一種回收利用煙氣凈化副產(chǎn)物的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收利用煙氣凈化副產(chǎn)物的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著空氣污染的越來(lái)越嚴(yán)重，人們對(duì)煙氣特別是燃煤煙氣的治理提出了更高的要求；國(guó)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(duì)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(shí)出水水質(zhì)難于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)煙氣凈化廢水的新型處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)顯得尤為重要。尤其對(duì)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(duì)高含鹽廢水處理技術(shù)提出了更高的要求。需對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)回收有用物質(zhì)，避免浪費(fèi)。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(chēng)為“脫硫后的硫酸銨/硫酸鎂回收技術(shù)”的實(shí)用新型專(zhuān)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(cāng)一包裝機(jī)。該專(zhuān)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種回收利用煙氣凈化副產(chǎn)物的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。將煙氣脫硫脫硝后的廢液作為原料，先通過(guò)結(jié)晶反應(yīng)器回收吸收劑，液體再經(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含銨廢液，達(dá)到變廢為寶的目的，節(jié)約了蒸汽的消耗；同時(shí)，蒸餾出來(lái)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(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種回收利用煙氣凈化副產(chǎn)物制備銨鹽的系統(tǒng)，其特征在于:包括結(jié)晶反應(yīng)器、固液分離器、進(jìn)料泵、預(yù)熱器、換熱器、結(jié)晶分離器、壓縮機(jī)；所述的結(jié)晶反應(yīng)器的出料口連接固液分離器、固液分離器連接進(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的進(jìn)液口，換熱器通過(guò)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(guò)蒸汽管道與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連接，壓縮機(jī)的排氣口與換熱器殼層的進(jìn)氣口連接。
[0007]煙氣經(jīng)濕法凈化后得到的廢液在結(jié)晶反應(yīng)器中與碳酸氫銨反應(yīng)，通過(guò)固液分離器一回收反應(yīng)液中的固體可作為煙氣的吸收劑回用于煙氣凈化工段，液體作為原料液，泵入預(yù)熱器，經(jīng)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(dòng)下進(jìn)入結(jié)晶分離器，結(jié)晶分離器內(nèi)壓力降低，原料液產(chǎn)生閃蒸，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽在結(jié)晶分離器中上升從蒸汽管道排出，原料液產(chǎn)生過(guò)飽和使晶核成長(zhǎng)，當(dāng)晶核成長(zhǎng)到較大晶體時(shí)沉降到結(jié)晶分離器底部；所述的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后作為熱源進(jìn)入換熱器的殼程。
[0008]本實(shí)用新型所述的濕法凈化是指濕法脫硫或者脫硝。
[0009]所述的預(yù)熱器分為一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器，有效利用鍋爐余熱及蒸汽冷凝水余熱。
[0010]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(dòng)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(rùn)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。
[0011]優(yōu)選地，所述的離心壓縮機(jī)為三級(jí)串聯(lián)，壓縮機(jī)電機(jī)配160Kw。壓縮機(jī)串聯(lián)能夠得到更高的壓頭，同時(shí)提高二次蒸汽溫度，作為熱源重新返回?fù)Q熱器三強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)。
[0012]優(yōu)選地，所述換熱器三的冷凝液出液口和二級(jí)預(yù)熱器的冷凝液出液口連接儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐的出液口連接一級(jí)預(yù)熱器殼層的進(jìn)液口。將換熱器三和二級(jí)預(yù)熱器的冷凝液作為一級(jí)預(yù)熱器的熱源，節(jié)約能源。
