一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝，煙氣脫硫過(guò)程中的脫硫劑采用鹽鹵中的硫酸鈉/硫酸氫鈉為原料，同時(shí)將老鹵中的鎂離子/鈣離子加以沉淀分離的過(guò)程，并能提高單位硝產(chǎn)量的工藝。本發(fā)明工藝操作簡(jiǎn)便、脫硫效率高、并在整個(gè)脫硫過(guò)程中完成老鹵的精制過(guò)程、硫酸鈉產(chǎn)品的回收率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法脫硫工藝領(lǐng)域，具體是指一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)的國(guó)家，煤產(chǎn)量已據(jù)世界第一位。煤炭占一次能源消費(fèi)總量的75%。目前，燃煤鍋爐煙氣是造成大氣污染最主要的根源之一，成為環(huán)境治理的首要目標(biāo)。2005年，我國(guó)二氧化硫排放量已達(dá)2550萬(wàn)噸，排放總量已超歐美，躍居世界第一。過(guò)量的煙氣排放使原本具有重大價(jià)值的硫資源成為危害環(huán)境的巨大污染源。
[0003]制鹽業(yè)采用的老鹵水(天然鹵水)在從地底提取時(shí)，其中除了用于制鹽的氯化鈉、硫酸鈉等鈉鹽外，還含有硫酸鈣、硫酸鎂等雜質(zhì)，如不去掉這些雜質(zhì)，在生產(chǎn)中就會(huì)將其被帶入產(chǎn)品，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此必須進(jìn)行處理；另外硫酸鈣、硫酸鎂在蒸發(fā)罐內(nèi)會(huì)結(jié)垢，降低生產(chǎn)能力，甚至使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行，所以必須進(jìn)行老鹵水精制。
[0004]而去掉老鹵水中鈣鹽及鎂鹽這些雜質(zhì)的最常用方式既是:石灰-芒硝-煙道氣工藝去除老鹵中的雜質(zhì)，其主反應(yīng)如下:
MgSO4 + Ca(OH)2 — Mg(OH)2 I + CaSO4(I)
MgCl2 + Ca(OH)2 — Mg(OH)2 I + CaCl2(2)
2FeCl3 + 3Ca(OH)2 — 2Fe (OH)3 丨 + 3CaCl2(3)
Na2SO4 + Ca(OH)2 — 2Na0H + CaSO4 I (苛化反應(yīng))(4)
2Na0H+C02 — Na2C03+H20 (碳化反應(yīng))(5)
CaSO4 + Na2CO3 — Na2SO4 + CaCO3 I(6)
CaCl2 + Na2CO3 — 2NaCl + CaCO3 I(7)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，能將燃煤鍋爐煙氣中的二氧化硫脫除，并將其進(jìn)行有效的利用，使其不再成為危害環(huán)境的污染源，而成為一種有用的工業(yè)原料，且能同時(shí)滿足制鹽老鹵中的凈化，具有極好的節(jié)能減排作用。
[0006]本工藝?yán)弥汽}老鹵中的鈉鹽(硫酸鈉)作為脫硫劑的脫硫工藝。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下工序:
(1)將制鹽老鹵與氫氧化鈣同時(shí)送入反應(yīng)罐進(jìn)行苛化反應(yīng)，反應(yīng)生成氫氧化鈉、硫酸鈣/亞硫酸鈣和氫氧化鎂，在反應(yīng)的同時(shí)將制鹽老鹵中的氫氧化鎂及硫酸鈣進(jìn)行第一次沉淀分離；
(2)將完成苛化反應(yīng)并完成氫氧化鎂、硫酸鈣分離的老鹵，用泵泵入吸收塔，利用初步凈化的老鹵中的氫氧化鈉作為主要脫硫劑與煙氣中二氧化硫進(jìn)行脫硫反應(yīng)。
