一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法与流程

1.本发明涉及废液处理技术领域，特别是涉及一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法。


背景技术：

2.炼钢是最大产能行业之一，在炼钢行业中的用到最多的燃料就是焦炭，焦炭的生产也会影响着炼钢行业的经济效益，在以前的生产中，炼焦产生的焦炉煤气直接作为燃料，随着国家乃至国际对环境保护意识的提高，也为了进一步提高行业利润，慢慢形成了现行的化产生产系统流程；但是同时也引发了比较严重的环境污染问题，在这样的环境下，脱硫工艺的优化和应用就显得具有重要意义，在现代的市场中其实已经出现了各种各样的环保性工艺而近些年来，由于工业发展迅猛，导致国内某些地区形成了严重的大气污染和酸雨，这是因为在生产工作中，由于燃煤等行业排放了大量的有害烟尘及有害气体，比如二氧化硫及各种含氮化合物，因而我们需要使用脱硫装置来尽可能去除这些污染物质，面临这样的环境问题，如果不及时采取有效措施的话，将会进一步恶化，最终会影响到我们自身的健康，近年来，环保压力进一步提升，对大气有害物质排放标准提出了更加严格的要求，主要的排放物为硫，在焦炉煤气中以硫化氢为主要形式存在，硫化氢有毒且对设备及管道有腐蚀性，当煤气作为燃料燃烧时，硫化氢与空气中氧气反应生成二氧化硫，造成空气污染，因此焦炉煤气净化以及优化工艺工作刻不容缓；
3.目前，焦化行业普遍采用以hpf、pds等为催化剂的氨法湿式氧化脱硫工艺脱除焦炉煤气中的h2s和hcn氨法湿式氧化脱硫脱氢过程中会产生硫氢酸铵及硫代硫酸铵等脱硫废液及硫泡沫，如何提升焦化脱硫效果，降低煤气中硫化氢含量，减少硫排放，一直是困扰焦化企业的环保难题；因此，我们提出一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，以解决上述背景中提出的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明为一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，包括脱硫废液及硫泡沫的焚烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收和氨的吸收四个阶段，所述脱硫废液及硫泡沫的处理方法，包括以下步骤：
7.step1：将氨法煤气脱硫产生的脱硫废液及硫泡沫送入高效分离设备分离出含水≤30％的固态硫膏，硫膏用螺旋机送入焚烧炉；
8.step2：分离后的清液蒸发浓缩到浓度约为50％
‑
60％的浓浆液，用泵输送至喷枪，直接喷入沸腾炉，与硫膏分区燃烧，与通入的热空气燃烧成含6
‑
8％so2的烟气；
9.step3：基于上述步骤，经过高温除尘后，送入余热锅炉回收余热产生中压饱和蒸汽；
10.step4：利用热空气换热器和冷空气换热器加热进炉空气后，送入净化工序，通过
净化工序进行降温、除湿和干燥塔的脱水；
11.step5：基于上述步骤，通过两转两吸(3 1)制酸工艺，制成工业硫酸产品；
12.step6：工业硫酸返回焦化厂脱硫系统，制取硫酸铵；
13.step7：完成对脱硫废液及硫泡沫的处理。
14.优选地，所述step1中，从焦化厂脱硫装置输送来的脱硫废液和硫泡沫，经过滤泵输送至高效离心设备固液分离，分离之后的固体硫膏水分约25％，用转运机车送至制酸界区，经刮板输送机和双螺旋(变频调节)输送设备送至焚烧炉燃烧。
15.优选地，所述step2中过滤后的清液自流到脱硫界区的清液槽，由清液泵经外管网输送至制酸界区脱硫废液储槽，由脱硫废液上料泵送至冷凝水预热器，再至三效蒸发器蒸发浓缩，浓缩后的料液通过泵打入一效蒸发器继续蒸发浓缩，浓缩后的料液通过压差进入二效蒸发器继续蒸发浓缩，后由出料泵输送至浓浆液槽。
