CN206304563U - 一种软锰矿浆脱除烟气中so2及其资源化利用的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种软锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，包括加压鼓风机、脱硫塔、除雾器、浆泵I、循环泵、调浆槽、脱硫浆贮槽、浆泵II、真空过滤机I、接受槽I、真空泵I、净化槽、螺杆泵、压滤机、中和槽、澄清沉淀池、浆泵III、真空过滤机II、接受槽II、真空泵II、真空蒸发器、离心机I、清液泵、碳化槽、离心机II、母液槽、氨气泵、蒸氨塔、分缩器、干燥机I、干燥机II；装置利用锰矿浆脱除烟气中的SO2，反应生成硫酸锰，通过净化、蒸发结晶和母液碳化等工艺，获得高附加值的一水硫酸锰和碳酸锰，对烟气中的SO2进行治理，防止烟气的二次污染，同时生成高附加值产品，同时解决SO2的治理问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种软锰矿脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，达到以原矿治污之目的，同时获得高附加值的产品，属于环境保护技术领域。
背景技术
烟气脱硫方法按脱硫剂的物相分类，大致可分为干法脱硫与湿法脱硫两类。目前国内外烟气脱硫技工艺流程超过200多种，具有工业应用价值的工艺及其配套设备不过十余种。湿法脱硫操作简单、成本低，最为常用。在湿法脱硫技术中，虽然石灰-石灰石法目前技术最为成熟，该工艺脱硫效率高(脱硫率90％以上)、吸收剂价廉且来源广，但它***复杂、投资及能耗大，生产废渣应用价值不大，易造成二次污染；氨水吸收法(氨酸法)副产物虽可用作肥料，但脱硫时伴有氨挥发损失，且又受氨源的限制；其它钠法或双碱法成本同样高，副产品利用价值也不大，企业在经济上受到很大压力，随着环保法规的完善，寻找新的脱硫工艺和设备，势在必行。
我国锰资源丰富，分布较广，价格低廉，采用锰矿浆脱除烟气中的二氧化硫，既消除环境污染，又可资源化利用SO2，同时提高软锰矿附加值，企业可获得额外经济效益，而并没有成套的装置设备较好的进行软锰矿的烟气脱硫工艺，同时提出SO2与软锰矿反应后的产物的纯化分离、进一步生产高附加值的硫酸锰和碳酸锰的方法途径与设备装置。
本装置的特点是：(1)在脱硫过程中，脱硫后的浆液通过浆泵到真空过滤机过滤，再经过净化槽内加热、加石灰调节pH、过滤除去连二硫酸锰，再通过中和槽加氨水和澄清沉淀、过滤去除其它金属杂质，获得硫酸锰清液，清液进行真空蒸发结晶，趁热用离心机分离，用微波干燥得一水硫酸锰；蒸发后母液在碳化槽通过加入纯碱，产生碳酸锰沉淀，用离心机分离，滤饼经微波干燥得碳酸锰。
发明内容
本实用新型的目的在于提供所述锰矿浆脱除烟气中SO2和资源化利用的装置，包括加压鼓风机1、脱硫塔2、除雾器3、浆泵I4、循环泵5、调浆槽6、脱硫浆贮槽7、浆泵II8、真空过滤机I9、接受槽I10、真空泵I11、净化槽12、螺杆泵13、压滤机14、中和槽15、澄清沉淀池16、浆泵III17、真空过滤机II18、接受槽II19、真空泵II20、真空蒸发器21、离心机I22、清液泵23、碳化槽24、离心机II25、母液槽26、氨气泵27、蒸氨塔28、分缩器29、干燥机I30、干燥机II31；
加压鼓风机1与脱硫塔2下部连接，脱硫塔2底部设有盛料箱，上部设有喷淋装置，盛料箱与循环泵5连接，循环泵5与喷淋装置连接，脱硫塔2顶部设有烟气出口，烟气出口与除雾器3连接，脱硫塔2底部盛料箱还连接浆泵Ⅰ4，浆泵Ⅰ4连接调浆槽6，脱硫塔2底部盛料箱还与脱硫浆贮槽7连接，脱硫浆贮槽7通过浆泵Ⅱ8与真空过滤机Ⅰ9连接，真空过滤机Ⅰ9连接接受槽Ⅰ10，接受槽Ⅰ10顶部与真空泵Ⅰ11连接，接受槽Ⅰ10底部连接净化槽12，净化槽12底部通过螺杆泵13连接压滤机14，压滤机14连接中和槽15，中和槽15底部连接澄清沉淀池16，澄清沉淀池16通过浆泵Ⅲ17连接真空过滤机Ⅱ18，真空过滤机Ⅱ18连接接受槽Ⅱ19，接受槽Ⅱ19顶部与真空泵II 20连接，接受槽Ⅱ19底部依次连接真空蒸发器21、离心机I 22，离心机I 22分别连有干燥机II 31与清液泵23，清液泵23依次连接碳化槽24、离心机II 25，离心机II 25分别连接干燥机I 30和母液槽26，母液槽26依次连接氨气泵27、蒸氨塔28、分缩器29，分缩器29与中和槽15连接。
