一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法及处理和循环系统与流程

专利检索2022-05-10  2



1.本发明涉及炭黑尾气锅炉废气处理技术领域,更具体而言,涉及一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法及处理和循环系统。


背景技术:

2.炭黑尾气属于炭黑生产过程中产生的废气,含有一定的可燃气体及硫的氧化物。炭黑尾气除一部分炭黑生产过程中自用外,大部分输送至尾气发电锅炉燃烧产生蒸汽用于发电,燃烧后的炭黑尾气锅炉废气需经过脱硫处理达到标准后进行排放,炭黑尾气锅炉废气脱硫工艺一般采用石灰石

石膏法湿法脱硫,该脱硫工艺以技术成熟,脱硫效率高目前在火电厂锅炉中广泛使用,但此种方法需消耗大量石灰石粉,并产生大量石膏难以处理;炭黑尾气发电机组的循环水系统,为了节约用水,往往采取高浓缩倍数运行,而循环水的ph值会随着循环水浓缩倍数的增加而升高,ph升高会导致凝汽器、空冷器、冷油器等换热器的水侧表面结垢,影响换热效果,为了控制循环水ph值最经济简便的方法是加浓硫酸处理,现在很多地区从安全、环保角度考虑,对浓硫酸的交易管控很严。
3.鉴于此,有必要设计一种充分消减、利用炭黑尾气锅炉废气中硫的氧化物的工艺。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法及处理和循环系统,将炭黑尾气锅炉废气作为原料生产稀硫酸。
5.一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法,将炭黑尾气锅炉废气依次与水、氧气反应制得稀硫酸,稀硫酸经净化后用于调节循环水的ph值。
6.一种炭黑尾气锅炉废气处理系统,包括吸收罐,所述吸收罐罐体中部开设有进气口,所述进气口连通炭黑尾气锅炉废气出口;所述吸收罐上部开设有废气排出口,所述废气排出口用于排出吸收含硫氧化物后的废气;所述吸收罐下部开设有排酸口,所述排酸口用于排出稀硫酸;所述吸收罐内部自上而下设置有喷淋层与曝气管线;所述喷淋层位于所述进气口上方,所述曝气管线位于所述进气口下方;
7.所述喷淋层将水在罐体内自上而下喷淋,所述水与通过进气口进入罐体的炭黑尾气逆向接触,吸收二氧化硫生成亚硫酸;
8.所述曝气管线将空气在罐体内自下而上吹入,所述空气将亚硫酸氧化生成稀硫酸,所述稀硫酸通过排酸口排出,罐内废气通过废气排出口排出。
9.本技术一些实施例中,所述喷淋层连接水泵;所述水泵设置在吸收罐外。水泵流量控制硫酸浓度
10.本技术一些实施例中,所述曝气管线连接风机;所述风机设置在吸收罐外。
11.一种炭黑尾气锅炉废气循环利用系统,包括上述的处理系统、稀硫酸净化系统和回收利用系统;
12.所述处理系统通过排酸口排出稀硫酸;
13.所述稀硫酸净化系统包括沉淀池,所述稀硫酸通过沉淀池进料管线排入沉淀池中,经沉淀净化后,通过沉淀池出料管线排出;
14.所述回收利用系统包括稀硫酸存储池、过滤器、自动加酸装置,所述稀硫酸存储池、过滤器、自动加酸装置依次连接;所述净化后稀硫酸通过沉淀池出料管线进入稀硫酸存储池,稀硫酸存储池中稀硫酸经过滤器处理后由自动加酸调节装置控制所述稀硫酸用于调节循环水ph值。
15.本技术一些实施例中,所述沉淀池设置为多个,多个所述沉淀池串联设置,并通过溢流口依次连通。
16.本技术一些实施例中,还设置有稀硫酸回用泵,其用于将所述稀硫酸由存储池中经过过滤器和自动加酸装置然后输送至循环水系统。
17.与现有技术相比,其有益效果在于:
18.本发明提供了一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法及处理和循环系统,在生产稀硫酸的同时,降低了炭黑尾气锅炉废气中的二氧化硫含量,在后续的脱硫系统中,可减少石灰石粉的使用量和石膏的产生量;将生产的稀硫酸用于调节循环水的ph值,可减少或停止购买使用现用的浓硫酸,在节约成本的同时减少了硫酸使用过程中存在的风险。在本发明系统中,产生硫酸的浓度可用循环泵的流量实现控制。本发明提供的工艺流程简单,装置运行稳定,可靠性高、达到工业排放气回收利用、节能减排、变废为宝的效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
20.本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
21.图1是本发明实施例炭黑尾气锅炉废气循环利用系统。
22.图中,1、吸收罐;2、进气口;3、废气排出口;4、喷淋层;5、曝气管线;6、排酸口;7、水泵;8、风机;9、沉淀池;10、沉淀池进料管线;11、沉淀池出料管线;12、稀硫酸存储池;13、过滤器;14、自动加酸装置;15、稀硫酸回用泵。