16.优选地，所述step3中出焚烧炉的高温炉气先经副燃烧室除尘后，进入中压余热锅炉和热空气预热器和冷空气预热器回收热量，炉气冷却降温到300℃左右，进入净化工序。
17.优选地，所述step4中净化工序的炉气净化采用“动力波—填料塔—两级电除雾器”全封闭酸洗净化流程。
18.优选地，所述step5中“3 1”两次转化工艺，使用进口优质催化剂，转化率控制在99.85％以上，转化的换热流程为iv、i－iii、ii。
19.优选地，所述step6中稀硫酸溶液送入调节器，用预处理工序蒸发冷凝液调节ph值后至7左右，生成1
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3％的硫酸铵稀溶液，经精密过滤器、保安过滤器和超滤三级过滤除去杂质和铁铝沉淀物，清液送入lm膜组分离和浓缩，将硫酸铵浓缩至15％
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18％浓度，送入硫铵装置，膜组产出的洁净水由制酸系统先内部消化，多余部分送入脱硫系统作补充水使用。
20.本发明具有以下有益效果：
21.一、本发明一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，脱硫废液及硫泡沫在高温下全部分解为n2、so2、co2、h2o等气体，生成的so2气体转化吸收后用于煤气中氨的吸收生产硫铵，没有二次污染气体的排放，彻底解决脱硫废液及硫泡沫的环保污染。
22.二、本发明一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，焦化脱硫工序送来的脱硫废液及硫泡沫，经高效离心机分离后的硫膏和三效蒸发浓缩后的脱硫废液浓浆液无需继续处理，直接进焚烧炉焚烧，减少了继续处理部分的投资和运行费用。
23.三、本发明一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，操作流程简便，处理成本低，处理效率高，具有很强的推广价值。
24.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
26.图1为本发明的一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法流程图；
27.图2为本发明的一种脱硫废液及硫泡沫的预处理工序模块流程图；
28.图3为本发明的一种脱硫废液及硫泡沫的焚烧工序模块流程图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一：
31.请参阅图1
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3所示：本发明为一种脱硫废液及硫泡沫的处理方法，包括脱硫废液及硫泡沫的焚烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫的吸收和氨的吸收四个阶段，脱硫废液及硫泡沫的处理方法，包括以下步骤：
32.step1：将氨法煤气脱硫产生的脱硫废液及硫泡沫送入高效分离设备分离出含水≤30％的固态硫膏，硫膏用螺旋机送入焚烧炉；
33.step2：分离后的清液蒸发浓缩到浓度约为50％
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60％的浓浆液，用泵输送至喷枪，直接喷入沸腾炉，与硫膏分区燃烧，与通入的热空气燃烧成含6
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8％so2的烟气；
34.step3：基于上述步骤，经过高温除尘后，送入余热锅炉回收余热产生中压饱和蒸汽；
