含有機(jī)物硫酸鈉氧化煅燒成套裝置-硫酸鈉
概述：
十水硫酸鈉俗稱芒硝，無色單斜晶體或粉末，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水，溶解度在0--30.4℃范圍內(nèi)隨溫度升高而迅速增大。當(dāng)水溶液低于32.38℃時(shí)以十水硫酸鈉結(jié)晶析出，高于此溫度以無水硫酸鈉結(jié)晶析出。無水硫酸鈉俗稱元明粉。硫酸鈉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，有苦咸味，有吸濕性，暴露于空氣中易吸濕成為含水硫酸鈉。熔點(diǎn): 884℃，沸點(diǎn): 1404℃，硫酸鈉溶液沸點(diǎn)升較低。
實(shí)驗(yàn)表明，硫酸鈉在高溫下軟化點(diǎn)較高，且在高溫沒有達(dá)到熔點(diǎn)的情況下分散性良好，這一點(diǎn)與氯化鈉晶體性質(zhì)不同。氯化鈉晶體在遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)的情況下就開始產(chǎn)生黏連粘結(jié)現(xiàn)象。但是，高溫缺氧情況下，硫酸鈉容易與有機(jī)碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致硫酸鈉分解。因而，在處理含有機(jī)物的硫酸鈉廢鹽過程中需要考慮到這一點(diǎn),類似的硫酸鹽均具有上述特點(diǎn)。公司結(jié)合公司結(jié)合多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，融合了多行業(yè)的技術(shù)，解決了上述問題，使得工業(yè)廢硫酸鈉資源化得以實(shí)現(xiàn)。
結(jié)合當(dāng)前常見的處理方法，公司進(jìn)行了歸納總結(jié)，根據(jù)處理類型基本分為火法和濕法兩種，以下做出簡(jiǎn)單的工藝比較。
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火法 |
濕法 |
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工藝單元 |
單元處理成本 |
單元投資 |
工藝單元 |
單元處理成本 |
單元投資 |
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溶解壓濾 |
20元/噸 |
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溶解壓濾 |
20元/噸 |
/ |
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MVR濃縮結(jié)晶分鹽 |
240元/噸 |
小 |
催化氧化超濾納濾反滲透 |
100元/噸 |
小 |
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氧化熱解熔融 |
250元/噸 |
大 |
MVR濃縮結(jié)晶分鹽 |
600元/噸 |
大 |
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總體運(yùn)行成本 |
510元/噸 |
小 |
總體 |
720元/噸 |
大 |
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產(chǎn)品品質(zhì) |
TOC<10毫克 |
產(chǎn)品品質(zhì) |
對(duì)有機(jī)物有選擇性，處理不完全 |
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- 火法采用溶解壓濾再進(jìn)行濃縮結(jié)晶的方式分離出含有機(jī)物的固體氯化鈉和硫酸鈉再進(jìn)行處理。
- 由上述對(duì)比可見，火法工藝在合理進(jìn)行余熱利用的前提下，處理成本低于濕法，其原因在于過濾膜處理鹽水過程中鹽水的濃度不會(huì)很高，導(dǎo)致濃縮結(jié)晶能耗高，投資大。
工藝流程示意
- 本裝置工藝適合處理800℃高溫下不粘結(jié)且容易分散為粉末的無機(jī)鹽。
- 本裝置可處理含有機(jī)物高濃度的鹽水。。
- 本裝置工藝采用合理除塵工藝處理大大避免了尾氣處理過程中堵塞通道的現(xiàn)象
裝置組成簡(jiǎn)介
裝置主要由定量加料系統(tǒng)、氧化煅燒窯、二燃室、余熱回收器、急冷塔、脫硝脫酸系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、輸送系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)組成。