[0008]進(jìn)一步設(shè)置是所述的步驟(2)之后，還進(jìn)行步驟(3)曝氣反應(yīng):將完成脫硫的漿液排出吸收塔外，進(jìn)入曝氣池，和由風(fēng)機(jī)送入的混合煙氣反應(yīng)，將漿液中的亞硫酸鈉強(qiáng)制氧化成硫酸鈉，并將多余的氫氧化鈉碳化生成碳酸鈉，將殘留的亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化為硫酸鈣。
[0009]進(jìn)一步設(shè)置是所述的步驟(3)之后，還進(jìn)行步驟(4)第二次沉淀分離:將完成曝氣反應(yīng)的漿液進(jìn)入沉淀池，利用其中碳酸鈣不溶于水的特性對(duì)鹵水進(jìn)行第二次沉淀分離，上清液進(jìn)入緩沖池后送入車(chē)間制鹽，沉淀進(jìn)入渣漿池后泵入真空過(guò)濾離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的碳酸鈣外排，上清液送回沉淀池。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、將脫硫工藝與制鹽工藝相結(jié)合，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
[0011]2、將脫硫過(guò)程與制鹽工藝中的老鹵精制過(guò)程相結(jié)合，簡(jiǎn)化了整體工藝流程，節(jié)約了建設(shè)用地面積。
[0012]3、本脫硫工藝脫硫劑采用老鹵中的硫酸鈉/亞硫酸鈉與氫氧化鈣進(jìn)行苛化反應(yīng)后的氫氧化鈉，實(shí)際外購(gòu)的僅僅為進(jìn)行老鹵精制的石灰，從而大大的節(jié)約了脫硫費(fèi)用。
[0013]4、本脫硫工藝的曝氣方式采用脫硫后的尾氣與空氣混合的方式，最終生成的沉淀物為碳酸鈣，從而也具有部分脫碳的功能。
[0014]5、本工藝最終的脫硫產(chǎn)物為硫酸鈉，可作為一種制鹽的工業(yè)原料之一，不存在二次污染，并達(dá)到了硫資源的綜合利用，變廢為寶。
[0015]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1本發(fā)明的工藝原理圖；
圖2苛化反應(yīng)及第一次沉淀分離系統(tǒng)原理圖；
圖3二氧化硫吸收系統(tǒng)原理圖；
圖4煙氣系統(tǒng)原理圖；
圖5曝氣系統(tǒng)原理圖；
圖6第二次沉淀分離系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明工藝【具體實(shí)施方式】，可以結(jié)合目前的濕法脫硫工藝的常用設(shè)備進(jìn)行，如包括脫硫塔、曝氣池、沉淀罐、真空過(guò)濾機(jī)等設(shè)備，具體配置可參見(jiàn)圖1。
[0019]首先，如圖2所示:將老鹵與完成制漿的氫氧化鈣同時(shí)送入反應(yīng)池進(jìn)行苛化反應(yīng)，反應(yīng)池最少設(shè)置三個(gè)(具體視鹵水量確定反應(yīng)池個(gè)數(shù))，一個(gè)用于反應(yīng)，一個(gè)用于沉淀鈣鎂離子，一個(gè)用于完成沉淀分離后送液至吸收塔。
[0020]圖2反應(yīng)方程式如下:
MgSO4 + Ca(OH)2 — Mg(OH)2 I + CaSO4(I)
MgCl2 + Ca(OH)2 — Mg(OH)2 I + CaCl2(2)
2FeCl3 + 3Ca(OH)2 — 2Fe (OH)3 丨 + 3CaCl2(3)
Na2SO4 + Ca(OH)2 — 2Na0H + CaSO4 I (苛化反應(yīng))(4) 如圖3所示:送入吸收塔的老鹵通過(guò)循環(huán)噴淋層霧化后利用其中的氫氧化鈉溶液與送入塔中煙氣的二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)(式5)，同時(shí)漿液中未反應(yīng)完全的氫氧化鈣溶液也將參與脫硫反應(yīng)(式6)，完成脫硫，為滿足后續(xù)制鹽工藝，此處脫硫產(chǎn)物必須為Na2SO3，不可為NaHSO30
[0021]圖3反應(yīng)方程式如下:
Na0H+S02 — Na2SO3+ H2O(5)
Ca (OH) 2+S02 — CaSO3+ H2O(6)
