CN113336245A - 一种钠法脱硫灰渣资源化处理***及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钠法脱硫灰渣处理***及处理方法，该处理***包括灰渣预处理装置、碳酸氢铵制备装置及通过管路依次连通的复分解反应器、一级冷却结晶器、二级冷却结晶器、蒸氨塔及蒸发结晶器，蒸氨塔的气体出口与复分解反应器的入料口连通。该方法包括：灰渣与碳酸氢铵复分解反应后获得碳酸氢钠，反应母液依次经一级冷却结晶、蒸馏、二级冷却结晶、蒸发浓缩获得硫酸铵，一级冷却结晶获得的复盐返至复分解反应中，蒸馏获得的氨气和二氧化碳返至复分解反应中，二级冷却结晶获得的复盐返至一级冷却结晶中，结晶母液返至二级冷却结晶中。本发明提高了碳酸氢钠的总收率、碳酸氢铵的总转化率及硫酸铵总氮含量，实现了钠法脱硫灰渣资源化再利用。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理技术领域，具体地说涉及一种钠法脱硫灰渣处理***及处理方法。
背景技术
我国钢铁厂、煤电厂、焦化厂排放大量的烟气中含有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物，是环境污染的重要源头，近10年来采取了很多措施进行治理，取得了显著成效，也基本达到了国家制定的排放标准，根本改善了大气环境。
现有技术中，由于这些烟气的含硫量较低，非常适合碳酸氢钠法干法脱硫，碳酸氢钠脱硫后的脱硫灰为固废。而钠法脱硫遇到的问题为碳酸氢钠市场价格高，造成脱硫成本高；脱硫后生成的芒硝依然形成灰渣堆积。目前堆积的灰渣还没有好的办法处理，仅能用于填埋，造成资源浪费及环境污染。为了对芒硝进行再利用，对芒硝进行制碱形成硫酸铵，硫酸铵可在肥料、纺织、皮革、医药等方面进行应用。传统的芒硝之间工艺流程如下如图1所示，经历如下处理过程：硫酸钠溶液预碳化，经复分解反应结晶器，反应结晶母液蒸发，过滤出硫酸钠固体，硫酸钠固体返回复分解反应器结晶器，反应结晶母液蒸发，硫酸钠固体过滤返回复分解反应结晶器，硫酸铵固体过滤，硫酸钠固体返回复分解反应结晶器，硫酸铵蒸发结晶出来，但是这种传统的芒硝制碱工艺存在的问题如下：碳酸氢钠的总收率不高于70％，碳酸氢铵的总转化率不超过80％，硫酸铵的总氮含量低于10％。
因此，如何提高碳酸氢钠的总收率、碳酸氢铵的总转化率及硫酸铵的总氮含量以进一步实现钠法脱硫灰渣资源化再利用是目前需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，现提出一种钠法脱硫灰渣资源化处理***及处理方法，并提供如下技术方案：
一种钠法脱硫灰渣处理***，其包括灰渣预处理装置、碳酸氢铵制备装置及通过管路依次连通的复分解反应器、一级冷却结晶器、二级冷却结晶器、蒸氨塔及蒸发结晶器，所述灰渣预处理装置的出料口及碳酸氢铵制备装置的出料口分别通过管路与复分解反应器的入料口连通，所述复分解反应器的液体出口与一级冷却结晶器的入料口连通，一级冷却结晶器的液体出口与蒸氨塔的入液口连通，所述蒸氨塔的液体出口与二级冷却结晶器的入料口连通，所述蒸氨塔的气体出口与复分解反应器的入料口连通，所述二级冷却结晶器的液体出口与蒸发结晶器的入液口连通。
进一步地，所述灰渣预处理装置包括用于溶解灰渣的灰渣溶解装置及与灰渣溶解装置连接用于脱除灰渣中重金属及烟尘的灰渣处理装置，所述灰渣溶解装置的出料口与灰渣处理装置的入料口通过管路连通，所述灰渣处理装置的出料口与复分解反应器的入料口通过管路连通。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括用于将复分解反应中反应母液与碳酸氢钠沉淀固液分离的第一固液分离装置及用于接收碳酸氢钠沉淀的碳酸氢钠收集罐，所述复分解反应器的出料口与第一固液分离装置的进液口通过管路连通，所述第一固液分离装置的液体出口与一级冷却结晶器的进液口通过管路连通，所述第一固液分离装置的固体出口与碳酸氢钠收集罐的入料口通过管路连通。