物料流程
含有機(jī)物的硫酸鈉固體/液體進(jìn)入暫存?zhèn)}/罐暫存，并由定量加料機(jī)/泵輸送進(jìn)入高溫氧化煅燒窯，在氧化煅燒窯內(nèi)被天然氣燃燒后的高溫?zé)煔庋趸褵?在此過程中硫酸鈉含有的有機(jī)物氧化燃燒并對(duì)硫酸鈉物料進(jìn)行煅燒,完成氧化煅燒后的硫酸鈉固體一部分隨著煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，并經(jīng)過密封卸料器排出，隨后進(jìn)入降溫?fù)Q熱器，在降溫?fù)Q熱器進(jìn)行換熱后少部分的物料在換熱器下部的密封卸料器排出，最后進(jìn)入高溫除塵器完成氣固分離，被下部的密封卸料器排出。密封卸料器排出的硫酸鈉固體粉末輸送到提升輸送機(jī)。氧化煅燒窯內(nèi)大部分硫酸鈉固體被煅燒后由密封出料機(jī)排出氧化煅燒窯，輸送至提升輸送機(jī)。提升輸送機(jī)將物料輸送至間接冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻后進(jìn)入成品暫存?zhèn)}進(jìn)行包裝。
氣體流程
天然氣燃燒后的高溫?zé)煔庾鳛楸鞠到y(tǒng)的氧化介質(zhì)，進(jìn)入到氧化煅燒窯內(nèi)，含有有機(jī)物的物料在揚(yáng)料板的作用下?lián)P起并落下，在此過程中，有機(jī)物被氧化燃燒，物料被加熱煅燒。有機(jī)物氧化燃燒后成為二氧化碳和水蒸氣，連同天然氣燃燒后的高溫?zé)煔獠A帶少量的物料粉塵被排出氧化煅燒窯，首先進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離進(jìn)行氣固分離，隨后進(jìn)入降溫?fù)Q熱器，在降溫?fù)Q熱器里同降溫風(fēng)機(jī)輸送來的冷卻風(fēng)進(jìn)行換熱并降溫至一定的溫度，最后進(jìn)入到高溫除塵器完成氣固分離。經(jīng)過上述過程的氣體仍然保持一定的溫度，在氧化引風(fēng)機(jī)的作用下被送往二燃室，在次燃燒室內(nèi)的煙氣經(jīng)天然氣燃燒加熱至1100度后進(jìn)行全部焚盡，在二燃室內(nèi)有機(jī)物充分燃燒同時(shí)可以進(jìn)行爐內(nèi)脫硝；煙氣自二燃室排出后進(jìn)入到余熱回收器進(jìn)行熱回收利用，隨后進(jìn)入到急冷塔在脫酸劑的作用下急速降溫至200℃以下，避免二噁英的產(chǎn)生，同時(shí)對(duì)煙氣中含有的酸性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，降溫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附器，在活性炭吸附器內(nèi)與活性炭接觸，煙氣中攜帶的有機(jī)物或重金屬蒸汽被吸附后夾帶著活性炭粉進(jìn)入到尾氣袋式除塵器，在此處全部完成氣固分離，隨后氣體經(jīng)低溫?zé)煔饷撓跛撓鹾?，在尾氣引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入脫酸塔充分洗滌除霧后達(dá)標(biāo)排放。
裝置優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
- 本裝置處理后的硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，TOC低于10mg/kg，滿足使用要求，滿足國(guó)家關(guān)于硫酸鈉產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
- 本裝置符合國(guó)家關(guān)于危險(xiǎn)廢棄物的處理標(biāo)準(zhǔn)，在具體設(shè)備上進(jìn)行了優(yōu)化。
- 本系統(tǒng)耗能較低，噸產(chǎn)品耗天然氣量低于60m³。本系統(tǒng)與其他工藝路線相比，采用合理的節(jié)能工藝，節(jié)能60%以上，本系統(tǒng)的熱量被充分回用：采用降溫?fù)Q熱器，利用降溫風(fēng)機(jī)換熱出來的熱空氣對(duì)各個(gè)燃燒器進(jìn)行助燃，減少了燃?xì)饬浚徊捎弥苯友趸紵姆绞?，使物料中的有機(jī)物氧化燃燒，節(jié)省了天然氣；采用了高溫除塵器，滿足除塵器之后的進(jìn)入二燃室的溫度不低于600℃，減少了二燃室燃燒的天然氣用量；采用了余熱回收器，利用余熱回收器對(duì)尾氣袋式出塵器的煙氣進(jìn)行加熱，避免了脫硝氣體加熱時(shí)的天然氣用量；采用間接冷卻器，對(duì)冷卻水進(jìn)行加熱作為其他工序的加熱熱源，節(jié)省了蒸汽；系統(tǒng)還設(shè)置余熱回收器，可以產(chǎn)出蒸汽，供其他工序使用。