所述澄清沉淀池16内设有蜂窝斜板填料。
所述调浆槽6、脱硫浆贮槽7、净化槽12、中和槽15、碳化槽24内部均设有搅拌桨。
经分缩器29提高氨浓度达10％左右的含氨蒸汽返回至中和槽15循环利用。
利用所述装置种锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿利用球磨机湿磨，过200目筛，加水制成软锰矿浆，软锰矿浆固含量为18～22％，调节软锰矿浆pH值为3.5～4.5；
(2)温度较高的烟气首先进入余热换热器产生低压蒸汽供蒸发工序使用，降温后烟气从脱硫塔下部进入，将步骤(1)制得的软锰矿浆抽至脱硫塔2进行喷淋，烟气与喷淋的锰矿浆逆向接触反应，烟气脱硫后从烟气出口出来，经除雾器3后烟气进入下一工序或直接排空，浆液经循环喷淋，边喷淋边进行浆液更换补充，工艺连续进行，循环后的浆液中主要为硫酸锰，其次是硫酸铁，还含有少量的钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子，还含有脱硫过程中生成的连二硫酸锰，浆液进行真空过滤；
(3)步骤(2)过滤得到的滤液加入石灰调节pH值为4.5～5，再用蒸汽加热至70～80℃，使连二硫酸锰分解，静置沉淀，将沉淀物过滤，得净化滤液；
(4)将步骤(3)的净化滤液倒入中和槽15内，加入氨水，调整pH值为5～5.5，使钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子生成氢氧化物沉淀，将中和液放入澄清沉淀池16内，沉淀澄清，并用真空过滤机II18进一步过滤，获得清液；
(5)将步骤(4)的清液用真空蒸发器21进行真空蒸发结晶，真空度为0.07～0.08MPa，温度为70～80℃，一水硫酸锰质量浓度浓缩至38～40％(wt％)，趁热进行离心分离，滤渣干燥后得到一水硫酸锰；
(6)步骤(5)分离所得滤液待冷却后，加入纯碱，产生碳酸锰沉淀，进行固液分离，滤渣干燥得到碳酸锰，分离滤液在蒸氨塔28中用直接蒸汽加热，氨和蒸汽的混合物经分缩器29，控制分缩器出口温度，氨返回中和槽15循环使用。
步骤(6)所述控制分缩器29出口温度为80～95℃。
本实用新型的优点：
1.以软锰矿作为脱硫剂，对烟气中的SO2进行治理，防止烟气的二次污染，实现以废治污之目的，实现环境保护的目的。
2.在脱硫过程中，同时资源化利用软锰矿中的二氧化锰生成附加值较高的一水硫酸锰和碳酸锰，脱除SO2的同时充分利用了软锰矿资源，物尽其用，实现了资源化利用之目的。
3.以锰矿作为脱硫剂，运行成本低；同时开展资源化利用，通过脱硫产物生产高附加值一水硫酸锰和碳酸锰，提高企业有明显的经济效益，回收处理1吨SO2，可获利3000～3500元，环境污染治理不花钱，而有很好的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型所述装置的结构示意图；
图中，1-加压鼓风机；2-脱硫塔；3-除雾器；4-浆泵I；5-循环泵；6-调浆槽；7-脱硫浆贮槽；8-浆泵II；9-真空过滤机I；10-接受槽I；11-真空泵I；12-净化槽；13-螺杆泵；14-压滤机；15-中和槽；16-澄清沉淀池；17-浆泵III；18-真空过滤机II；19-接受槽II；20-真空泵II；21-真空蒸发器；22-离心机I；23-清液泵；24-碳化槽；25-离心机II；26-母液槽；27-氨气泵；28-蒸氨塔；29-分缩器；30-干燥机I；31-干燥机II。