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括设置于一级冷却结晶器与二级冷却结晶器之间管路上的第三固液分离装置、设置于二级冷却结晶器与蒸氨塔之间管路上的第四固液分离装置，所述一级冷却结晶器的出料口与第二固液分离装置的入料口连通，所述第二固液分离装置的固体出口与复分解反应器的入料口连通，所述第二固液分离装置的液体出口与二级冷却结晶器的入料口连通，所述二级冷却结晶器的出料口与第三固液分离装置的入料口连通，所述第三固液分离装置的固体出口与一级冷却结晶器的入料口连通，所述第三固液分离装置的液体出口与蒸氨塔的入料口连通。
进一步地，所述第二固液分离装置与蒸氨塔之间的管路上设置有换热器。
进一步地，所述第一固液分离装置、第二固液分离装置、第三固液分离装置为稠厚器、离心机的组合或稠厚器、带式真空过滤机、离心机的组合。
进一步地，所述一级冷却结晶器和二级冷却结晶器均为直接换热冷却结晶器。
进一步地，所述一级冷却结晶器上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至一级冷却结晶器中的第一冷冻压缩机，所述二级冷却结晶器上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至二级冷却结晶器中的第二冷冻压缩机。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括与碳酸氢钠收集罐连接用于对碳酸氢钠清洗干燥处理的碳酸氢钠处理装置、与硫酸钠收集罐连接用于对硫酸钠清洗干燥处理的硫酸钠处理装置。
一种钠法脱硫灰渣处理方法，其包括以下步骤：
S1、将灰渣溶解并进行脱重金属及烟尘预处理后与碳酸氢铵混合进行复分解反应，分离得到碳酸氢钠固体和反应母液；
S2、将步骤S1中的反应母液进行一级冷却结晶得到一级冷却母液和硫酸钠/ 碳酸氢铵复盐；
S3、将步骤S2中的一级冷却母液进行蒸馏，得到二氧化碳气体和氨气气体和蒸氨母液，将二氧化碳气体和氨气气体返回至步骤S1中继续制碱；
S4、将步骤S3中的蒸氨母液进行二级冷却结晶得到二级冷却母液和硫酸钠/ 碳酸氢铵复盐；
S5、将步骤S4中的二级冷却母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液，结晶母液循环进入步骤S4中与蒸发母液混合进行二级循环冷却。
有益效果
本发明提出的钠法脱硫灰渣资源化处理***及处理方法，相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)将一级冷却结晶后获得的硫酸钠/碳酸氢铵复盐返回至复分解反应中参与复分解反应，将二级冷却结晶后获得的硫酸钠/碳酸氢铵复盐返回至一级冷却结晶中参与一级冷却结晶，提高了碳酸氢钠的总收率及碳酸氢铵的总转化率，提高资源化处理效率及处理质量，具有良好的经济价值。
(2)将一级冷却结晶母液进行蒸馏，并将获得的二氧化碳气体及氨气气体返回至复分解反应中参与复分解反应，提高了碳酸氢铵的总转化率、碳酸氢钠的总收率。
(3)将二级冷却母液蒸发浓缩后的结晶母液返回至二级冷却结晶母液中，提高了硫酸铵的总氮含量。
(4)本发明将灰渣进行资源化利用，变废为宝获得的硫酸铵和碳酸氢钠产品，降低环境污染，具有良好的经济价值及社会价值。
(5)本发明提出的处理***结构简单、操作方便的同时处理成本较低，硫酸铵的转化率较高，相对于传统的芒硝制碱工艺具有良好的应用价值。
附图说明
图1是本发明背景技术中传统芒硝制碱工艺流程图；
图2是本发明具体实施例1中钠法脱硫灰渣资源化处理***示意图；
图3是本发明具体实施例1中蒸氨塔的结构示意图；
图4是本发明具体实施例1中出气组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
具体实施例1
