專利名稱：一種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置的制作方法
技術領域：
本 發(fā)明涉及一種環(huán)境保護領域的裝置，特別是對鎂法煙氣脫硫渣漿進行強制氧化處理的裝置。
背景技術：
我國是世界上最大的煤炭生產和使用國家，毎年煤炭燃燒所排放的ニ氧化硫量巨大，嚴重危害人類健康和自然環(huán)境。因此，我國政府正逐步實行嚴格的燃煤煙氣排放標準，推行電站鍋爐、エ業(yè)鍋爐及窯爐的煙氣脫硫。煙氣脫硫方法多種多祥，一般分為濕法脫硫技木，半干法脫硫技術和干法脫硫技術，濕法脫硫技術因其效率高而廣泛應用。其中濕法煙氣脫硫技術主要有石灰石-石膏法、雙堿法、氧化鎂法和銨法脫硫等。目前，各火電廠相繼建立起以石灰石-石膏法為主流的煙氣脫硫裝置，使酸雨問題在一定程度上得到了控制。但是由于石灰石法脫硫技術對系統(tǒng)的自動化水平要求較高，且エ藝復雜，因而在規(guī)模較小的エ業(yè)鍋爐及窯爐上應用時存在較大困難。相比而言，鎂法脫硫有著脫硫活性高、エ藝流程簡單、占地小、投資和能耗小、不易結垢等特點，近年來在エ業(yè)鍋爐煙氣治理方面得到了越來越廣泛的應用。然而，目前該方法所存在的主要問題有1) 一般鎂法脫硫的直接產物為亞硫酸鎂，由于亞硫酸鎂的溶解度較高，導致脫硫液中的亞硫酸根難以有效氧化；2)許多鎂法脫硫設備一般不在脫硫塔底部設立氧化塔釜，需要另外設立強制氧化單元；3)由于缺少脫硫副產物回收技術，許多簡易鎂法脫硫エ藝直接將脫硫所產生的廢水及含亞硫酸鎂廢渣進行直接拋棄，不僅會造成鎂資源的浪費，而且還會造成了廢水或廢渣中亞硫酸根排放不達標。因此，鎂法脫硫エ藝中無論是回收型還是拋棄型，對亞硫酸鎂進行氧化是必不可少的環(huán)節(jié)。經對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)專利申請?zhí)朇N201110193051. 7，公開號CN102350197A，記載了“基于氧化鎂的煙氣脫硫脫硝裝置和方法”，該發(fā)明的技術特征是在脫硫脫硝塔的下部用氧化鎂漿料脫除SO2，在循環(huán)吸收液中加入金屬催化劑，并鼓入空氣，使脫硫產物MgSO3快速氧化為MgS04。這種方法具有エ藝簡單、投資低的特點，但是只通過鼓入空氣不能使?jié){液充分攪動起來，且催化劑成本也高。專利申請?zhí)朇N200820135962. 8，公開號CN201280436，記載了 “ー種制備硫酸鎂
的曝氣攪拌反應釜”，該裝置的曝氣裝置設置在反應釜本體中部，采用微孔曝氣，攪拌裝置設置在曝氣裝置的上方，其有利方面在于，微孔曝氣增大了漿液中的含氧量，攪拌器避免亞硫酸鎂直接沉淀，使反應充分進行。但是由于此反應釜運行時攪拌和曝氣都需要啟動，能耗較聞。齊笑言《提高鎂法煙氣脫硫副產物氧化速率的實驗研究》(環(huán)境工程，2011,29增409-411)通過有機玻璃柱小試及放大實驗，對影響鎂法脫硫產物亞硫酸鎂氧化制備硫酸鎂過程中的因素進行了實驗研究。以金屬硫酸鹽制成的復合物為催化劑，在室溫條件下，可以有效提高該過程的氧化效率。但總體氧化效率仍有待提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供ー種結構設計合理，操作簡便，便于長期穩(wěn)定運行的鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在于，該裝置包括反應器、曝氣分布管、曝氣管、鼓風機、渣漿旋流導向罩和渣漿泵，所述的反應器為由內筒和外筒組成的同心雙筒結構，反應器底部設有排渣ロ、反應器側壁設有渣漿進口和漿液出ロ，所述的曝氣分布管設置在反應器底部，通過曝氣管連接鼓風機，所述的渣漿旋流導向罩設置在內筒上方，起到改變漿液的旋流作用。