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图一所示，一种锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，包括加压鼓风机1、脱硫塔2、除雾器3、浆泵I4、循环泵5、调浆槽6、脱硫浆贮槽7、浆泵II8、真空过滤机I9、接受槽I10、真空泵I11、净化槽12、螺杆泵13、压滤机14、中和槽15、澄清沉淀池16、浆泵III17、真空过滤机II18、接受槽II19、真空泵II20、真空蒸发器21、离心机I22、清液泵23、碳化槽24、离心机II25、母液槽26、氨气泵27、蒸氨塔28、分缩器29、干燥机I30、干燥机II31；加压鼓风机1与脱硫塔2下部连接，脱硫塔2底部设有盛料箱，上部设有喷淋装置，盛料箱与循环泵5连接，循环泵5与喷淋装置连接，喷淋装置在不同高度设有三排，每排5个喷头，脱硫塔2顶部设有烟气出口，烟气出口与除雾器3连接，脱硫塔2底部盛料箱还连接浆泵Ⅰ4，浆泵Ⅰ4连接调浆槽6，脱硫塔2底部盛料箱还与脱硫浆贮槽7连接，脱硫浆贮槽7通过浆泵Ⅱ8与真空过滤机Ⅰ9连接，真空过滤机Ⅰ9连接接受槽Ⅰ10，接受槽Ⅰ10顶部与真空泵11连接，底部连接净化槽12，净化槽12底部通过螺杆泵13连接压滤机14，压滤机14连接中和槽15，中和槽15底部连接澄清沉淀池16，澄清沉淀池16内设有蜂窝斜板填料，澄清沉淀池16通过浆泵Ⅲ17连接真空过滤机Ⅱ18，真空过滤机Ⅱ18连接接受槽Ⅱ19，接受槽Ⅱ19顶部与真空泵II20连接，接受槽Ⅱ19底部依次连接真空蒸发器21、离心机I22，离心机I22分别连有干燥机II31与清液泵23，清液泵23依次连接碳化槽24、离心机II25，离心机II 25分别连接干燥机II 30和母液槽26，母液槽26依次连接氨气泵27、蒸氨塔28、分缩器29，分缩器29与中和槽15连接，调浆槽6、脱硫浆贮槽7、净化槽12、中和槽15、碳化槽24内部均设有搅拌桨。
利用上述装置进行锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的方法，具体步骤如下：
(1)将软锰矿利用球磨机湿磨，过200目筛，在调浆槽6内加水制成软锰矿浆，软锰矿浆固含量为20％(wt％)，调节软锰矿浆pH值为3.5；
(2)烟气为阳极煅烧烟气，烟气量60000Nm3/h，烟气中SO2含量为3000mg/Nm3，平均温度220℃，要求排放烟气SO2小于100mg/Nm3，温度较高的烟气首先进入余热换热器产生低压蒸汽供蒸发工序使用，降温后烟气经加压鼓风机1从脱硫塔2下部进入，将步骤(1)制得的软锰矿浆用循环泵5抽至脱硫塔2用喷淋装置进行喷淋，喷淋装置在不同高度设有三排，每排5个喷头，烟气与喷淋的锰矿浆逆向接触反应，烟气脱硫后从烟气出口出来，经除雾器5后，烟气SO2含量为90mg/Nm3，达标排出，直接排空，浆液循环喷淋，边喷淋边进行浆液排出和补充，工艺连续进行，循环后的浆液中主要为硫酸锰，其次是硫酸铁，还含有少量的钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子，还含有脱硫过程中生成的连二硫酸锰，浆液储存在脱硫浆贮槽7内，经浆泵II8抽至真空过滤机I9进行真空过滤，过滤得到滤液进入接受槽I10；
(3)步骤(2)过滤得到的滤液从接受槽I10进入净化槽12中，净化槽12设有搅拌桨，边搅拌边加入石灰调节浆液pH值至5，再用烟气余热产生的蒸汽加热至80℃，使连二硫酸锰分解，浆液经螺杆泵13抽至压滤机14，将沉淀物过滤，得净化滤液进入中和槽15；
(4)将步骤(3)中和槽15内的净化滤液加入氨水，调整pH值为5，使钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子生成氢氧化物沉淀，将中和液放入澄清沉淀池16内，利用蜂窝斜板填料进行沉淀澄清，并用浆泵III17将液体抽至真空过滤机II18进一步过滤，获得清液进入接受槽II19；
(5)将步骤(4)接受槽II19内的清液经真空蒸发器21进行真空蒸发结晶，真空蒸发器21的真空度为0.08MPa，温度为80℃，一水硫酸锰质量百分浓度浓缩至38％(wt％)，趁热经离心机I22进行离心分离，滤渣经干燥机II31干燥后得到一水硫酸锰，每年生产一水硫酸锰2000吨左右；