- 系統(tǒng)不堵塞，運(yùn)行穩(wěn)定。氧化煅燒過程中，硫酸鈉不會(huì)產(chǎn)生熔融粘結(jié)現(xiàn)象，經(jīng)過旋風(fēng)分離器及高溫除塵器將物料全部分離，避免二燃室內(nèi)進(jìn)入粉塵；不產(chǎn)生鹽塵，，從而避免煙氣夾帶鹽塵；降溫?fù)Q熱器采用合理的在線清灰方式，避免了粉塵堆積現(xiàn)象。急冷塔采用循環(huán)噴淋法，避免了脫酸劑粘結(jié)，從而避免了設(shè)備堵塞的可能。
- 二燃室采用專業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，滿足有機(jī)物充分燃燒，滿足3T+e要求，即滿足燃燒溫度1100℃、燃燒時(shí)間不低于2秒、流動(dòng)場(chǎng)紊流及煙氣含氧量的要求。
- 運(yùn)行成本低。故障率低，成套裝置故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；除了脫硝催化劑外，相比催化氧化工藝，沒有需要更換的過濾膜及清洗膜過程
- 自動(dòng)控制，采用集中電氣控制，可實(shí)現(xiàn)PLC/DCS自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度高。
主要設(shè)備簡(jiǎn)介
1、氧化煅燒窯
- 高溫氧化煅燒窯是本系統(tǒng)裝置的重要設(shè)備，采用筒體內(nèi)部直接燃燒加熱氧化方式，由進(jìn)料密封罩、筒體、保溫套、出料密封罩、傳動(dòng)裝置等組成。
- 內(nèi)部設(shè)置合理的揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)，使物料充分充滿整個(gè)筒體截面，滿足物料充分接觸換熱氧化煅燒的要求。
- 考慮到過程的高溫，本機(jī)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。設(shè)計(jì)合理的密封結(jié)構(gòu)，確保不因漏風(fēng)降低系統(tǒng)熱效率。
- 筒體采用耐溫設(shè)計(jì)，可使物料加熱至800℃以上，滿足充分氧化燃燒的要求。
- 由于有機(jī)物在進(jìn)料段就被迅速加熱至500℃以上，達(dá)到了有機(jī)物開始燃燒的溫度點(diǎn)，因而，通過設(shè)置溫度控制，可以大大減少天然氣耗量。
- 有氧燃燒情況下，硫酸鈉固體中含有的有機(jī)物被全部燃燒，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，燃燒后的硫酸鈉含有機(jī)碳含量低于10mg/kg，滿足使用要求，這可能是由于硫酸鈉高溫下的性質(zhì)，硫酸鈉固體分散性好，為粉塵狀。越高溫，粉塵顆粒越小，夾帶的有機(jī)物分解燃燒的越充分。
2、旋風(fēng)分離器
- 高溫旋風(fēng)分離器的設(shè)置是為了減少后續(xù)除塵的壓力，減少了降溫?fù)Q熱器的進(jìn)塵量。
- 處理量大的旋風(fēng)分離器采用內(nèi)襯耐磨材料，外部使用碳鋼材質(zhì)。處理量小的采用不銹鋼材質(zhì)。
- 旋風(fēng)分離器底部采用耐溫密封卸料器，減少了漏風(fēng)量。
3、降溫?fù)Q熱器
- 降溫?fù)Q熱器的使用是為了降低進(jìn)入高溫除塵器的溫度而設(shè)置。
- 降溫?fù)Q熱器通過降溫風(fēng)機(jī)回收熱量。
- 降溫?fù)Q熱器采用煙氣走管內(nèi)，空氣走管外的方式進(jìn)行，通過在線清灰方式，避免了設(shè)備堵塞。
- 降溫?fù)Q熱器下部設(shè)置粉塵暫存?zhèn)}，并采用密封卸料器的方式連續(xù)自動(dòng)排出。
4、高溫除塵器
- 高溫除塵器的使用是本系統(tǒng)節(jié)能的重要設(shè)備，高溫除塵器能夠滿足高溫狀況下除塵，耐溫可達(dá)600℃。從而減少了二燃室天然氣的使用量。
- 高溫除塵器采用耐溫材質(zhì)，經(jīng)過除塵氣固分離后，其粉塵含量降低至10毫克/m³，使用效果與袋式除塵器類似，避免了鹽塵進(jìn)入到二燃室。
- 高溫除塵器殼體采用耐熱鋼材質(zhì)。
- 高溫除塵器采用脈沖反吹除塵，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化連續(xù)運(yùn)行。其使用方法與袋式除塵器相同。
5、二次燃燒室