一种钠法脱硫灰渣资源化处理***，如图2所示，其包括灰渣预处理装置、碳酸氢铵制备装置100及通过管路依次连通的复分解反应器300、一级冷却结晶器510、二级冷却结晶器520、蒸氨塔710及蒸发结晶器720，所述灰渣预处理装置的出料口及碳酸氢铵制备装置100的出料口分别通过管路与复分解反应器300 的入料口连通，所述复分解反应器300的液体出口与一级冷却结晶器510的入料口连通，一级冷却结晶器510的液体出口与蒸氨塔710的入液口连通，所述蒸氨塔710的液体出口与二级冷却结晶器520的入料口连通，所述蒸氨塔710的气体出口与复分解反应器300的入料口连通，所述二级冷却结晶器520的液体出口与蒸发结晶器720的入液口连通。通过在一级冷却结晶器510后设置蒸氨塔710，将一级冷却母液中的未参加反应的碳酸氢铵分解获得二氧化碳气体和氨气气体，将二氧化碳气体和氨气气体返回至复分解反应器300中参与复分解反应，提高了碳酸氢铵的转化率，以提高碳酸氢铵的资源化利用程度。
进一步地，所述灰渣预处理装置包括用于溶解灰渣的灰渣溶解装置210及与灰渣溶解装置210连接用于脱除灰渣中重金属及烟尘的灰渣处理装置220，所述灰渣溶解装置210的出料口与灰渣处理装置220的入料口通过管路连通，所述灰渣处理装置220的出料口与复分解反应器300的入料口通过管路连通。
具体的，所述复分解反应器300为塔、桶、槽、搅拌件或其组合。
具体的，复分解反应器300中，通过螺旋给料器等给料装置加入固体的碳酸氢铵，在30℃恒温下进行复分解反应。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括用于将复分解反应中反应母液与碳酸氢钠沉淀固液分离的第一固液分离装置410及用于接收碳酸氢钠沉淀的碳酸氢钠收集罐810，所述复分解反应器300的出料口与第一固液分离装置410的进液口通过管路连通，所述第一固液分离装置410的液体出口与一级冷却结晶器510的进液口通过管路连通，所述第一固液分离装置410的固体出口与碳酸氢钠收集罐810的入料口通过管路连通。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括设置于一级冷却结晶器510与二级冷却结晶器520之间管路上的第三固液分离装置430、设置于二级冷却结晶器520与蒸氨塔710之间管路上的第四固液分离装置，所述一级冷却结晶器510的出料口与第二固液分离装置420的入料口连通，所述第二固液分离装置 420的固体出口与复分解反应器300的入料口连通，实现经一级冷却结晶器510析出的复盐进入复分解反应器300中继续参加制碱反应，提高了碳酸氢铵及硫酸钠的转化率。所述第二固液分离装置420的液体出口与二级冷却结晶器520的入料口连通，所述二级冷却结晶器520的出料口与第三固液分离装置430的入料口连通，所述第三固液分离装置430的固体出口与一级冷却结晶器510的入料口连通，所述第三固液分离装置430的液体出口与蒸氨塔710的入料口连通。
进一步地，所述第二固液分离装置420与蒸氨塔710之间的管路上设置有换热器，降低蒸氨塔710能耗，进而降低整个***的能耗。
进一步地，所述第一固液分离装置410、第二固液分离装置420、第三固液分离装置430均为稠厚器、离心机的组合，所述固液分离装置为稠厚器、离心机的组合，二级分离方式实现固液分离，其中稠厚器底部的晶浆进入离心机，离心机分离出的固体送往对应的下一道工序中。
另一较佳的实施例中，所述第一固液分离装置410、第二固液分离装置420、第三固液分离装置430均为稠厚器、带式真空过滤机、离心机的组合，采用三级分离方式实现固液分离，其中稠厚器底部的晶浆进入带式真空过滤机，带式真空过滤机分离出的固体进入离心机，离心机分离出的固体送往对应下一道工序中。
进一步地，所述一级冷却结晶器510和二级冷却结晶器520均为直接换热冷却结晶器，通过选择合适的冷媒并采用直接换热的方式，既能够使物料与冷媒的温差小，又能使得一级冷却结晶器510及二级冷却结晶器520高效率、长周期的运行。