所述的曝氣分布管設置在內筒正下方，曝氣管一端連接曝氣分布管，另一端穿過內筒連接鼓風機。所述的曝氣分布管設置在內筒下方50-200mm位置，由多個支管構成，各支管上開曝氣孔，開孔直徑為2-10mm。 所述的曝氣分布管帶有3-12個支管。所述的外筒為圓柱體，其底部設有倒錐形，所述的排渣ロ設置在帶錐形底部上，所述的圓柱體直徑D的取值范圍在300-3000mm ;外筒高度為1-10D。所述的內筒直徑是外筒直徑的O. 3-0. 7倍，即O. 3-0. 7D。所述的渣漿旋流導向罩的直徑為內筒直徑的I. 0-1. 2倍，高20-50cm，并裝有切向導流葉片。所述的鼓風機的流量每小時為強制氧化處理裝置有效容積的5-100倍，風壓為20_80kPa。所述的渣漿進ロ設置在外筒上方一側側壁上，所述的漿液出口設置在外筒下方另一側側壁上，所述的渣漿進ロ還連接脫硫液，通過加入脫硫液調節(jié)反應器內液體的PH值為5-9，所述的脫硫液為酸性脫硫液，包括碳酸鈉或碳酸氫鈉。所述的反應器中液體固含量為3-30%，所述的強制氧化處理裝置處理的脫硫渣為IOO-IOOOOkg/(m3· d)。待處理渣漿通過渣漿泵從上側打入反應器，在曝氣分布管和渣漿旋流導向罩的作用下，通過酸性脫硫液氧化后的漿液從另ー側排出。外筒為圓柱體，底部呈倒錐形，設有排渣ロ，可以通過重力沉降的方式定期清除沉降的脫硫副產物雜質，曝氣分布管設置在反應器的底部，通過曝氣管與鼓風機連接。渣漿旋流導向罩位于內筒上方，起到改變漿液的流動方向的作用。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術優(yōu)點在干，使用同心雙筒結構，在鼓風機向其底部鼓入氣流時，由于氣流沖擊作用，能使反應器內的液體由內筒快速上升，并夾帶大量細氣泡，在頂部液體又經過外筒向下流而回到反應器底部，這樣形成液體在反應器內高效環(huán)流。另外，由于切向導流葉片的作用，循環(huán)過程中液體還有旋轉作用，保證氣流、液體及顆粒性物質之間的充分混合及接觸，使渣漿中以塊狀形式存在的殘留氧化鎂得以充分溶解及漿化。由于循環(huán)液體中溶解氧很高，能使脫硫渣漿中的亞硫酸鎂高效氧化為硫酸鎂，降低脫硫渣中的COD消耗物，并為硫酸鎂的回收提供保證。在當循環(huán)達到一定程度后，脫硫渣漿中的固體組分則主要為煤灰及少量漿狀的氫氧化鎂，由于二者顆粒大小及密度差異較大，這種情況下，若停止曝氣，顆粒及密度均較大的煤灰則快速下沉到氧化塔底部，而氫氧化鎂則沉降較慢，大部分懸浮在溶液中，利用這種差異，則可將煤灰從底部的排渣ロ排出，經過簡單的固液分離，則得到無害化的脫硫渣(煤灰)，將其直接送往灰場，與煤灰一起堆放出售。所有裝置結構設計合理，操作簡便，便于長期穩(wěn)定運行。該反應器解決了傳統(tǒng)曝氣裝置能耗高，氧化效率低，清除雜質困難等諸多問題，是ー種適合用于將鎂法脫硫副產物氧化為硫酸鎂的反應器。


圖I為本發(fā)明裝置的結構示意圖。圖中1.排渣ロ、2.漿液出口、3.外筒、4.內筒、5.渣漿旋流導向罩、6.鼓風機、
7.渣漿進ロ、8.導流葉片、9.渣漿泵、10.曝氣分布管。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進ー步說明。如圖I所示，鎂法脫硫廢渣強制氧化處理裝置，由I.排渣ロ、2.漿液出口、3.夕卜筒、4.內筒、5.渣漿旋流導向罩、6.鼓風機、7.渣漿進ロ、8.導流葉片、9.渣漿泵、10.曝氣分布管等組成。反應器為由內筒4和外筒3組成的同心雙筒結構，反應器底部設有排渣ロ
