CN109621654A - 一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***，涉及尾气处理技术领域，解决了现有技术中存在的稀土硫化物生产过程中产生大量的硫氧化物尾气，对大气容易造成污染的技术问题。该***包括尾气进管、喷淋塔、排气管道以及沉淀池，其中，所述尾气进管通过风机与所述喷淋塔相连通；在所述喷淋塔内的不同高度分别设有多个碱液喷淋管；所述喷淋塔的顶部通过所述排气管道与排气烟囱相连通，所述喷淋塔的底部通过排浆管与所述沉淀池相连通。本发明可以有效的实现在稀土硫化物生产过程中对产生的硫氧化物尾气的净化处理，保证其排入大气后不会对大气造成污染。

Description

一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，尤其是涉及一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***。

背景技术

稀土硫化物是一种重要的稀土化合物，其熔点较高，耐热性、化学稳定性及光学性能均较好，主要用于颜料、热电材料、耐热材料、光学材料、磁性材料等。目前，稀土硫化物的制备主要由以下几种方法：直接法、高温固相法、气相还原法、喷雾热解法以及前驱体热分解法等。其中，直接法是利用稀土金属和硫单质在惰性环境下进行高温反应的制备方法，例如中科院包头稀土研发中心以铈源、硫磺等为原料，利用隧道窑作为制备设备，采用纯固相反应制备稀土硫化物。气相还原法是以稀土氧化物、稀土盐类为起始原料，以H₂S或CS₂或者两者混合气体做硫化剂在高温下进行反应制备相应的稀土硫化物。喷雾热解法是先将稀土盐和硫源溶于水或有机溶剂中，按一定比例混合或分别雾化，用高压惰性气体作载体，喷积到基片上，然后加热基片，获得所需的稀土硫化物薄膜。前驱体热分解法是首先制备含Ln-S键的稀土含硫配合物，然后在惰性或真空环境下通过热分解制备相应的稀土硫化物。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：上述合成稀土硫化物的方法大部分存在合成温度高、耗能大并且产生对环境污染严重的硫氧化物尾气，若直接将合成稀土硫化物的尾气排放至大气中，则无疑会对大气造成严重污染，这也与环境保护的政策相悖，因此，针对稀土硫化物生产过程中产生的硫氧化物需要提供一种能够有效净化的处理***，以使得稀土硫化物产生的尾气在排放至大气时不会对大气环境造成污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***，以解决现有技术中存在的稀土硫化物生产过程中产生大量的硫氧化物尾气，对大气容易造成污染的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***，包括尾气进管、喷淋塔、排气管道以及沉淀池，其中，所述尾气进管通过风机与所述喷淋塔相连通；在所述喷淋塔内的不同高度分别设有多个碱液喷淋管；所述喷淋塔的顶部通过所述排气管道与排气烟囱相连通，所述喷淋塔的底部通过排浆管与所述沉淀池相连通。

根据一种优选实施方式，在所述尾气进管的端部设有集气罩，以便在风机的作用下将硫氧化物尾气通过所述集气罩引入所述尾气进管内。

根据一种优选实施方式，在所述尾气进管上设有进气监测口；在所述排气烟囱上设置排气监测口。

根据一种优选实施方式，在位于所述喷淋塔的多个所述碱液喷淋管的上方设置有水洗喷淋管，并且，在所述水洗喷淋管和多个所述碱液喷淋管上均设置喷嘴。

根据一种优选实施方式，所述水洗喷淋管与水泵相连接，所述水泵与储水罐相连接。

根据一种优选实施方式，所述水泵通过管道与制浆罐相连接，所述制浆罐通过管道与沉淀池的浆料区相连通，所述制浆罐还与提升机相连接，以便通过所述提升机向所述制浆罐内输送碱性原料。

根据一种优选实施方式，所述沉淀池包括相互连通的第一沉淀池和第二沉淀池，其中，制浆罐与所述第二沉淀池的浆料区相连通，所述排浆管的末端与所述第一沉淀池相连通，在所述第二沉淀池内还设置有碱液泵，所述碱液泵设置在浆料区内，所述碱液泵与多个所述碱液喷淋管相连通。

根据一种优选实施方式，所述第一沉淀池和所述第二沉淀池之间并排设置并通过第一隔件相间隔，并且，所述第一沉淀池和所述第二沉淀池在所述第一隔件的远离所述浆料区的端部相连通；

所述第一沉淀池和所述第二沉淀池分别包括多个隔间，多个隔间之间分别通过第二隔件相间隔，并且，所述第二隔件的至少一端能够与所述第一隔件或者所述第一沉淀池的内壁或者所述第二沉淀池的内壁之间间隔一定距离以使多个间隔之间能够保持连通。

