本發(fā)明屬于制硝工藝領(lǐng)域，具體涉及一種在元明粉生產(chǎn)過程中將低品位含堿鹵水用于鍋爐煙氣脫硫后用來氧化制硝的方法。
背景技術(shù)：
元明粉，學(xué)名無水硫酸鈉，無機(jī)化合物，化學(xué)式na2so4，白色晶體或粉末，十水化合物又稱芒硝，其廣泛應(yīng)用于印染、造紙、洗滌、冶金等行業(yè)。江蘇的洪澤湖地區(qū)蘊藏了巨大的芒硝資源，該地區(qū)先后建成了白玫、上海太平洋、南風(fēng)等多個中大型元明粉生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)已形成亞洲最大的元明粉生產(chǎn)基地。
該地區(qū)現(xiàn)有的主要生產(chǎn)方法為：將地下的芒硝資源用鉆井水溶法采出，通過多效真空蒸發(fā)將鹵水中的na2so4濃縮結(jié)晶，經(jīng)干燥后獲得無水硫酸鈉。該工藝過程能耗較大，大部分企業(yè)均建有動力車間進(jìn)行生產(chǎn)，每年消耗大量動力煤，煤燃燒過程產(chǎn)生的煙氣中含有較高的so2，為達(dá)標(biāo)排放，一般用20%-30%的燒堿溶液對硫進(jìn)行固定，脫硫后的堿液回礦山注井，同時解決了脫硫液的處理問題。
隨著芒硝資源的不斷開采以及注井堿液的不斷擴(kuò)散，芒硝品位不斷下降，部分礦井采出的鹵水中含有較多的nahco3、na2co3，嚴(yán)重影響了該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。如何解決當(dāng)前困境并提高行業(yè)利潤迫在眉睫。
針對上述情況，大部分企業(yè)選擇重新開礦獲取品位更高的芒硝資源或利用加酸中和的辦法排除體系中堿性組分的干擾，但重新開礦極易造成資源的浪費和不可循環(huán)，資源利用無法達(dá)到最大化，加酸中和需要消耗大量硫酸，無形中提高了企業(yè)的運行成本，長此以往不利于行業(yè)的健康發(fā)展。
cn101503204b公開了一種用含nahco3堿鹵濕分解蒸發(fā)制堿工藝，將含有nahco3的鹵水用于生產(chǎn)重質(zhì)純堿。公開的方法工藝復(fù)雜、能耗較大、對鹵水中nahco3含量要求較高，并不適用于實際生產(chǎn)情況。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種低品位含堿鹵水用于煙氣脫硫-氧化制硝的方法，在解決制硝原料品位明顯下降，而低品位含堿鹵水又無法充分利用的問題同時，又能脫除煙氣中的so2，使得煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種低品位含堿鹵水用于煙氣脫硫-氧化制硝的方法，包含如下步驟：
a.含堿鹵水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋或霧化系統(tǒng)，采用噴淋或霧化的方式分布，所述含堿鹵水流量為100-200m3/h，ph值控制為6.5-7.5；
b.鍋爐煙氣由風(fēng)機(jī)從脫硫塔底部鼓入，與含鹵堿水逆向流動，接觸脫硫，進(jìn)入脫硫塔的含堿鹵水和鍋爐煙氣的液氣比為1:0.9-1.8l/m3，脫硫后的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫后的煙氣中so2濃度為100-200mg/nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)；
c.用于煙氣脫硫后的含堿鹵水去氧化反應(yīng)器，氧化脫硫過程產(chǎn)生的nahso3、na2so3；
d.氧化反應(yīng)器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液的ph值低于5時循環(huán)到氧化反應(yīng)器；
e.經(jīng)氧化反應(yīng)器的鹵水進(jìn)入深度氧化反應(yīng)器，氧化體系中剩余的的nahso3、na2so3；
f.經(jīng)深度氧化后的鹵水去酸化釜，調(diào)節(jié)鹵水的ph值至5.5-6；
g.調(diào)酸后的鹵水過濾后去制硝車間精制得到元明粉。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案為：
步驟a所述含堿鹵水主要成分為nahco3、na2co3、nacl、na2so4，其中nahco3含量為5-30g/l，na2co3含量為5-20g/l，nacl含量為30-120g/l，na2so4含量為100-320g/l，總堿含量為5-50g/l，總堿含量優(yōu)選為10-15g/l。
步驟b所述鍋爐煙氣中so2濃度為1000-2000mg/nm3。
步驟c所述氧化反應(yīng)器中的氧化劑為氯氣，氧化反應(yīng)器中鹵水流量100-200m3/h,氯氣流量120-220m3/h。
步驟d所述尾氣吸收裝置為吸收塔或吸收池，吸收液為飽和nahco3溶液。