具体实施方式
23.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
24.下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
25.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
26.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.一种炭黑尾气锅炉废气循环利用方法:将炭黑尾气锅炉废气依次与水、氧气反应制得稀硫酸,稀硫酸经净化后用于调节循环水的ph值。
29.一种炭黑尾气锅炉废气处理系统,包括吸收罐1,所述吸收罐1罐体中部开设有进气口2,所述进气口2连通炭黑尾气锅炉废气出口;所述吸收罐1上部开设有废气排出口3,所述废气排出口3用于排出吸收部分含硫氧化物后的废气;所述吸收罐1下部开设有排酸口6,所述排酸口6用于排出稀硫酸;所述吸收罐1内部自上而下设置有喷淋层4与曝气管线5;所述喷淋层4位于所述进气口2上方,所述曝气管线5位于所述进气口2下方;
30.所述喷淋层4将水在罐体内自上而下喷淋,所述水与通过进气口2进入罐体的炭黑尾气逆向接触,吸收二氧化硫生成亚硫酸;
31.所述曝气管线5将空气在罐体内自下而上吹入,所述空气将亚硫酸氧化生成稀硫酸,所述稀硫酸通过排酸口6排出,罐内废气通过废气排出口3排出。
32.在上述实施例的基础上,所述喷淋层4连接水泵7;所述水泵7设置在吸收罐1外。
33.在上述实施例的基础上,所述曝气管线5连接风机8;所述风机8设置在吸收罐1外。
34.一种炭黑尾气锅炉废气循环利用系统,包括炭黑尾气处理系统、稀硫酸净化系统和回收利用系统;
35.所述处理系统通过排酸口6排出稀硫酸;
36.所述稀硫酸净化系统包括沉淀池,所述稀硫酸通过沉淀池进料管线10排入沉淀池中,经沉淀净化后,通过沉淀池出料管线11排出;
37.所述回收利用系统包括稀硫酸存储池12、过滤器13、自动加酸装置14,所述稀硫酸存储池12、过滤器13、自动加酸装置14依次连接;所述净化后稀硫酸通过沉淀池出料管线11进入稀硫酸存储池12,稀硫酸存储池12中稀硫酸经过滤器13处理后由自动加酸调节装置14控制所述稀硫酸用于调节循环水ph值。
38.在上述实施例的基础上,所述沉淀池设置为多个,多个所述沉淀池串联设置,并通过溢流口依次连通。
39.在上述实施例的基础上,还设置有稀硫酸回用泵15,其用于将所述稀硫酸由存储池12中经过过滤器13和自动加酸装置14然后输送至循环水系统。
40.在本实施例中,自动加酸装置14设置有ph测定仪,所述ph测定仪测定循环水系统ph;通过控制水泵7流量控制硫酸浓度;自动加酸装置14根据设定程序向循环系统加酸。
41.本实施例中炭黑尾气锅炉废气循环利用系统运行原理:
42.炭黑尾气锅炉废气通过进气口2进入吸收罐1,水泵7将水抽至喷淋层4,水在吸收罐1内自上而下喷淋,由喷头雾化后逆向与炭黑尾气锅炉的废气接触,喷出的水雾在重力作用下缓缓下落,与曝气装置喷出的空气充分接触,并且曝气装置吹出的空气使得水雾在壳体内流动,进一步提升了废气处理的效率和效果。水雾吸收废气中的二氧化硫生成亚硫酸,反应如下:so2 h2o=h2so3。空气由风机7抽至曝气管线5,空气在吸收罐1内自下而上不断曝气,将亚硫酸氧化成硫酸,反应如下:2h2so3 o2=2h2so4。剩余废气通过废气排出口3排出。生产的硫酸由排酸口6连通的沉淀池进料管线10排出至沉淀池沉淀,沉淀池为多级,相邻沉淀池通过溢流依次连通,沉淀净化后的硫酸由沉淀池出料管线11排至稀硫酸存储池12。再由稀硫酸回用泵15将经过过滤器13过滤后的稀硫酸抽至发电机组的循环水池用于调节循环水的ph值,加酸量根据循环水的ph值由自动加酸装置14控制。
43.在本实施例中系统进口物料如下表所示:
44.表1炭黑尾气组成
[0045][0046][0047]
表2吸收罐进口气流组成:
[0048]
进口物料组成数值单位o25

6%no
x
250

300ppmh2o30

40%so21200

1500ppm
[0049]
表3吸收罐进口气流工艺参数
[0050]
压力101

105kpa温度160

180℃流量100000m3/h
[0051]
表4废气排出口气流组成:
[0052]
进口物料组成数值单位o26%no
x
250

280ppmh2o30

40%so2600

1000ppm
[0053]
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
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