35.step4：利用热空气换热器和冷空气换热器加热进炉空气后，送入净化工序，通过净化工序进行降温、除湿和干燥塔的脱水；
36.step5：基于上述步骤，通过两转两吸(3 1)制酸工艺，制成工业硫酸产品；
37.step6：工业硫酸返回焦化厂脱硫系统，制取硫酸铵；
38.step7：完成对脱硫废液及硫泡沫的处理。
39.预处理工序来的浓浆液和硫膏分别通过泵和计量螺旋连续均匀地加入焚烧炉沸腾燃烧。助燃空气经空气助燃风机(入口处设消音器)与余热锅炉降温后的炉气经防露点空气预热器、冷空气换热器和热空气换热器换热后，由焚烧炉底部和中段分级配风送入焚烧炉内。物料在高温1050
‑
1150℃下与空气进行燃烧反应，生成高温so2炉气。
40.硫膏和硫盐的焚烧是剧烈的放热反应，控制水分含量，调节空气加入过量系数，可使温度控制在1050～1150℃范围稳定燃烧。焚烧炉内自身热量体系平衡，不需加入焦炉煤气。
41.出焚烧炉的高温炉气先经副燃烧室除尘后，进入中压余热锅炉和热空气预热器和冷空气预热器回收热量，炉气冷却降温到300℃左右，进入净化工序。
42.余热锅炉产生的4.2mpa中压饱和蒸汽减温减压至0.6mpa经流量表计量，送入蒸汽外管网。装置所需的0.2mpa蒸汽由装置内部0.6mpa蒸汽二级减温减压后供给，原始开车时所用蒸汽由外管网提供。
43.外管来的合格的锅炉用脱盐水送至界区内的脱盐水箱，由脱盐水泵送至除氧器，经除氧器除氧后，由锅炉给水泵送入余热锅炉生产蒸汽。除氧器所需低压蒸汽由内部蒸汽管网提供。
44.其中，step1中，从焦化厂脱硫装置输送来的脱硫废液和硫泡沫，经过滤泵输送至高效离心设备固液分离，分离之后的固体硫膏水分约25％，用转运机车送至制酸界区，经刮
59.(nh4)2so4 o2＝4h2o n2 so260.(nh4)2co3 1.5o2＝4h2o n2 co261.s o2＝so262.2nh3 1.5o2＝n2 3h2o
63.第二阶段(转化)
64.so2 0.5o2＝so365.第三阶段(吸收)
66.so3 h2o＝h2so467.第四阶段(氨吸收)
68.h2so4 2nh3＝(nh4)2so469.本方案中，饱和低压蒸汽(≤0.2mpa，由余热锅炉产出的中压蒸汽经减温减压提供，开车时由蒸汽外管网提供)进入一效加热室壳程与原料进行换热，冷凝后进入冷凝水预热器预热原料，可实现冷凝水余热再利用，预热完成后返回制酸除氧器；一效分离室产生的二次蒸汽作为二效加热室的热源，与管程料液换热冷凝后进入三效加热室壳程利用其余热；二效分离室产生的二次蒸汽作为三效加热室的热源，与管程料液换热冷凝后进入冷凝水罐；三效分离室产生的二次蒸汽进入间接冷凝器，与间接冷凝器壳程的循环水换热冷凝，冷凝水进入冷凝水罐收集，再由冷凝水泵送至稀酸膜法处理工序，多余部分送至焦化厂脱硫工序使用，间接冷凝器内的不凝气由真空泵排出至尾气处理工序处理后集中排放；
70.为保证蒸发浓缩后的脱硫浓浆液流动性，防止盐结晶堵塞管道，浓浆液槽和输送管道采用低压蒸汽夹套及伴热方式维持物料温度，产出的蒸汽冷凝液送至冷凝水预热器回收热量后，返回除氧器；脱硫废液储槽、清液槽、浓浆液储槽、刮板输送机、螺旋输送机等设备设置逸气负压系统，逸气回收后集中送至炉气净化系统处理。
71.本方案中，设置两台高效离心机，一开一备，不但使硫膏生产连续性，流程密闭性，而且保证了硫膏的水分控制。硫膏进焚烧炉采用螺旋输送机，变频调节，保证了进料的稳定性和调节性，利于硫膏在焚烧炉燃烧的均匀性；
72.离心分离后的脱硫废液清液采用三效蒸发浓缩设备进行水分去除，控制蒸发温度，抑制废液中盐的分解；控制蒸发效果，保证脱硫废液较高浓度进焚烧炉，实现焚烧炉自身热量平衡。为保证蒸发系统长周期运行效果，设备材料选择耐高温腐蚀效果更好的双相钢材质。选择三效蒸发器不但可实现脱硫废液的处理效果，而且可节约蒸汽消耗，降低运行成本；