根据一种优选实施方式，在所述第一沉淀池的靠近所述排浆管的一端外侧设有曝气泵，所述曝气泵通过进气管与所述第一沉淀池相连通。

根据一种优选实施方式，在所述沉淀池的两侧分别设有用于捞渣机能够沿所述沉淀池的长度方向滑行的导轨，所述捞渣机横跨所述沉淀池设置，在所述捞渣机上设置能够沿所述沉淀池宽度方向滑行的捞斗；

在所述沉淀池的远离浆料区的端部设置储渣区。

基于上述技术方案，本发明实施例的稀土硫化物生产过程中的尾气处理***至少具有如下技术效果：

本发明提供的尾气处理***包括尾气进管、喷淋塔、排气管道以及沉淀池，其中，所述尾气进管通过风机与所述喷淋塔相连通；从而通过风机使得尾气进管内的硫氧化物尾气尽快进入喷淋塔进行碱液喷淋处理。在喷淋塔内的不同高度分别设有多个碱液喷淋管；从而可以使得自喷淋塔底部进入喷淋塔的硫氧化物气体依次经过多个碱液喷淋管并与碱液发生中和反应，而反应后的气体通过喷淋塔的顶部的排气管道并经排气烟囱排入大气中，而反应后的浆料可经过喷淋塔的底部由排浆管进入沉淀池进行收集，从而可以有效的实现在稀土硫化物生产过程中对产生的硫氧化物尾气的净化处理，保证其排入大气后不会对大气造成污染。

另一方面，本发明实施例在喷淋塔内还设置了水洗喷淋管，可清洗碱液喷淋过程中产生的泡沫产物，有利于提高硫氧化物与碱液的反应效率。

另一方面，本发明实施例中通过曝气泵向第一沉淀池内鼓入空气以便将流入第一沉淀池中的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，固体硫酸钙在沉淀池内液相流动过程中发生沉降，并由捞渣机储存在储渣区内，保证尾气处理***能够持续运行。

另一方面，本发明实施例还在第二沉淀池的浆料区内设置了pH计，因此，在浆料区液相呈酸性时及时添加碱液，以使浆料呈碱性，确保中和反应的进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的稀土硫化物生产过程中的尾气处理***的结构示意图。

图中：10-集气罩；11-尾气进管；12-进气监测口；13-风机；14-喷淋塔；15-排气管道；16-喷嘴；17-碱液喷淋管；18-水洗喷淋管；19-水泵；20-储水罐；21-提升机；22-制浆罐；23-碱液泵；24-排浆管；25-曝气泵；26-进气管；27-沉淀池；28-导轨；29-捞渣机；30-储渣区；31-捞斗；32-排气烟囱；33-排气监测口；271-第一沉淀池；272-第二沉淀池；273-第二隔件；274-第一隔件；275-浆料区。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合说明书附图1对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***，包括尾气进管11、喷淋塔14、排气管道15以及沉淀池27。具体的，尾气进管11通过风机13与喷淋塔14相连通；从而在风机13的作用下使得尾气进管11内的硫氧化物尾气进入喷淋塔14内进行中和反应。优选的，风机13设置在喷淋塔14的底部，使得自尾气进管11内的尾气可以经风机13先进入喷淋塔14的底部，并由喷淋塔14的底部向上移动。在喷淋塔14内的不同高度分别设有多个碱液喷淋管17；以便使得自喷淋塔14底部进入喷淋塔的硫氧化物尾气能够在上升过程中依次经过多个碱液喷淋管并与喷出的碱液进行中和反应，使得尾气能够得到有效的净化。喷淋塔14的顶部通过排气管道15与排气烟囱32相连通，经过与碱液中和处理后的气体经喷淋塔顶部的排气管道15并由排气烟囱32排入大气中。喷淋塔14的底部通过排浆管24与沉淀池27相连通，而碱液在与硫氧化物气体反应后产生的固体硫酸钙或亚硫酸钙通过喷淋塔底部的排浆管24被沉淀池27集中收集。从而可以使得硫氧化物尾气得到有效的净化处理；同时可将反应产生的固体集中收集以保证***的持续运行。

进一步的，在尾气进管11的端部设有集气罩10，以便在风机13的作用下将硫氧化物尾气通过集气罩10引入尾气进管11内。优选的，在尾气进管11上设有进气监测口12。优选的，在排气烟囱32上设置排气监测口33。通过尾气进管11上的进气监测口可以监测尾气处理前期所含硫氧化物的含量。而通过排气烟囱32上的排气监测口可以抽取净化后的气体以监测其所含硫氧化物的含量，从而便于时时监测尾气处理前后硫氧化物的含量。