(6)步骤(5)离心分离所得滤液待冷却后，经清液泵23进入碳化槽24后加入纯碱，产生碳酸锰沉淀，离心机II25离心进行固液分离，滤渣经干燥机I30干燥得到碳酸锰，滤液进入母液槽26，经氨气泵27抽至蒸氨塔28中，用直接烟气余热产生的蒸汽加热，氨和蒸汽的混合物经分缩器29，控制分缩器29出口烟气温度80℃，氨浓度达10％(wt％)左右返回至中和槽15循环使用，每年生产碳酸锰2100吨左右。
实施例2
本实施例所述锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的方法，采用装置与实施例1除了设置两排喷淋装置，每排设置7个喷头外，其他均相同，具体步骤如下：
(1)将软锰矿利用球磨机湿磨，过200目筛，在调浆槽6内加水制成软锰矿浆，软锰矿浆固含量为22％(wt％)，调节软锰矿浆pH值为4；
(2)烟气为电厂锅炉烟气，烟气量100000Nm3/h，烟气中SO2含量为2000mg/Nm3，平均温度120℃，要求排放烟气SO2小于400mg/Nm3，温度较高的烟气首先进入余热换热器产生低压蒸汽供蒸发工序使用，降温后烟气经加压鼓风机1从脱硫塔2下部进入，将步骤(1)制得的软锰矿浆用循环泵5抽至脱硫塔2用喷淋装置进行喷淋，烟气与喷淋的锰矿浆逆向接触反应，烟气脱硫后从烟气出口出来，经除雾器5后烟气中的SO2被吸收，脱除SO2后的烟气SO2含量为300mg/Nm3，烟气达标排出，直接排空，浆液经循环喷淋，边喷淋边进行浆液排出和补充，工艺连续进行，循环后的浆液中主要为硫酸锰，其次是硫酸铁，还含有少量的钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子，还含有脱硫过程中生成的连二硫酸锰，浆液储存在脱硫浆贮槽7内，经浆泵II8抽至真空过滤机I9进行真空过滤，过滤得到滤液进入接受槽I10；
(3)步骤(2)过滤得到的滤液从接受槽I10进入净化槽12中，净化槽12设有搅拌桨，边搅拌边加入石灰调节浆液pH值至4.5，再用蒸汽加热至70℃，使连二硫酸锰分解，浆液经螺杆泵13抽至压滤机14，将沉淀物过滤，得净化滤液进入中和槽15；
(4)将步骤(3)中和槽15内的净化滤液加入氨水，调整pH值为5.5，使钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子生成氢氧化物沉淀，将中和液放入澄清沉淀池16内，利用蜂窝斜板填料进行较长时间的沉淀澄清，并用浆泵III17将液体抽至真空过滤机II18进一步过滤，获得清液进入接受槽II19；
(5)将步骤(4)接受槽II19内的清液经真空蒸发器21进行真空蒸发结晶，真空蒸发器21的真空度为0.07MPa，温度为70℃，一水硫酸锰浓度浓缩至39％(wt％)，趁热经离心机I22进行离心分离，滤渣经干燥机II31干燥后得到一水硫酸锰，每年生产一水硫酸锰180吨左右；
(6)步骤(5)离心分离所得滤液待冷却后，经清液泵23进入碳化槽24后加入纯碱，产生碳酸锰沉淀，离心机II25离心进行固液分离，滤渣经干燥机I30干燥得到碳酸锰，滤液进入母液槽26，经氨气泵27抽至蒸氨塔28中，用直接烟气余热产生的蒸汽加热，氨和蒸汽的混合物经分缩器29，控制分缩器29出口烟气温度90℃，氨浓度达10％(wt％)左右返回至中和槽循环使用，每年生产碳酸锰1900吨左右。
实施例3
本实施例所述锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的方法，采用装置与实施例1相同的装置，具体步骤如下：
(1)将软锰矿利用球磨机湿磨，过200目筛，在调浆槽6内加水制成软锰矿浆，软锰矿浆固含量为18％(wt％)，调节软锰矿浆pH值为4.5；
