一種利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著空氣污染的越來越嚴(yán)重，人們對煙氣特別是燃煤煙氣的治理提出了更高的要求；國家環(huán)境保護(hù)部2011年7月29日發(fā)布了新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223 - 2011)，對煙氣的煙塵、二氧化硫、氮氧化物提出了新的排放限值。目前，煙氣脫硫的有效方式為氨法、鈉法等濕法煙氣脫硫。以上的脫硫方法都要產(chǎn)生一定濃度的含硫酸鹽、硝酸鹽的廢液。具有含鹽量高、偏酸性等特性，采用普通方法處理時出水水質(zhì)難于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，針對煙氣凈化廢水的新型處理技術(shù)的開發(fā)顯得尤為重要。尤其對于環(huán)保要求較高的地區(qū)，往往要求高含鹽廢水“零排放”，這就對高含鹽廢水處理技術(shù)提出了更高的要求。需對其進(jìn)行處理，同時回收有用物質(zhì)，避免浪費。傳統(tǒng)的處理方法是采用多效蒸發(fā)，造成能耗較尚O
[0003]201110155630.2，名稱為“脫硫后的硫酸銨/硫酸鎂回收技術(shù)”的實用新型專利，工藝流程為:原料一原料泵一預(yù)熱器一一效蒸發(fā)器一二效蒸發(fā)器一三效蒸發(fā)器一冷凝器一液封槽一排出；固料部分工藝流程:三效蒸發(fā)器一出料泵一結(jié)晶器一離心機(jī)一干燥機(jī)一料倉一包裝機(jī)。該專利的蒸發(fā)器某一效的二次蒸汽不能直接作為本效熱源，只能作為次效或次幾效的熱源。如作為本效熱源必須額外給其能量，使其溫度(壓力)提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。將煙氣脫硫脫硝后的廢液作為原料，先在反應(yīng)器中與碳酸氫銨反應(yīng)后，反應(yīng)液經(jīng)預(yù)熱、強(qiáng)制循環(huán)加熱、濃縮結(jié)晶后回收利用。該工藝特別適合處理煙氣脫硫脫硝后的廢液，達(dá)到變廢為寶的目的，節(jié)約了蒸汽的消耗；同時，蒸餾出來的水可循環(huán)至脫硫脫硝工段作為補(bǔ)水使用，節(jié)約用水。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于:包括結(jié)晶反應(yīng)器、固液分離器一、固液分離器四、進(jìn)料泵、預(yù)熱器、換熱器一、結(jié)晶分離器、壓縮機(jī)、流化床；所述的結(jié)晶反應(yīng)器的出料口連接固液分離器一、固液分離器一的出液口連接進(jìn)料泵，進(jìn)料泵連接預(yù)熱器，預(yù)熱器的出液口連接換熱器一，換熱器一通過強(qiáng)制循環(huán)泵與結(jié)晶分離器的進(jìn)液口連接，結(jié)晶分離器的排氣口通過蒸汽管道與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連接，壓縮機(jī)的排氣口與換熱器一殼層的進(jìn)氣口連接，所述結(jié)晶分離器的出料口通過晶漿泵與固液分離器四連接，固液分離器四通過輸送機(jī)構(gòu)連接流化床。
[0007]煙氣經(jīng)濕法凈化后的廢液反應(yīng)器與碳酸氫銨反應(yīng)反應(yīng)液經(jīng)固液分離后，液體再經(jīng)冷卻結(jié)晶后得到的清體作為原料液，泵入預(yù)熱器，預(yù)熱后的原料液進(jìn)入換熱器，在換熱器的管程中被殼程蒸汽加熱溫度升高，原料液在強(qiáng)制循環(huán)泵的推動下進(jìn)入結(jié)晶分離器，在結(jié)晶分離器內(nèi)產(chǎn)生閃蒸，原料液產(chǎn)生過飽和而結(jié)晶，晶體經(jīng)離心分離后，固體經(jīng)輸送機(jī)構(gòu)送至振動流化床干燥造粒得到復(fù)合肥；其中，所述閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后作為熱源進(jìn)入換熱器的殼程。
[0008]本實用新型所述的濕法凈化是指濕法脫硫或者脫硝。
[0009]本實用新型所述的廢液與碳酸氫銨反應(yīng)得到的碳酸鹽固體作為吸收劑回用于煙氣凈化工段，液體溶液中主要含硫酸銨和硝酸銨，經(jīng)過后續(xù)的熱泵蒸發(fā)工序得到硫酸銨和硝酸銨晶體，用于制備復(fù)合肥。
[0010]本實用新型所述的結(jié)晶分離器與離心分離機(jī)之間還依次連接有旋流器和稠厚器。
[0011]優(yōu)選地，所述旋流器的上部連接回到結(jié)晶分離器，下部連接稠厚器。經(jīng)過旋流器的液體部分由旋流器上部重新回到結(jié)晶分離器，固體部分由旋流器下部進(jìn)入稠厚器。由于經(jīng)旋流器分離得到的液體，硫胺含量高，所以直接回到結(jié)晶分離器結(jié)晶。
[0012]本實用新型所述的離心分離機(jī)連接回到結(jié)晶反應(yīng)器。離心分離得到的液體回到反應(yīng)器與碳酸氫銨反應(yīng)，由于離心分離后得到的液體，硫胺含量低，需要回到反應(yīng)器中循環(huán)。
[0013]本實用新型所述的固液分離器與進(jìn)料泵之間還依次連接有一次冷卻結(jié)晶器、蒸氨塔和二次冷卻結(jié)晶器。
[0014]采用一次冷卻結(jié)晶-蒸餾-二次冷卻結(jié)晶的方式，二次結(jié)晶的方式是為了充分析出溶液中未反應(yīng)完全的碳酸氫銨和硫酸鈉等雜質(zhì)，同時減少物料消耗；蒸餾是為了脫除溶液中的游離氨和二氧化碳。
[0015]優(yōu)選地，所述蒸氨塔的排氣口連接結(jié)晶反應(yīng)器。蒸餾得到的氨氣和二氧化碳返回反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)，減少物料消耗，以及降低對環(huán)境的污染。