步驟e所述深度氧化反應(yīng)器中氧化劑為naclo、naclo2、hclo、o3、o2、h2o2；優(yōu)選為h2o2，氧化劑的摩爾量和體系中nahso3、na2so3的總摩爾量的比為1.05:1。
步驟f所述酸化釜中使用的酸為h2so4、hcl；優(yōu)選為h2so4。
本發(fā)明將無法直接用于制硝的將低品位含堿鹵水用于鍋爐煙氣脫硫，脫除煙氣中so2，使得煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的同時，生成nahso3、na2so3通過氧化生成na2so4，鹵水中na2so4含量增加，可以直接用作生產(chǎn)元明粉的原料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
一、本發(fā)明激活了低品位含堿鹵水的價值，解決了含堿鹵水前處理成本高、利用價值低的問題，降低了公司的生產(chǎn)成本，真正做到了變廢為寶，在實際應(yīng)用方面潛力巨大；在不影響原有設(shè)備運轉(zhuǎn)的條件下，實現(xiàn)鍋爐煙氣含硫成分的低成本脫除，又使得脫除的硫及時回收，將企業(yè)負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)變成了企業(yè)利益，將元明粉的生產(chǎn)和鍋爐煙氣脫硫有機(jī)的結(jié)合在一起。
二、本發(fā)明不需要消耗大量硫酸來進(jìn)行鹵水精制，不需要使用價值更高的氫氧化鈉進(jìn)行脫硫，也不需要將脫硫后的堿液泵回礦山注井，因此，本發(fā)明降低了企業(yè)成本；本發(fā)明合理利用低品位鹵水的組成特點，通過脫硫-氧化技術(shù)有效降低鍋爐煙氣中的含硫量，使之達(dá)標(biāo)排放；用于脫硫后的鹵水原地利用，將脫除的硫固定再生產(chǎn)，有效降低能耗，本發(fā)明在降低企業(yè)成本的同時，還減少了廢水廢氣的排放，具有較高的應(yīng)用價值和環(huán)境效益。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
以下是實施例選用的含堿鹵水均為淮安地區(qū)用于元明粉生產(chǎn)的芒硝礦中采出的低品位鹵水，主要成分為nahco3、na2co3、nacl、na2so4，ph值為8.5，堿含量為10-15g/l，以hco3-計。
實施例1
a.含堿鹵水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，采用噴淋方式分布，落到脫硫塔底部時再由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋系統(tǒng)，如此循環(huán)，含堿鹵水流量為100m3/h，ph值控制為7.5；
b.鍋爐煙氣由風(fēng)機(jī)從脫硫塔底部鼓入，與含鹵堿水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為180000m3/h，進(jìn)入脫硫塔的含堿鹵水和鍋爐煙氣的液氣比為1:1.8l/m3，脫硫后的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫后的煙氣中so2濃度為100mg/nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)；
c.用于煙氣脫硫后的含堿鹵水去氧化反應(yīng)器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產(chǎn)生的nahso3、na2so3，氧化反應(yīng)器中鹵水流量100m3/h,氯氣流量120m3/h；
d.氧化反應(yīng)器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當(dāng)吸收液的ph值低于5時循環(huán)到氧化反應(yīng)器；
e.經(jīng)氧化反應(yīng)器的鹵水進(jìn)入深度氧化反應(yīng)器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩余的的nahso3、na2so3，參考標(biāo)準(zhǔn)《hg/t2967-2010工業(yè)無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析鹵水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經(jīng)深度氧化后的鹵水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩余的nahco3、na2co3，調(diào)節(jié)鹵水的ph值至5.5-6；此時鹵水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低于0.8g/l。
