CN104028041A - 一种微细颗粒液固分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微细颗粒液固分离装置，包括增稠器，增稠器顶部连接清液槽，增稠器底部连接中间槽；中间槽通过压滤泵连接板框压滤机，板框压滤机的液体出口连接清液槽，清液槽通过溶液泵连接吸收塔塔底储液槽。本发明提供的装置克服了现有技术的不足，能够清除钠钙双碱法脱硫后随烟气进入吸收液中的微细颗粒，性能可靠，通过增稠器将浆液固含量从1％～2％增稠至10％～20％，然后在压滤装置中将微细颗粒过滤出来，提高了工作效率高，节能环保，同时也降低了脱硫工艺的成本，有利于脱硫装置的连续可靠运行。

Description

一种微细颗粒液固分离装置
技术领域
本发明涉及一种将钠钙双碱法脱硫后随烟气进入吸收液中的微细颗粒清除掉的装置，属于环境化工技术领域。
背景技术
燃煤锅炉烟气、化工行业的再生烟气等脱硫时，烟气中夹带的微细颗粒会进入吸收液中。钠钙双碱法脱硫是常用的一种脱硫工艺，在钠钙双碱法脱硫工艺中，钠碱吸收液采用石灰中和而再生后，再生的钠碱吸收液中含有亚硫酸钙(CaSO3.1/2H2O)、硫酸钙(又称石膏，CaSO4.2H2O)、烟尘及石灰等杂质。一般再生的钠碱悬浮液中固含量为1％～2％。
现有技术中，吸收液采用循环使用的工艺，但是由于吸收液处理工艺不完善，或所选设备效率低，导致烟尘等微细颗粒在吸收液中不断积累，运行一段时间后，就需要更换全部吸收液。吸收液的排放不仅会产生二次污染，也提高了钠钙双碱法脱硫的运行成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种将钠钙双碱法脱硫后随烟气进入吸收液中的微细颗粒清除掉的装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：包括增稠器，增稠器顶部连接清液槽，增稠器底部连接中间槽；中间槽通过压滤泵连接板框压滤机，板框压滤机的液体出口连接清液槽，清液槽通过溶液泵连接吸收塔塔底储液槽。
优选地，所述中间槽内设有搅拌装置。
优选地，所述增稠器为斜板沉降器。
优选地，所述斜板沉降器为矩形结构，由2～6个可单独运行或冲洗的斜板沉降器模块组成。
优选地，所述斜板沉降器模块中斜板与水平方向夹角为60°。
优选地，所述斜板沉降器模块的板间距为35～50mm，斜板高度为0.8～1.2m，斜板表面负荷为1.6～2m3/(m2.h)，斜板板材厚度为2～3mm。
优选地，所述压滤泵为扬程为60m的离心泵。
优选地，所述板框压滤机的操作压力为0.6MPa，所述板框压滤机的材质耐氯离子腐蚀。
优选地，所述板框压滤机的滤饼厚度为10～20mm。
本发明提供的微细颗粒液固分离装置使用时，含微细颗粒的浆液由浆液泵送至增稠器，澄清后的溢流液溢流至清液槽，而增稠后的底流液流入中间槽。中间槽内设置有搅拌装置，以防止固体沉积。中间槽内的底流液经压滤泵送至板框压滤机压滤，滤饼由卡车运走，滤液溢流至清液槽，清液槽内的液体由溶液泵送回至吸收塔塔底储液槽，以备循环使用。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足，能够清除钠钙双碱法脱硫后随烟气进入吸收液中的微细颗粒，性能可靠，通过增稠器将浆液固含量从1％～2％增稠至10％～20％，然后在压滤装置中将微细颗粒过滤出来，提高了工作效率高，节能环保，同时也降低了脱硫工艺的成本，有利于脱硫装置的连续可靠运行。
附图说明
图1为本发明提供的微细颗粒液固分离装置示意图；
图2为斜板沉降器示意图；
图3为图2中M-M剖视图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明提供的微细颗粒液固分离装置示意图，所述的微细颗粒液固分离装置包括增稠器S101，增稠器S101顶部连接清液槽V102，增稠器S101底部连接中间槽V101。中间槽V101通过压滤泵P102连接板框压滤机PF101，板框压滤机PF101的液体出口连接清液槽V102，清液槽V102通过溶液泵P103连接吸收塔塔底储液槽V103。
在钠钙双碱法脱硫工艺中，吸收液再生后的混合液中含有烟尘、石灰杂质、硫酸钙、亚硫酸钙等，需要将含有这些微细颗粒的浆液ML由浆液泵P101送至增稠器S101，澄清后的溢流液溢流至清液槽V102，而增稠后的底流液流入中间槽V101。中间槽V101内设置有搅拌装置，以防止固体沉积。中间槽V101内的底流液经压滤泵P102送至板框压滤机PF101压滤，滤饼FC由卡车运走，滤液溢流至清液槽V102，清液槽V102内的液体由溶液泵P103送回至吸收塔塔底储液槽V103，以备循环使用。
对于氨法脱硫工艺，由于烟尘的含量低，烟尘在***中积累即使固含量达到1％也不会影响脱硫，所以无需设置增稠器，将一部分溶液直接送至板框压滤机压滤，即可清除微细颗粒。这一方法是设定***中烟尘的固含量，由此确定送至压滤机的悬浮液处理量。经过一阶段运行后，使脱硫过程中进入氨吸收液中的微细颗粒量与压滤机除去的微细颗粒量相等，这样氨吸收液中的固含量就不会提高，因而消除了烟尘在吸收液中的不断积累。
对钠钙双碱法脱硫工艺，为减少送至板框压滤机的溶液量，以控制板框压滤机的过滤时间，本发明中设置了增稠器，将再生悬浮液送至增稠器增稠，将其溶液中的固含量由1％～2％增稠至10％～20％，然后去压滤。
增稠器S101和板框压滤机PF101是本发明提供的微细颗粒液固分离装置中两个主要设备。
1、增稠器
增稠器是一种连续沉降器，其主要考虑颗粒的沉降速度。例如亚硫酸钙(CaSO3.1/2H2O)其尺寸为(3～5μm)×(10～20μm)的片状晶体，相当于5～10μm大小的颗粒，其沉降速度和沉降时间如下表：
在竖流式沉降器中，以5μm粒径计，沉降高度1000mm需要8.34h，所以要达到要求，沉降面积必须很大。为提高沉降效率，采用斜板沉降器，由于其组成的过程单元的紧凑性，所以在一个较小的体积内可以提供一个很大的沉降面积，因此提供了一个过程强化的高效手段。例如，在微细颗粒沉降中，选择斜板的板间距为50mm，则其沉降高度为100mm，所需的沉降时间为0.834h，因而斜板沉降器相比竖流式沉降器其效率一般提高8～10倍。
此外，虽然斜板沉降器与斜管沉降器均为高效沉降器，但在脱硫中应用时，如亚硫酸钙，其有一定的粘附性，所以斜板上经一定时间运行后就会有亚硫酸钙沉积在斜板上，因此需定期冲洗。从清洗方便来看，斜板沉降器要优于斜管沉降器。
结合图2，斜板沉降器采用矩形结构，其可由2～6个斜板沉降器模块组装而成(图2中采用I、II、III、IV4模块组合)，以利于冲洗及运行交替使用，并设置水冲洗装置，各模块均可单独进行运行或冲洗，而不影响整个再生***的运行。矩形结构时，斜板模块的布置也较圆形结构合理。此外，斜板模块中斜板与水平方向夹角α(倾角)为60°。
结合图3，斜板沉降器由保护段A、清液层B、斜板C、缓冲层D及污泥段E组成，斜板沉降器结构设置如下：
2、板框压滤机
微细颗粒悬浮液需要采用压滤方法将微细颗粒分离出来，一般过滤器的选择在粒径分布宽时，主要是受微细颗粒浓度的影响，例如悬浮液中大于10μm颗粒不超过10％时，需要采用加压过滤。
为减少压滤悬浮液的流量，一般将悬浮液的固体浓度增稠，然后进行过滤。
若微细颗粒的可滤性差，可添加助滤剂，如硅藻土、珍珠岩、粉煤灰或废石灰，以改变悬浮液的性质，使悬浮液具有适合分离操作所期望的性质。例如，在氧化镁法脱硫工艺中，脱硫剂氧化镁的含量为70％～80％，因此含有杂质20％～30％，氧化镁脱硫后经曝气生成硫酸镁，在排放硫酸镁溶液时，需先经过板框压滤机除去氧化镁中杂质、烟尘等。为改善过滤性能，选择加入助滤剂硅藻土。
板框压滤机的操作压力为0.6MPa，材质耐氯离子腐蚀。根据过滤介质特性及微细颗粒尺寸，选择滤布上滤饼厚度，由此决定板框的过滤面积，一般滤饼厚度为10～20mm。
此外，在压滤泵P102的选择也是重要的，一般选择离心泵，其扬程为60m。
微细颗粒液固分离装置的优点是：
(1)脱硫装置及吸收液后处理运行可靠，吸收液无需更换，一般连续运行中仅需补充脱除SO2摩尔数的10％～15％的钠碱量，因此运行成本低。
(2)增稠器是将液体中的固含量提高，以减少过滤所需处理的液量。一般增稠器溢流液量为进口液量的80％，而底流液量为进口液量的20％，因此可减少板框压滤机的过滤时间，这是由于亚硫酸钙为微细颗粒，可滤性差，当滤饼达一定厚度后，过滤变得困难，过滤时间会成倍增加，所以微细颗粒液固分离时，通常都需增设高效增稠器。
(3)根据微细颗粒的粒径及性能，合理选择增稠器及板框压滤机的设计参数，可以确保脱硫装置运行的可靠性。

