MPa，一效換熱器內(nèi)真空度為0. 25 0. 4MPa ；二效蒸發(fā)器和換熱器中真空度相同，為-0. 06 -0. 09MPao
7.一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的裝置，其特征在于，包括依次連接的氧化裝置、 蒸發(fā)系統(tǒng)和離心機(jī)；所述的氧化裝置是由儲(chǔ)存池、氣液混合泵、氣液分離罐依次用管道循環(huán)連接形成的循環(huán)回路裝置，所述的儲(chǔ)存池內(nèi)設(shè)置有至少兩根支管和與支管數(shù)量相匹配的射流器，所述的支管的一端連結(jié)至氣液分離罐與儲(chǔ)存池連接的管道，支管的另一端連接至射流器的噴嘴，所述的射流器的尾管通至儲(chǔ)存池內(nèi)，射流器的吸氣室還連接有與外界空氣相通的管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用磺化尾氣吸收液制備芒硝的方法及裝置，屬于清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域。由于磺化尾氣吸收液中含有硫酸鹽和亞硫酸鹽，需要將亞硫酸鹽氧化后，再進(jìn)行芒硝的提取。具體過(guò)程分為以下幾步尾氣吸收液濃度控制，pH調(diào)節(jié)；尾氣吸收液氧化；尾氣吸收液過(guò)濾；尾氣吸收液蒸發(fā)，析出結(jié)晶；離心甩鹽。運(yùn)用該方法及其配套的裝置可以制備白度96以上的芒硝，同時(shí)解決了尾氣吸收液的處理排放問(wèn)題，有較高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和環(huán)保效應(yīng)。
文檔編號(hào)B01D53/48GK102275955SQ201110127659
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者劉愛(ài)菊, 段玉臣, 肖博, 陽(yáng)宇 申請(qǐng)人:湖南麗臣實(shí)業(yè)股份有限公司