具体的，所述一级冷却结晶器510上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至一级冷却结晶器510中的第一冷冻压缩机610，所述二级冷却结晶器520上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至二级冷却结晶器520中的第二冷冻压缩机620。
本***运行时，复反应器中获得的反应母液从一级冷却结晶器510顶部入料口进入一级冷却结晶器510，低温液相冷媒一级冷却结晶器510底部的入料口进入一级冷却结晶器510并与逆流的反应母液直接接触换热，反应母液冷却结晶形成复盐，复盐从一级冷却结晶器510底部的固体出口排出，并通过第一固液分离装置410完成固液分离过程，液相冷媒形成气相冷媒，该气相冷媒从一级冷却结晶器510顶部的入料口排出，并经冷冻压缩机组冷冻压缩成液相冷媒，再返回至一级冷却结晶器510中循环使用，有效节省能源，具有良好的经济效益。
具体的，一级冷却结晶器510中产生的一级冷却母液从二级冷却结晶器520 顶部入料口进入二级冷却结晶器520，低温液相冷媒二级冷却结晶器520底部的入料口进入二级冷却结晶器520并与逆流的反应母液直接接触换热，反应母液冷却结晶形成复盐，复盐从二级冷却结晶器520底部的固体出口排出，并通过第二固液分离装置420完成固液分离过程，液相冷媒形成气相冷媒，该气相冷媒从二级冷却结晶器520顶部的入料口排出，并经冷冻压缩机组冷冻压缩成液相冷媒，再返回至二级冷却结晶器520中循环使用，有效节省能源，具有良好的经济效益。
作为优选，冷却所用冷媒(先是液态，冷却物料时，吸热汽化变为气态，压缩冷却后又变为液态，如此循环使用)为丁烯、正丁烷、戊稀、环戊烷、异戊烷或新戊烷等物质中的任意一种或几种的混合物。
这种冷媒循环并直接冷却的方式效果在于将一级冷却母液或二级冷却母液分别与冷媒直接接触换热，设备不容易结垢，一级冷却母液或二级冷却母液与冷媒温差较小，能保持一级冷却母液或二级冷却母液具有合适的过饱和度，有利用形成大颗粒的结晶，易于下一步的固液分离，可以通过改变一级冷却母液进液量、二级冷却母液进液量和冷媒进料量的比例来分别调节复盐的结晶粒径和结晶亮，操作简便，弹性较大。
进一步地，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括与碳酸氢钠收集罐810 连接用于对碳酸氢钠清洗干燥处理的碳酸氢钠处理装置、与硫酸钠收集罐820连接用于对硫酸钠清洗干燥处理的硫酸钠处理装置。
进一步地，所述灰渣溶解装置210与灰渣处理装置220之间的管路上、所述灰渣处理装置220与复分解反应器300之间的管路上、所述碳酸氢铵制备装置100 与复分解反应器300之间的管路上、所述第一固液分离装置410与一级冷却结晶器510之间的管路上、所述第二固液分离装置420与二级冷却结晶器520之间的管路上、所述第三固液分离装置430与蒸氨塔710之间的管路上、所述蒸氨塔710与蒸发结晶器720之间的管路上、所述蒸发结晶器720与二级冷却结晶器520之间的管路上分别设置有第一输送泵910、第二输送泵920、第三输送泵930、第四输送泵940、第五输送泵950、第六输送泵960、第七输送泵970、第八输送泵980。
进一步地，所述蒸氨塔710与复分解反应器300之间的管路上设置有增压风机。
一种钠法脱硫灰渣处理方法，其包括以下步骤：
S1、将灰渣溶解并进行脱重金属及烟尘预处理后与碳酸氢铵混合进行复分解反应，分离得到碳酸氢钠固体和反应母液；
S2、将步骤S1中的反应母液进行一级冷却结晶得到一级冷却母液和硫酸钠/ 碳酸氢铵复盐；
S3、将步骤S2中的一级冷却母液进行蒸馏，得到二氧化碳气体和氨气气体和蒸氨母液，将二氧化碳气体和氨气气体返回至步骤S1中继续制碱；