[0016]本實用新型所述的預(yù)熱器分為一級預(yù)熱器和二級預(yù)熱器，有效利用鍋爐余熱及蒸汽冷凝水余熱。
[0017]本實用新型所述的壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕；排氣連續(xù)、均勻，不需要中間罐等裝置；振動小，易損件少，不需要龐大而笨重的基礎(chǔ)件；除軸承外，機(jī)器內(nèi)部不需潤滑，省油，且不污染被壓縮的氣體；轉(zhuǎn)速高；維修量小，調(diào)節(jié)方便。
[0018]優(yōu)選地，所述的離心壓縮機(jī)為多臺串聯(lián)，壓縮機(jī)串聯(lián)能夠得到更高的壓頭。
[0019]優(yōu)選地，所述換熱器的冷凝液出液口和二級預(yù)熱器的冷凝液出液口連接儲液罐進(jìn)液口，儲液罐的出液口連接一級預(yù)熱器殼層的進(jìn)液口。將換熱器和二級預(yù)熱器的冷凝液作為一級預(yù)熱器的熱源，節(jié)約能源。
[0020]所述的一級預(yù)熱器的冷凝液出液口連接回到煙氣凈化工段作為補(bǔ)水使用實現(xiàn)了零排放。
[0021]本實用新型的有益效果在于:
[0022]1、為了適應(yīng)煙氣凈化廢液的結(jié)晶蒸發(fā)過程，本實用新型采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)。物料在換熱器的管程中被殼程蒸汽加熱溫度升高，在強(qiáng)制循環(huán)泵的推動下進(jìn)入結(jié)晶分離器后壓力降低產(chǎn)生閃蒸，產(chǎn)生的二次蒸汽從蒸汽管路排出，物料產(chǎn)生過飽和結(jié)晶沉降，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后作為換熱器的熱源。節(jié)約了蒸汽的消耗，每年節(jié)約生蒸汽7000t左右，實現(xiàn)了節(jié)能。同時減少50%以上的占地面積。
[0023]2、本實用新型的二級預(yù)熱器與換熱器的冷凝液作為一級預(yù)熱器的熱源，同時，一級預(yù)熱器的冷凝液回到煙氣凈化工段作為補(bǔ)水使用，節(jié)約用水的同時，實現(xiàn)了零排放。
[0024]3、本實用新型采用離心壓縮機(jī)作為熱泵，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從二次蒸汽中提取4-7倍于電能，提升溫度進(jìn)行利用。壓縮離心機(jī)本身結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕；排氣連續(xù)、均勻，不需要中間罐等裝置；振動小，易損件少，不需要龐大而笨重的基礎(chǔ)件；除軸承外，機(jī)器內(nèi)部不需潤滑，省油，且不污染被壓縮的氣體；轉(zhuǎn)速高；維修量小，調(diào)節(jié)方便。
[0025]4、本實用新型將預(yù)熱器中原料液的流速控制在0.5_3m/s，在此流速下能夠加大對流傳熱系數(shù)，提高傳熱效率，減少污垢在管子表面沉積的可能性，同時是避免流速增大導(dǎo)致動力消耗過多選擇的最佳流速。
[0026]5、本實用新型的原料液在結(jié)晶分離器內(nèi)產(chǎn)生閃蒸，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽的溫度控制在80-85?，壓力控制在40-50kPa，提供穩(wěn)定的蒸汽溫度及壓力，使后續(xù)壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定運行。同時經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，蒸汽溫度升高到106°C，作為熱源重新返回?fù)Q熱器實現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2為本發(fā)明的實施例7的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖3為本發(fā)明的實施例9的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖中標(biāo)記為:1、結(jié)晶反應(yīng)器，2、固液分離器一，3、進(jìn)料泵，4、預(yù)熱器，5、換熱器一，6、結(jié)晶分離器，7、壓縮機(jī)，8、一級預(yù)熱器，9、二級預(yù)熱器，10、儲液罐，11、一次冷卻結(jié)晶器，12、固液分離器二，13、換熱器二，14、蒸餾塔、15、二次冷卻結(jié)晶器，16、固液分離器三，17、換熱器三，18、固液分離器四，19、流化床，20、旋流器，21、稠厚器。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合【具體實施方式】對本實用新型的實質(zhì)性內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0032]實施例1
[0033]一種利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備化肥的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括結(jié)晶反應(yīng)器1、固液分離器一 2、固液分離器四18、進(jìn)料泵3、預(yù)熱器4、換熱器一 5、結(jié)晶分離器6、壓縮機(jī)7、流化床19 ;所述的結(jié)晶反應(yīng)器I的出料口連接固液分離器一 2、固液分離器一 2的出液口連接進(jìn)料泵3，進(jìn)料泵3連接預(yù)熱器4，預(yù)熱器4的出液口連接換熱器一 5，換熱器一 5通過強(qiáng)制循環(huán)泵與結(jié)晶分離器6的進(jìn)液口連接，