如圖4所示:完成脫硫后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器及煙道除沫器除濕后大部分送入煙囪達(dá)標(biāo)排放，小部分與空氣混合送至曝氣系統(tǒng)。
[0022]如圖5所示:完成脫硫后漿液泵出吸收塔后送入曝氣池，在曝氣池中由風(fēng)機(jī)引入的氣體(凈煙氣與空氣混合(其中凈煙氣15?35wt%，空氣65?85wt%))與漿液中的完成脫硫反應(yīng)的亞硫酸鈉生成硫酸鈉(式7)及多余的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉(式8)，鈣離子則反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀(式9)。
[0023]圖5反應(yīng)方程式如下:
Na2SO3+ 1/202 — Na2SO4(7)
2Na0H+C02 — Na2C03+H20 (碳化反應(yīng))(8)
CaSO3+ 1/202 — CaSO4 丨(9)
如圖6所示:完成曝氣后漿液送入二沉池，二沉池最少設(shè)置兩個(gè)(具體視齒水量確定二沉池個(gè)數(shù))，一用于沉淀分離(式10，式11)，一用于送液至緩沖池；二沉池內(nèi)沉淀下來(lái)的沉淀物進(jìn)入渣漿池后泵入真空過(guò)濾離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的碳酸鈣外排，上清液送回沉淀池繼續(xù)沉淀回用。進(jìn)入緩沖池的鹵水經(jīng)緩沖后送入車(chē)間制鹽。
[0024]圖6反應(yīng)方程式如下:
CaSO4 + Na2CO3 — Na2SO4 + CaCO3 I(10)
CaCl2 + Na2CO3 — 2NaCl + CaCO3 I(11)
至此，整個(gè)脫硫工藝完成，同時(shí)整個(gè)老鹵精制過(guò)程完成。
【權(quán)利要求】
1.一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝，其特征在于包括以下工序:(1)將制鹽老鹵中的硫酸鈉/亞硫酸鈉與氫氧化鈣分別送入反應(yīng)罐進(jìn)行苛化反應(yīng)，反 應(yīng)生成氫氧化鈉、硫酸鈣/亞硫酸鈣和氫氧化鎂，在反應(yīng)的同時(shí)將制鹽老鹵中的氫氧化鎂 及硫酸鈣進(jìn)行第一次沉淀分離；(2)將完成苛化反應(yīng)并完成氫氧化鎂、硫酸鈣分離的老鹵，用泵泵入吸收塔，利用老鹵 中的氫氧化鈉作為脫硫劑與煙氣中二氧化硫進(jìn)行脫硫反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝，其特征 在于:所述的步驟(2)之后，還進(jìn)行步驟(3)曝氣反應(yīng):將完成脫硫的漿液排出吸收塔外，進(jìn) 入曝氣池，和由風(fēng)機(jī)泵入的混合煙氣反應(yīng)，將漿液中的亞硫酸鈉及多余的氫氧化鈉反應(yīng)生 成硫酸鈉，鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用制鹽老鹵中的鈉鹽作為脫硫劑的脫硫工藝，其特征 在于:所述的步驟(3)之后，還進(jìn)行步驟(4)第二次沉淀分離:將完成曝氣反應(yīng)的漿液進(jìn)入 沉淀池進(jìn)行第二次沉淀分離，上清液進(jìn)入緩沖池后送入車(chē)間制鹽，沉淀進(jìn)入渣漿池后泵入 真空過(guò)濾離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的碳酸鈣外排，上清液送回沉淀池。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK103551019SQ201310442850
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】林思源, 林萬(wàn)淦, 黃日昌, 金榮森 申請(qǐng)人:林思源