S4、将步骤S3中的蒸氨母液进行二级冷却结晶得到二级冷却母液和硫酸钠/ 碳酸氢铵复盐；
S5、将步骤S4中的二级冷却母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液，结晶母液循环进入步骤S4中与蒸发母液混合进行二级循环冷却。
本发明的工作原理为：将灰渣溶解并进行脱重金属及烟尘预处理后与碳酸氢铵混合进行复分解反应，分离得到碳酸氢钠固体和反应母液，将反应母液进行一级冷却结晶得到一级冷却母液和硫酸钠/碳酸氢铵复盐，将一级冷却母液进行蒸馏，得到二氧化碳气体、氨气气体和蒸氨母液，并将二氧化碳气体和氨气气体返回复分解反应器300中继续制碱，提高了碳酸氢钠的总收率及碳酸氢铵的总转化率，蒸氨母液进行二级冷却结晶得到二级冷却母液和硫酸钠/碳酸氢铵复盐；二级冷却母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液。其中，所述碳酸氢铵由氨水与过量的二氧化碳合成。氨水与过量的二氧化碳合成碳酸氢铵的反应方程式为：
NH3·H2O+CO2＝NH4HCO3
灰渣溶解并进行脱重金属及烟尘预处理后的主要成分为硫酸钠，在液相中，碳酸氢铵和硫酸钠的复分解反应的方程式为：
2NH4HCO3+Na2SO4═2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
反应液经过滤得到碳酸氢钠，其反应母液中含有未分解的NH4HCO3和 Na2SO4和(NH4)2SO4。
结晶母液返回至二级冷却结晶器520中继续冷却，循环处理，提高了硫酸铵产品的产量、硫酸铵总氮含量及碳酸氢铵的总转化率。
本发明提出的钠法脱硫灰渣资源化处理***，获得了碳酸氢钠产品及硫酸铵产品，该处理***相对于传统的芒硝制碱工艺，提高了硫酸铵产品的产量、碳酸氢钠的总收率、硫酸铵总氮含量及碳酸氢铵的总转化率，对钠法脱硫灰渣进行的资源化处理，将原来作为固废、仅能采取填埋处理的脱硫灰作为生产化工产品硫酸钠的原料，不仅解决环保问题，而且可以产生显著的经济效益和社会效益。
经数据证明，通过本发明的钠法脱硫灰渣资源化处理***，实现了碳酸氢钠的总收率达到99％，碳酸氢铵的总转化率大于95％，硫酸铵总氮含量不低于 20.5％，达到国家农用化肥质量标准。
具体的，本实施例中采用的蒸氨塔结构如图3-4所示，其包括壳体11、进气管17、分别连接于壳体11顶部的进液管12及出气管15、设置于壳体11内的储液盘16、设置于壳体11内且与进气管17转动连通的旋转管24、与旋转管24连接用于带动旋转管24转动的驱动机构、连接于旋转管24上且对应储液盘16设置的出气组件18，旋转管24的顶部穿过储液盘16中心处且与储液盘16转动连接，出气组件18位于储液盘16内且出气组件18上对应储液盘16设置有出气孔184，储液盘 16及出气组件18自上而下对应设置有多组且各储液盘16的开口直径自上而下依次增大。旋转管24与进气管17连通且与出气组件18连通，高温的水蒸气通过进气管17进入旋转管24及出气组件18中并经出气孔184进入储液盘16内，一级冷却母液从进液管12进入储液盘16中。通过驱动机构带动旋转管24转动，从而带动旋转管24上的出气组件18转动，转动出气组件18对储液盘16内的一级冷却母液进行搅动，加速了水蒸气与一级冷却母液的混合过程，当储液盘16内的液面高度高于其侧壁顶部高度时，该储液盘16内的一级冷却母液下落至相邻下层的储液盘16内，并在该储液盘16内继续蒸馏。通过这种多层设置的储液盘16对一级冷却母液进行多级蒸馏，有效提高蒸馏效果，使一级冷却母液中未参加反应的碳酸氢铵尽可能分解获得二氧化碳和氨气，产生的氨气、二氧化碳及水蒸气由出气管15排出，蒸氨母液下落并经出液管13排出。
具体的，出液管13上设置有出液开关阀14。
进一步地，进气管17的出气端与旋转管24的进气端通过旋转接头25转动连接。