进一步的，在位于喷淋塔14的多个碱液喷淋管17的上方设置有水洗喷淋管18。并且，在水洗喷淋管18和多个碱液喷淋管17上均设置喷嘴16。优选的，喷嘴16设置在碱液喷淋管17和水洗喷淋管18的底部，从而使得碱液喷淋管内的碱液以及水洗喷淋管内的水可以朝下喷出。

进一步的，水洗喷淋管18与水泵19相连接，水泵19与储水罐20相连接，从而水泵19将储水罐内的水引入水洗喷淋管18内，采用水洗喷淋管18其作用是可以不定期的对碱液喷淋层进行清洗，以消除反应过程中产生的泡沫，提高碱液与硫氧化物之间的中和反应效率。

进一步的，水泵19通过管道与制浆罐22相连接，以向制浆罐22内加水形成碱液。制浆罐22通过管道与沉淀池27的浆料区275相连通，从而通过制浆罐22向沉淀池的浆料区输送碱液。制浆罐22还与提升机21相连接，通过提升机将碱性原料如生石灰送入制浆罐内，并加水搅拌成碱液，并通过管道排入至沉淀池浆料区275内。

进一步的，沉淀池27包括相互连通的第一沉淀池271和第二沉淀池272。其中，制浆罐22与第二沉淀池272相连通，并连接至第二沉淀池272的浆料区275，以将制浆罐内的碱液供给至浆料区。在第二沉淀池272内还设置有碱液泵23，碱液泵23设置在浆料区275内，碱液泵23与多个碱液喷淋管17相连通。从而通过碱液泵23将第二沉淀池的浆料区275内的碱液泵入碱液喷淋管内。优选的，排浆管24的末端与第一沉淀池271相连通。

进一步的，第一沉淀池271和第二沉淀池272之间并排设置并通过第一隔件274相间隔，并且第一沉淀池271和第二沉淀池272在第一隔件274的远离浆料区275的端部相连通。即第一隔件274并非将第一沉淀池271和第二沉淀池272完全隔离，而是保留能够使第一沉淀池271和第二沉淀池272能够连通的通道，该通道位于第一沉淀池271和第二沉淀池272的远离浆料区275的端部。

进一步的，第一沉淀池271和第二沉淀池272分别包括多个隔间，如图1所示，多个隔间之间分别通过第二隔件273相间隔。并且，第二隔件273的至少一端与第一隔件274或者第一沉淀池271的内壁或者第二沉淀池272的内壁之间间隔一定距离以使多个间隔之间能够保持连通。例如，如图1中，第一沉淀池271内采用了两个第二隔件273将第一沉淀池271划分为3个隔间，并且，位于左侧的第二隔件273与第一隔件274之间具有一定间隔，而位于右侧的第二隔件与第一沉淀池271的内壁之间具有一定间隔；同时，第二沉淀池272也采用了两个第二隔件273将第二沉淀池273划分为3个隔间，位于左侧的第二隔件273与第二沉淀池272的内壁之间具有一定间隔，而位于右侧的第二隔件与第一隔件274之间具有一定间隔，从而在保证各个隔间之间相连通的同时，使得沉淀池内液体的流动成“S”形，使更多的固体沉淀物沉淀至沉淀池底部而上层液体能够流动至第二沉淀池的浆料区。本发明关于隔间的中第二隔件的设置方式不限于此，只要保证自排浆管24排入第一沉淀池271内的固液混合物能够沿S形流动，以便使得固体尽可能的沉淀至沉淀池底部，而上层液体能够流动至第二沉淀池的浆液区即可。

优选的，在第一沉淀池271的靠近排浆管24的一端外侧还设有曝气泵25，曝气泵25通过进气管26与第一沉淀池271相连通。由于硫氧化物与生石灰反应后生产硫酸钙和亚硫酸钙，并经排浆管24进入第一沉淀池的位于端部的隔间内，在曝气泵的作用下将空气打入第一沉淀池的位于端部的隔间，空气中的氧气与亚硫酸钙反应生成固体硫酸钙。随着第二沉淀池中浆液区275液面的下降，在曝气池空气的作用下，第一沉淀池内液体逐渐向第二沉淀池内发生流动，在流动过程中硫酸钙沉降到池子底部，而上层清液经第一沉淀池进入第二沉淀池内并最终进入第二沉淀池的浆液区。优选的，在第二沉淀池的浆液区275内设有pH计，便于时时监测浆液区内的酸碱性，并在液体偏酸性时及时添加碱液。如此设置沉淀池，即可以保证反应产生的固体硫酸钙及时被回收，同时能够使得碱液或者液体得到循环利用，减少了资源的浪费。