I、反應器側壁設有渣漿進ロ 7和漿液出ロ 2，所述的外筒3為圓柱體，其底部設有倒錐形，所述的排渣ロ I設置在帶錐形底部上，所述的圓柱體直徑D的取值范圍在300-3000mm ;外筒高度為1-10D。所述的內筒4直徑是外筒直徑的O. 3-0. 7倍，即O. 3-0. 7D。所述的渣漿進ロ 7設置在外筒3上方一側側壁上，所述的漿液出ロ設2置在外筒下方另ー側側壁上，所述的渣漿進ロ 7還連接脫硫液A，通過加入脫硫液A調節(jié)反應器內液體的pH值為5-9，所述的脫硫液為pH < 6. 5的酸性脫硫液，包括碳酸鈉或碳酸氫鈉。所述的曝氣分布管10設置在反應器底部，位于在內筒4正下方，通過曝氣管連接鼓風機6,曝氣管一端連接曝氣分布管10,另一端穿過內筒4連接鼓風機6,曝氣分布管10設置在內筒4下方50-200mm位置，由3_12個支管構成，各支管上開曝氣孔，開孔直徑為2-10mm。所述的鼓風機6的流量每小時為強制氧化處理裝置有效容積的5-100倍，風壓為20-80kPa。所述的渣漿旋流導向罩5設置在內筒4上方，起到改變漿液的旋流作用。所述的渣漿旋流導向罩的直徑為內筒直徑的I. 0-1. 2倍，高20-50cm，并裝有切向導流葉片。所述的反應器中液體固含量為3_30%，所述的強制氧化處理裝置處理的脫硫渣為IOO-IOOOOkg/(m3· d)。其中渣漿通過渣漿泵9從上側打入反應器，氧化后的漿液從另ー側排出。外筒為圓柱體，底部呈倒錐形，設有排渣ロ，可以通過重力沉降的方式定期清除沉降的脫硫副產物雜質，曝氣分布管設置在反應器的底部，通過曝氣管與鼓風機連接，此曝氣裝置能帶動漿液攪拌，不需攪拌器，節(jié)省了能耗，渣漿旋流導向罩位于內筒上方，起到改變漿液的流動方向的作用。本實施例通過以下流程實現(xiàn)氧化(I)關閉排渣出口閥門——1，(2)關閉漿液出ロ閥門——2，(3)開啟鼓風機——6，(4)打開渣漿進ロ——7，加入脫硫副產物漿液，(5)進行氧化，(6) ph控制——通過加入脫硫液，(7)氧化反應完成一一密度計控制，⑶開啟出料ロ 一2，進行后續(xù)再生エ藝，(9)開啟除渣ロ 一1，清除雜質。
本實施技術效果驗證具體如下實施例I強制氧化塔的結構如附圖I所示，氧化塔的外筒直徑為800mm，內筒直徑為400mm，高度為2200mm。通過焦亞硫酸鈉,硫酸鎂和氧化鎂反應制得亞硫酸鎂。向氧化裝置中加入700L水，開啟曝氣裝置(鼓風量約為15m3/h)，再取98kg制備的亞硫酸鎂漿液混入其中，開始氧化反應。通過碘量法隔ー小時測定溶液中的亞硫酸根濃度，反應后0h，lh，2h，3h，4h的亞硫酸根濃度分別為6. 24g/l，8. 16g/l，8. 96g/l，I. 42g/l，0. 48g/l，pH 均為 8. 8 左右。反應前ニ個小時濃度高是因為亞硫酸鎂正逐步溶解，到第二小時后差不多溶解，之后亞硫酸根濃度下降的很快，可以說明此氧化裝置氧化效果較好，另外，如果PH值較高，可直接利用PH值較低的脫硫液將其中和，使氧化塔內溶液在低pH值情況下運行，這樣有利于亞硫酸鎂的溶解氧化。實施例2
采用實例I所述的裝置，向氧化裝置里加700L左右的脫硫液，pH為5. 5，取某紡織廠實際鎂法脫硫エ藝所產生的脫硫渣60kg混合其中，經過6h后的亞硫酸根濃度從最初的
2.Og/Ι降到O. 4g/l以下，由此說明該裝置適合エ業(yè)中實際脫硫渣漿的氧化處理。
權利要求