具体的，本实施例中，进气管17呈L形，L形进气管17的竖直部与旋转管24 的底部通过旋转接头25转动连接。水蒸气通过进气管17进入旋转管24内，并经出气孔184排出，由于旋转管24及出气组件18内的水蒸气具有足够的气压，可避免储液盘16内的一级冷却母液进入出气组件18及旋转管24内。
进一步地，出气组件18包括同心设置的外环管182及内环管183，内环管183 靠近旋转管24，外环管182与内环管183之间、内环管183与旋转管24之间均通过设置若干连接管181连通，外环管182、内环管183及各连通管的顶部均设置有若干出气孔184。通过设置外环管182及内环管183及若干连接管181，将水蒸气进行分散，加大了水蒸气与一级冷却母液的接触面积，提高碳酸氢铵的分解效率。
进一步地，储液盘16及出气组件18自上而下对应设置有三组，自上而下对应设置的出气组件18中内环管183的数量依次增加。
进一步地，驱动机构包括套设于旋转管24上的水平锥齿轮21、与水平锥齿轮21啮合的纵向锥齿轮22、与纵向锥齿轮22连接用于带动纵向锥齿轮22转动的旋转电机23。旋转电机23的输出轴连接于纵向锥齿轮22的中心处且带动纵向锥齿轮22转动，带动与纵向锥齿轮22啮合的水平锥齿轮21转动，从而带动旋转管24及出气组件18自传，加速水蒸气与一级冷却母液的混合，提高碳酸氢铵的分解效率。
进一步地，储液盘16固定于一储液盘支架19上，储液盘支架19水平设置且固定连接于壳体11内壁上。
进一步地，储液盘支架19呈十字形或米字形。十字形或米字形的储液盘支架19可对储液盘16进行良好的支撑，同时不对储液盘16中液体下落造成影响。
进一步地，储液盘16的中心处设置有中心孔，旋转管24穿过中心孔且旋转管24与中心孔之间设置有密封圈，该密封管一端固定连接于储液盘16的中心孔上且另一端顶持于旋转管24的外壁上。该密封圈在保证旋转管24相对储液盘16 转动的同时可有效避免储液盘16内的液体从储液盘16底部中心处泄露，保证整个蒸氨塔的正常运行。
优选的，进液管12上设置有第一电子流量计，出液管13上设置有第二电子流量计，便于获得蒸氨母液的产率。
优选的，壳体11上设置有便于观察壳体11内部蒸氨情况的观察窗26。该观察窗26优选为透明玻璃窗。
优选的，出液管13设置于壳体11的一侧底部，壳体11的底部朝向出液管13 向下倾斜设置，便于蒸氨母液的收集。
具体实施例2
本实施例与具体实施例1中相同的地方不再赘述，不同之处在于：
处理方法中，一级冷却结晶的条件具体为：用氨冷至10～-5℃，析出硫酸钠/ 碳酸氢铵复盐，离心过滤，得到的固体硫酸钠/碳酸氢铵复盐返回至复分解反应中，分离硫酸钠/碳酸氢铵复盐的溶液为一级冷却母液。
具体的，二级冷却结晶的条件具体为：用氨冷至10～-5℃，析出硫酸钠/碳酸氢铵复盐，离心过滤，得到的固体硫酸钠/碳酸氢铵复盐加入到步骤S2中反应母液中并随反应母液进行一级冷却结晶，提高硫酸钠/碳酸氢铵复盐的析出率，进一步提高了碳酸氢钠的总收率及碳酸氢铵的总转化率，具有良好的经济价值。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种钠法脱硫灰渣处理***，其特征在于，包括灰渣预处理装置、碳酸氢铵制备装置及通过管路依次连通的复分解反应器、一级冷却结晶器、二级冷却结晶器、蒸氨塔及蒸发结晶器，灰渣预处理装置的出料口及碳酸氢铵制备装置的出料口分别通过管路与复分解反应器的入料口连通，复分解反应器的液体出口与一级冷却结晶器的入料口连通，一级冷却结晶器的液体出口与蒸氨塔的入液口连通，蒸氨塔的液体出口与二级冷却结晶器的入料口连通，所述蒸氨塔的气体出口与复分解反应器的入料口连通，二级冷却结晶器的液体出口与蒸发结晶器的入液口连通。
2.根据权利要求1所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述灰渣预处理装置包括用于溶解灰渣的灰渣溶解装置及与灰渣溶解装置连接用于脱除灰渣中重金属及烟尘的灰渣处理装置，灰渣溶解装置的出料口与灰渣处理装置的入料口通过管路连通，灰渣处理装置的出料口与复分解反应器的入料口通过管路连通。