73.焚烧炉选择立式双室焚烧炉，同卧式或单室立式焚烧炉比较，燃烧效果更好，温度体系更均匀，物料适用性更强，而且具有炉气粉尘分离效果，增长后续锅炉的清灰周期，降低劳动强度。
74.在焚烧炉出口设置了火管式废热锅炉和空气预热器，回收余热用于产出4.2mpa、253℃的中压饱和蒸汽和加热进焚烧炉空气；
75.采用四段“3 1”两次转化，“iv、i－iii、ii”换热流程，采用国产优质催化剂，总转化率达99.7％，外送尾气中so2含量低于30mg/nm3，最大限度地降低对环境的污染；
76.干燥塔和一吸塔采用98.5％酸干燥，二吸塔采用98％酸吸收。提高循环酸温度，有利于提高干燥和除雾效果；
77.本设计干吸塔采用低位塔布置，循环槽头部进酸，正常运行时塔底不积酸而停车时塔底积存一部分酸；
78.采用新型高效设备，节省投资，包括：
79.①
、焚烧炉内采用高压雾化浓液焚烧，焚烧炉容积热强度高。
80.②
、干燥塔、吸收塔采用碟形底结构。干吸塔采用柱式支撑，节省土建费用。干吸塔的填料支撑采用xds合金材料，填料采用具有较大比表面积和空隙率的瓷质阶梯环。干燥塔顶采用两层抽屉式丝网除雾器，在第一、第二吸收塔上部采用高效纤维除雾器。
81.③
、鼓风机采用变频调节方式。
82.④
、采用缩放管管壳式换热器，特点是结构简单、高传热系数和较低的压降、设备体积小，具有较高的性能价格比。
83.⑤
、酸冷却器采用板式酸冷器，设备传热效率高，使用寿命长，检修方便，占地面积小。干吸塔循环酸管道全部采用带阳极保护的不锈钢管道，排酸管道也采用不锈钢管道。
84.⑥
、废热锅炉采用单烟气通道的火管式废热锅炉。
85.⑦
、装置采用先进的dcs集散控制系统，对整个流程的工艺参数进行监控，设有流程图动态画面显示、参数显示画面、调节显示画面、报警画面、趋势记录显示、自动打印报表等功能，整个生产过程监控基本可以在主控室内完成。
86.本方案具备节能效果，包括预处理工序硫泡沫选用高效分离设备，降低硫膏中水分至30％以下，从源头上降低了进炉水分；脱硫废液蒸发选用三效蒸发器，提高蒸发效率，降低蒸汽消耗。同两效蒸发器比较，可节能30％以上；脱硫废液焚烧体系热量自平衡，不需补充焦炉煤气等外部热源，降低了空气添加量，减少了炉气量，提高了炉气中二氧化硫浓度，缩小了后续设备尺寸，降低了运行费用；焚烧炉气二氧化硫浓度控制在7
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8％浓度，满足制酸要求，不需转化电炉运行，不需富氧燃烧，节约用电费用；鼓风机和二氧化硫风机及重要运转设备均采用变频器调节，节约运行电费，降低运行成本。
87.本方案环保措施到位，无二次污染，现场环境好，包括制酸采用进口优质催化剂，so2转化率在99.85％以上，尾气配置洗涤系统和电除雾，控制尾气so2≤30mg/nm3，送焦化脱硫脱硝处理系统集中处理，不但多产出了硫酸产品，而且降低了脱硫脱硝系统的处理负荷，减少了直接处理成本和环保二次处理成本；制酸系统全流程物料密闭操作、输送，设备及槽体逸气集中负压回收至尾气处理，现场无气体外泄，无粉尘；系统设备和管道阀门选择耐腐蚀和高分子非金属材料为主，保障长周期运行，杜绝跑冒滴漏现象；净化副产稀酸在装置内资源化回收，没有稀酸外排和后续环保处理；焚烧配备低氮燃烧技术措施，从源头上抑制氮氧化物生成，保证氮氧化物的超低排放和提高硫酸产品质量。
88.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
89.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明
的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。