进一步的，在沉淀池27的两侧分别设有用于捞渣机29能够沿沉淀池27的长度方向滑行的导轨28，捞渣机29横跨沉淀池27设置，在捞渣机29上设置沿沉淀池27宽度方向滑行的捞斗31；从而可不定期的用捞渣机将硫酸钙沉淀物通过捞斗31捞出并置于储渣区内进行暂时存放。优选的，在沉淀池27的远离浆料区275的端部设置储渣区30。在储渣区内存放一定量的硫酸钙后进行清理，清理后的硫酸钙可以另做它用。

本发明的稀土硫化物生产过程中的尾气处理***一方面可以保证硫氧化物气体在喷淋塔内经过多个碱液喷淋管的喷淋能够与碱液发生中和反应以保证硫氧化物气体排出大气时不会对大气产生污染；另一方面，通过本发明的稀土硫化物生产过程中的尾气处理***中设置的沉淀池，即可以把中和反应产生的固体硫酸钙和亚硫酸钙及时沉淀收集另做它用，同时可以使反应中的液体循环利用，避免了资源的浪费，有效地节约了成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种稀土硫化物生产过程中的尾气处理***，其特征在于，包括尾气进管(11)、喷淋塔(14)、排气管道(15)以及沉淀池(27)，其中，所述尾气进管(11)通过风机(13)与所述喷淋塔(14)相连通；在所述喷淋塔(14)内的不同高度分别设有多个碱液喷淋管(17)；所述喷淋塔(14)的顶部通过所述排气管道(15)与排气烟囱(32)相连通，所述喷淋塔(14)的底部通过排浆管(24)与所述沉淀池(27)相连通。

2.根据权利要求1所述的尾气处理***，其特征在于，在所述尾气进管(11)的端部设有集气罩(10)，以便在风机(13)的作用下将硫氧化物尾气通过所述集气罩(10)引入所述尾气进管(11)内。

3.根据权利要求1所述的尾气处理***，其特征在于，在所述尾气进管(11)上设有进气监测口(12)；在所述排气烟囱(32)上设置排气监测口(33)。

4.根据权利要求1所述的尾气处理***，其特征在于，在位于所述喷淋塔(14)的多个所述碱液喷淋管(17)的上方设置有水洗喷淋管(18)，并且，在所述水洗喷淋管(18)和多个所述碱液喷淋管(17)上均设置喷嘴(16)。

5.根据权利要求4所述的尾气处理***，其特征在于，所述水洗喷淋管(18)与水泵(19)相连接，所述水泵(19)与储水罐(20)相连接。

6.根据权利要求5所述的尾气处理***，其特征在于，所述水泵(19)通过管道与制浆罐(22)相连接，所述制浆罐(22)通过管道与沉淀池(27)的浆料区(275)相连通，所述制浆罐(22)还与提升机(21)相连接，以便通过所述提升机(21)向所述制浆罐(22)内输送碱性原料。

7.根据权利要求1所述的尾气处理***，其特征在于，所述沉淀池(27)包括相互连通的第一沉淀池(271)和第二沉淀池(272)，其中，制浆罐(22)与所述第二沉淀池(272)的浆料区(275)相连通，所述排浆管(24)的末端与所述第一沉淀池(271)相连通，在所述第二沉淀池(272)内还设置有碱液泵(23)，所述碱液泵(23)设置在浆料区(275)内，所述碱液泵(23)与多个所述碱液喷淋管(17)相连通。

8.根据权利要求7所述的尾气处理***，其特征在于，所述第一沉淀池(271)和所述第二沉淀池(272)之间并排设置并通过第一隔件(274)相间隔，并且，所述第一沉淀池(271)和所述第二沉淀池(272)在所述第一隔件(274)的远离所述浆料区(275)的端部相连通；

所述第一沉淀池(271)和所述第二沉淀池(272)分别包括多个隔间，多个隔间之间分别通过第二隔件(273)相间隔，并且，所述第二隔件(273)的至少一端能够与所述第一隔件(274)或者所述第一沉淀池(271)的内壁或者所述第二沉淀池(272)的内壁之间间隔一定距离以使多个间隔之间能够保持连通。

9.根据权利要求8所述的尾气处理***，其特征在于，在所述第一沉淀池(271)的靠近所述排浆管(24)的一端外侧设有曝气泵(25)，所述曝气泵(25)通过进气管(26)与所述第一沉淀池(271)相连通。

10.根据权利要求9所述的尾气处理***，其特征在于，在所述沉淀池(27)的两侧分别设有用于捞渣机(29)能够沿所述沉淀池(27)的长度方向滑行的导轨(28)，所述捞渣机(29)横跨所述沉淀池(27)设置，在所述捞渣机(29)上设置能够沿所述沉淀池(27)宽度方向滑行的捞斗(31)；

在所述沉淀池(27)的远离浆料区(275)的端部设置储渣区(30)。