3.根据权利要求2所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括用于将复分解反应中反应母液与碳酸氢钠沉淀固液分离的第一固液分离装置及用于接收碳酸氢钠沉淀的碳酸氢钠收集罐，复分解反应器的出料口与第一固液分离装置的进液口通过管路连通，第一固液分离装置的液体出口与一级冷却结晶器的进液口通过管路连通，第一固液分离装置的固体出口与碳酸氢钠收集罐的入料口通过管路连通。
4.根据权利要求3所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括设置于一级冷却结晶器与二级冷却结晶器之间管路上的第三固液分离装置、设置于二级冷却结晶器与蒸氨塔之间管路上的第四固液分离装置，一级冷却结晶器的出料口与第二固液分离装置的入料口连通，第二固液分离装置的固体出口与复分解反应器的入料口连通，第二固液分离装置的液体出口与二级冷却结晶器的入料口连通，二级冷却结晶器的出料口与第三固液分离装置的入料口连通，第三固液分离装置的固体出口与一级冷却结晶器的入料口连通，第三固液分离装置的液体出口与蒸氨塔的入料口连通。
5.根据权利要求4所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述第二固液分离装置与蒸氨塔之间的管路上设置有换热器。
6.根据权利要求4所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述第一固液分离装置、第二固液分离装置、第三固液分离装置为稠厚器、离心机的组合或稠厚器、带式真空过滤机、离心机的组合。
7.根据权利要求2所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述一级冷却结晶器和二级冷却结晶器均为直接换热冷却结晶器。
8.根据权利要求7所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述一级冷却结晶器上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至一级冷却结晶器中的第一冷冻压缩机，二级冷却结晶器上连接有用于实现气相冷媒冷冻成液相并返回至二级冷却结晶器中的第二冷冻压缩机。
9.根据权利要求3所述的钠法脱硫灰渣资源化处理***，其特征在于，所述钠法脱硫灰渣资源化处理***还包括与碳酸氢钠收集罐连接用于对碳酸氢钠清洗干燥处理的碳酸氢钠处理装置、与硫酸钠收集罐连接用于对硫酸钠清洗干燥处理的硫酸钠处理装置。
10.一种钠法脱硫灰渣处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将灰渣溶解并进行脱重金属及烟尘预处理后与碳酸氢铵混合进行复分解反应，分离得到碳酸氢钠固体和反应母液；
S2、将步骤S1中的反应母液进行一级冷却结晶得到一级冷却母液和硫酸钠/碳酸氢铵复盐；
S3、将步骤S2中的一级冷却母液进行蒸馏，得到二氧化碳气体和氨气气体和蒸氨母液，将二氧化碳气体和氨气气体返回至步骤S1中继续制碱；
S4、将步骤S3中的蒸氨母液进行二级冷却结晶得到二级冷却母液和硫酸钠/碳酸氢铵复盐；
S5、将步骤S4中的二级冷却母液蒸发浓缩后分离出硫酸铵，分离硫酸铵后的溶液为结晶母液，结晶母液循环进入步骤S4中与蒸发母液混合进行二级循环冷却。
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| CN114751429A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-15 | 北京赛科康仑环保科技有限公司 | 一种脱硫灰制小苏打的处理工艺 |
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