g.調(diào)酸后的鹵水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質(zhì)后，去制硝車間精制得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的元明粉。
實施例2
a.含堿鹵水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，采用噴淋方式分布，含堿鹵水流量為200m3/h，ph值控制為6.5；
b.鍋爐煙氣由風(fēng)機(jī)從脫硫塔底部鼓入，與含鹵堿水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為220000m3/h，進(jìn)入脫硫塔的含堿鹵水和鍋爐煙氣的液氣比為1:1.1l/m3，脫硫后的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫后的煙氣中so2濃度為200mg/nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)；
c.用于煙氣脫硫后的含堿鹵水去氧化反應(yīng)器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產(chǎn)生的nahso3、na2so3，氧化反應(yīng)器中鹵水流量200m3/h,氯氣流量220m3/h；
d.氧化反應(yīng)器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當(dāng)吸收液的ph值低于5時循環(huán)到氧化反應(yīng)器；
e.經(jīng)氧化反應(yīng)器的鹵水進(jìn)入深度氧化反應(yīng)器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩余的的nahso3、na2so3，參考標(biāo)準(zhǔn)《hg/t2967-2010工業(yè)無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析鹵水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經(jīng)深度氧化后的鹵水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩余的nahco3、na2co3，調(diào)節(jié)鹵水的ph值至5.5-6，此時鹵水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低于0.8g/l。
g.調(diào)酸后的鹵水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質(zhì)后，去制硝車間精制得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的元明粉。
實施例3
a.含堿鹵水由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部，采用噴淋方式分布，落到脫硫塔底部時再由漿液輸送泵從脫硫塔底部打入脫硫塔上部噴淋系統(tǒng)，如此循環(huán)，含堿鹵水流量為150m3/h，ph值控制為7；
b.鍋爐煙氣由風(fēng)機(jī)從脫硫塔底部鼓入，與含鹵堿水逆向流動，接觸脫硫，煙氣流量為135000m3/h，進(jìn)入脫硫塔的含堿鹵水和鍋爐煙氣的液氣比為1:0.9l/m3，脫硫后的煙氣從脫硫塔頂部出口排出，通過在線檢測，脫硫后的煙氣中so2濃度為150mg/nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)；
c.用于煙氣脫硫后的含堿鹵水去氧化反應(yīng)器，氧化劑為氯氣，氧化脫硫過程產(chǎn)生的nahso3、na2so3，氧化反應(yīng)器中鹵水流量150m3/h,氯氣流量170m3/h；
d.氧化反應(yīng)器溢出的尾氣去尾氣吸收裝置，尾氣吸收裝置中的吸收液為飽和nahco3溶液，當(dāng)吸收液的ph值低于5時循環(huán)到氧化反應(yīng)器；
e.經(jīng)氧化反應(yīng)器的鹵水進(jìn)入深度氧化反應(yīng)器，氧化劑為h2o2，氧化體系中剩余的的nahso3、na2so3，參考標(biāo)準(zhǔn)《hg/t2967-2010工業(yè)無水亞硫酸鈉》中提供的方法分析鹵水中nahso3、na2so3含量，雙氧水摩爾量過量5%；
f.經(jīng)深度氧化后的鹵水去酸化釜，用硫酸中和體系中剩余的nahco3、na2co3，調(diào)節(jié)鹵水的ph值至5.5-6，此時鹵水中組成以nacl、na2so4為主，含有少量的nahco3，nahco3的含量低于0.8g/l。
g.調(diào)酸后的鹵水過濾，除去脫硫過程中帶入的粉煤灰等不可溶性雜質(zhì)后，去制硝車間精制得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的元明粉。