- 二次燃燒室簡(jiǎn)稱二燃室，是滿足有機(jī)物充分燃盡的裝置，滿足3T+E(溫度、時(shí)間、湍流、氧含量）要求。二燃室能確保有機(jī)成分燃燒時(shí)的溫度不低于1100℃和停留時(shí)間不低于2秒同時(shí)滿足湍流燃燒，確保有機(jī)物全部燃燒，設(shè)置合理的防爆門、觀察門、卸料門。內(nèi)部設(shè)置合理結(jié)構(gòu)滿足防粘結(jié)要求。材料選用耐酸、耐溫，避免腐蝕損壞。主要部件為脫硝裝置、燃燒裝置、熔渣處理結(jié)構(gòu)。
- 二燃室內(nèi)部高溫區(qū)采用耐溫、耐腐蝕材料砌筑而成，外部采用保溫結(jié)構(gòu)，經(jīng)久使用。
- 二燃室進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，與其他廠家的二燃室結(jié)構(gòu)不同，我公司設(shè)計(jì)的二燃室采用順逆流結(jié)構(gòu)，不需要人工清理，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
- 脫硝裝置是為了滿足排放要求設(shè)置的，一般采用尿素溶液或氨水，霧化后的脫硝劑進(jìn)入到二燃室，與高溫?zé)煔饣旌喜a(chǎn)生脫硝反應(yīng)，從而滿足脫硝過程的進(jìn)行。
- 燃燒裝置的設(shè)置是為了滿足二燃室內(nèi)煙氣溫度達(dá)到1100℃而設(shè)置的，充分考慮到二燃室的特點(diǎn)，將燃燒裝置設(shè)置在合理的位置。
6、余熱回收器
- 余熱回收器是本系統(tǒng)節(jié)能的重要設(shè)備，主要功能是將空氣進(jìn)行加熱，從而回收熱量。主要由兩部分組成，一部分是高溫輻射換熱段，一部分是低溫對(duì)流換熱段。
- 高溫輻射換熱段采用耐熱不銹鋼，滿足高溫?fù)Q熱要求。同時(shí)考慮到高溫?fù)Q熱特點(diǎn)，采用光壁換熱方式，避免鹽塵結(jié)焦。
- 低溫對(duì)流換熱段采用列管式換熱結(jié)構(gòu)，充分滿足換熱要求。并設(shè)置合理的在線清灰裝置，避免堵塞。
7、急冷塔
- 急冷塔能夠滿足煙氣溫度從550℃急速降溫至250℃的需要，主要部件為塔體裝置以及噴淋霧化裝置組成。
- 塔體裝置滿足煙氣均布作用足夠的容積滿足氣體降溫。塔體分為兩個(gè)部分，一部分為下降段，一部分為上升段，內(nèi)部設(shè)置合理結(jié)構(gòu)，避免了堵塞情況。
- 設(shè)置壁面噴淋和空間噴淋等過量噴淋方式，避免設(shè)備堵塞
- 噴淋霧化裝置采用自動(dòng)控溫裝置，確保噴液量滿足降溫要求，并能穩(wěn)定控制排煙溫度，使之滿足脫硝塔脫硝反應(yīng)溫度要求。
8、脫硝塔
- 脫硝塔是為了滿足將氮氧化物反應(yīng)成N2的主要裝置，采用催化反應(yīng)方式進(jìn)行，利用氨氣作為脫硝劑，其主要組成為煙氣均布裝置、塔體、蜂窩催化劑。
- 煙氣均布裝置是為了使煙氣均勻分布通過蜂窩催化劑通道，便于均勻接觸反應(yīng)。
- 塔體裝置設(shè)計(jì)時(shí)考慮到催化劑的加入量、流速及反應(yīng)時(shí)間。內(nèi)部設(shè)置多段催化劑加入結(jié)構(gòu)，考慮到運(yùn)行需要備用催化劑及便于更換催化劑。
- 催化劑選用適用溫度在180℃至300℃之間。蜂窩催化劑采用結(jié)構(gòu)合理的多棱催化劑，便于安裝更換。
9、活性炭吸附器
- 吸附器的應(yīng)用目的是吸附可能逸出的二噁英以及產(chǎn)生的重金屬蒸汽，應(yīng)用懸浮流化原理，將活性炭粉、消石灰等吸附劑與氣流充分接觸吸附，其吸附效率可以達(dá)到95%以上，滿足吸附要求。其主要結(jié)構(gòu)為懸浮輸送裝置、脈沖吸附裝置及噴射進(jìn)料裝置組成。
- 懸浮輸送裝置的作用是將活性炭粉、消石灰等吸附劑充分分散并與煙氣充分接觸，同時(shí)起到輸送的作用。
- 脈沖反應(yīng)裝置是為了延長(zhǎng)吸附時(shí)間，通過氣流速度的變化并應(yīng)用脈沖流化原理使吸附劑與氣流充分接觸。
- 噴射進(jìn)料裝置設(shè)置在懸浮輸送裝置部位，與氣流接觸后迅速分散完成以便進(jìn)行吸附過程。裝置采用自動(dòng)化控制，滿足吸附要求。
10、脫酸塔
- 塔體采用常規(guī)的圓筒形塔體，內(nèi)部設(shè)置氣流分布器及液體霧化分布裝置，滿足氣流均勻分布，內(nèi)部設(shè)置多層霧化裝置，滿足覆蓋率。
- 內(nèi)設(shè)多層孔板及除霧結(jié)構(gòu)，采用逆流方法，完成氣體洗滌，達(dá)標(biāo)排放。
- 上部利用清水將氣體進(jìn)一步洗滌，并進(jìn)行深度除霧，使氣體達(dá)標(biāo)排放。
適用物料
含有機(jī)物硫酸鉀、含有機(jī)物硫酸鈉等硫酸鹽類以及含有機(jī)物固體廢棄物等含有機(jī)物廢棄物。
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