(2)烟气为硫酸制备厂烟气，硫酸尾气处理量200000Nm3/h，两转两吸硫酸装置的尾气中SO2含量650mg/Nm3，尾气出口要求SO2含量100mg/Nm3以下，脱硫效率85％以上，温度较高的烟气首先进入余热换热器产生低压蒸汽供蒸发工序使用，降温后烟气经加压鼓风机1从脱硫塔2下部进入，将步骤(1)制得的软锰矿浆抽至脱硫塔进行喷淋，烟气与喷淋的锰矿浆逆向接触反应，烟气脱硫后从烟气出口出来，经除雾器5后烟气中的SO2被吸收，脱除SO2后的烟气SO2含量为300mg/Nm3，烟气达标排出进入下一处理工序，浆液经循环喷淋，边喷淋边进行浆液的排出和补充，工艺连续进行，循环后的浆液中主要为硫酸锰，其次是硫酸铁，还含有少量的钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子，还含有脱硫过程中生成的连二硫酸锰，浆液储存在脱硫浆贮槽7内，经浆泵II8抽至真空过滤机I9进行真空过滤，过滤得到滤液进入接受槽I10；
(3)步骤(2)过滤得到的滤液从接受槽I10进入净化槽12中，净化槽12设有搅拌桨，边搅拌边加入石灰调节浆液pH值至4.5，再用蒸汽加热至75℃，使连二硫酸锰分解，浆液经螺杆泵13抽至压滤机14，将沉淀物过滤，得净化滤液进入中和槽15；
(4)将步骤(3)中和槽15内的净化滤液加入氨水，调整pH值为5，使钙、镁、铁、铝以及少量的重金属离子生成氢氧化物沉淀，将中和液放入澄清沉淀池16内，利用蜂窝斜板填料进行沉淀澄清，并用浆泵III17将液体抽至真空过滤机II18进一步过滤，获得清液进入接受槽II19；
(5)将步骤(4)接受槽II19内的清液经真空蒸发器21进行真空蒸发结晶，真空蒸发器21的真空度为0.08Mpa，温度为75℃，一水硫酸锰质量百分浓度浓缩至40％(wt％)，趁热经离心机I22进行离心分离，滤渣经干燥机II31干燥后得到一水硫酸锰，每年生产一水硫酸锰1800吨左右；
(6)步骤(5)离心分离所得滤液待冷却后，经清液泵23进入碳化槽24后加入纯碱，产生碳酸锰沉淀，离心机II25离心进行固液分离，滤渣经干燥机I30干燥得到碳酸锰，滤液进入母液槽26，经氨气泵27抽至蒸氨塔28中，用直接烟气余热产生的蒸汽加热，氨和蒸汽的混合物经分缩器29，控制分缩器29出口烟气温度95℃，氨浓度达10％左右返回至中和槽循环使用，每年生产碳酸锰1500吨左右。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种软锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，其特征在于，包括加压鼓风机、脱硫塔、除雾器、浆泵I、循环泵、调浆槽、脱硫浆贮槽、浆泵II、真空过滤机I、接受槽I、真空泵I、净化槽、螺杆泵、压滤机、中和槽、澄清沉淀池、浆泵III、真空过滤机II、接受槽II、真空泵II、真空蒸发器、离心机I、清液泵、碳化槽、离心机II、母液槽、氨气泵、蒸氨塔、分缩器、干燥机I、干燥机II；
加压鼓风机与脱硫塔下部连接，脱硫塔底部设有盛料箱，上部设有喷淋装置，盛料箱与循环泵连接，循环泵与喷淋装置连接，脱硫塔顶部烟气出口与除雾器连接，脱硫塔底部盛料箱还连接浆泵Ⅰ，浆泵Ⅰ连接调浆槽，脱硫塔底部盛料箱还与脱硫浆贮槽连接，脱硫浆贮槽通过浆泵Ⅱ与真空过滤机Ⅰ连接，真空过滤机Ⅰ连接接受槽Ⅰ，接受槽Ⅰ与真空泵Ⅰ连接，接受槽Ⅰ底部连接净化槽，净化槽底部通过螺杆泵连接压滤机，压滤机连接中和槽，中和槽底部连接澄清沉淀池，澄清沉淀池通过浆泵Ⅲ连接真空过滤机Ⅱ，真空过滤机Ⅱ连接接受槽Ⅱ，接受槽Ⅱ与真空泵II连接，接受槽Ⅱ底部依次连接真空蒸发器、离心机I，离心机I分别连有干燥机II与清液泵，清液泵依次连接碳化槽、离心机II，离心机II分别连接干燥机I和母液槽，母液槽依次连接氨气泵、蒸氨塔、分缩器，分缩器与中和槽连接。
2.根据权利要求1所述软锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，其特征在于，所述澄清沉淀池内设有蜂窝斜板填料。
3.根据权利要求1所述软锰矿浆脱除烟气中SO2及其资源化利用的装置，其特征在于，所述调浆槽、脱硫浆贮槽、净化槽、中和槽、碳化槽内部均设有搅拌桨。
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