Claims (9)

1.一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：包括增稠器(S101)，增稠器(S101)顶部连接清液槽(V102)，增稠器(S101)底部连接中间槽(V101)；中间槽(V101)通过压滤泵(P102)连接板框压滤机(PF101)，板框压滤机(PF101)的液体出口连接清液槽(V102)，清液槽(V102)通过溶液泵(P103)连接吸收塔塔底储液槽(V103)。
2.如权利要求1所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述中间槽(V101)内设有搅拌装置。
3.如权利要求1所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述增稠器(S101)为斜板沉降器。
4.如权利要求3所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述斜板沉降器为矩形结构，由2～6个可单独运行或冲洗的斜板模块组成。
5.如权利要求4所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述斜板模块中斜板与水平方向夹角为60°。
6.如权利要求4或5所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述斜板沉降器模块的板间距为35～50mm，斜板高度为0.8～1.2m，斜板表面负荷为1.6～2m3/(m2.h)，斜板板材厚度为2～3mm。
7.如权利要求1所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述压滤泵(P102)为扬程为60m的离心泵。
8.如权利要求1所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述板框压滤机(PF101)的操作压力为0.6MPa，所述板框压滤机(PF101)的材质耐氯离子腐蚀。
9.如权利要求1或8所述的一种微细颗粒液固分离装置，其特征在于：所述板框压滤机(PF101)的滤饼厚度为10～20mm。
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