1.ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在于，該裝置包括反應器、曝氣分布管、曝氣管、鼓風機、渣漿旋流導向罩和渣漿泵，所述的反應器為由內筒和外筒組成的同心雙筒結構，反應器底部設有排渣ロ、反應器側壁設有渣漿進口和漿液出口，所述的曝氣分布管設置在反應器底部，通過曝氣管連接鼓風機，所述的渣漿旋流導向罩設置在內筒上方，起到改變漿液的旋流作用。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的曝氣分布管設置在內筒正下方，曝氣管一端連接曝氣分布管，另一端穿過內筒連接鼓風機。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在于，所述的曝氣分布管設置在內筒下方50-200mm位置，由多個支管構成，各支管上開曝氣孔，開孔直徑為2-10mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的曝氣分布管帶有3-12個支管。
5.根據(jù)權利要求I所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的外筒為圓柱體，其底部設有倒錐形，所述的排渣ロ設置在帶錐形底部上，所述的圓柱體直徑D的取值范圍在300-3000mm ;外筒高度為1-10D。
6.根據(jù)權利要求5所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的內筒直徑是外筒直徑的0. 3-0. 7倍，即0. 3-0. 7D。
7.根據(jù)權利要求6所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的渣漿旋流導向罩的直徑為內筒直徑的I. 0-1. 2倍，高20-50cm，并裝有切向導流葉片。
8.根據(jù)權利要求I所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的鼓風機的流量每小時為強制氧化處理裝置有效容積的5-100倍，風壓為20-80kPa。
9.根據(jù)權利要求I所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在干，所述的渣漿進ロ設置在外筒上方一側側壁上，所述的漿液出口設置在外筒下方另ー側側壁上，所述的渣漿進ロ還連接脫硫液，通過加入脫硫液調節(jié)反應器內液體的PH值為5-9，所述的脫硫液為酸性脫硫液，包括碳酸鈉或碳酸氫鈉。
10.根據(jù)權利要求I所述的ー種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，其特征在于，所述的反應器中液體固含量為3-30%，所述的強制氧化處理裝置處理的脫硫渣為IOO-IOOOOkg/(m3 d)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂法煙氣脫硫渣漿的強制氧化處理裝置，該裝置包括反應器、曝氣分布管、曝氣管、鼓風機、渣漿旋流導向罩和渣漿泵，所述的反應器為由內筒和外筒組成的同心雙筒結構，反應器底部設有排渣口、反應器側壁設有渣漿進口和漿液出口，所述的曝氣分布管設置在反應器底部，通過曝氣管連接鼓風機，所述的渣漿旋流導向罩設置在內筒上方，起到改變漿液的旋流作用。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有結構設計合理，操作簡便，便于長期穩(wěn)定運行等優(yōu)點。
文檔編號B01D53/80GK102728210SQ20121024010
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權日2012年7月11日
發(fā)明者周世清, 晏乃強, 曹瑞麇, 瞿贊, 趙松建 申請人:上海交通大學