[0013]所述的一級(jí)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(shí)現(xiàn)了零排放。
[0014]本實(shí)用新型所述的固液分離器一與進(jìn)料泵之間還依次連接有一次冷卻結(jié)晶器、固液分離器二、蒸餾塔、二次冷卻結(jié)晶器和固液分離器三，所述的固液分離器二通過(guò)換熱器二連接蒸餾塔，所述的固液分離器三通過(guò)換熱器三連接進(jìn)料泵。
[0015]煙氣經(jīng)濕法凈化后的廢液送入結(jié)晶反應(yīng)器與碳酸氫銨反應(yīng)，反應(yīng)完成后，液體進(jìn)入一次冷卻結(jié)晶器結(jié)晶，固液分離器二將清液經(jīng)換熱器加熱后送入蒸餾塔，再將蒸餾得到的清液送入二次冷卻結(jié)晶器結(jié)晶，固液分離器三將清液經(jīng)換熱器加熱后送入蒸發(fā)系統(tǒng)除去多余水分，得到高純度的銨鹽溶液。
[0016]本實(shí)用新型采用一次冷卻結(jié)晶器-蒸餾塔-二次冷卻結(jié)晶器的系統(tǒng)處理銨鹽母液，二次結(jié)晶是為了析出溶液中未反應(yīng)完全的碳酸氫銨和硫酸鈉等雜質(zhì)，同時(shí)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。
[0017]本實(shí)用新型所述的固液分離器二連接回到結(jié)晶反應(yīng)器。一次冷卻結(jié)晶析出的固體析出大量的十水硫酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨，返回到結(jié)晶反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)。
[0018]本實(shí)用新型所述的固液分離器三連接回到一次冷卻結(jié)晶器。二次冷卻結(jié)晶析出四水硫酸鈉和硫酸銨的混合物，進(jìn)一步降低硫酸銨母液中的硫酸鈉含量；同時(shí)返回到一次冷卻結(jié)晶工序中進(jìn)一步冷卻結(jié)晶，以提尚硫酸錢(qián)的廣品純度。
[0019]所述的一次和二次冷卻結(jié)晶的溫度均為_(kāi)2~0°C。
[0020]本實(shí)用新型所述蒸餾塔的排氣口通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)連接結(jié)晶反應(yīng)器的底部。
[0021]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(duì)環(huán)境的污染；通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)將氣體分散到結(jié)晶器底部，從下往上，利用結(jié)晶器溶液充分回收氨氣和二氧化碳。
[0022]所述蒸餾塔的排液口通過(guò)換熱器一的殼程連接二次冷卻結(jié)晶器。一次冷卻結(jié)晶后的清液通過(guò)與蒸餾塔底部出液進(jìn)行換熱達(dá)到60°C以上，再送入蒸餾塔，節(jié)省蒸餾蒸汽消耗，降低裝置能耗。
[0023]本實(shí)用新型所述固液分離器四連接回到二次冷卻結(jié)晶器。分離得到的液體在硫酸鈉達(dá)到飽和之前，將濾液送入到二次冷卻結(jié)晶器進(jìn)行冷卻結(jié)晶，將硫酸鈉析出后再進(jìn)入后序的蒸發(fā)系統(tǒng)，從而保障硫酸銨產(chǎn)品的純度。
[0024]優(yōu)選地，所述的一次和二次冷卻結(jié)晶器為DTB冷卻結(jié)晶器，結(jié)晶的能力高。
[0025]所述的固液分離器一為離心分離機(jī)或者帶式過(guò)濾機(jī)。
[0026]本實(shí)用新型所述的設(shè)備材料以及與物料接觸部分的管道選用TA2材料。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0028]1、為了適應(yīng)煙氣凈化廢液的結(jié)晶蒸發(fā)過(guò)程，本實(shí)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(dòng)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(guò)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(guò)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(shí)現(xiàn)了節(jié)能。同時(shí)減少50%以上的占地面積。
[0029]2、本實(shí)用新型的二級(jí)預(yù)熱器與換熱器的冷凝液作為一級(jí)預(yù)熱器的熱源，同時(shí)，一級(jí)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(shí)，實(shí)現(xiàn)了零排放。
[0030]3、本實(shí)用新型采用離心壓縮機(jī)作為熱泵，工作時(shí)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(dòng)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(rùn)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。
[0031]4、本實(shí)用新型將煙氣凈化的廢液，包括脫硫或者脫硝的廢液與碳酸氫銨反應(yīng)，反應(yīng)液中含有硫酸銨和硝酸銨等銨鹽，固液分離器一分離得到的固體可作為煙氣的吸收劑回用于煙氣凈化工段。采用一次冷卻結(jié)晶器-蒸餾塔-二次冷卻結(jié)晶器的系統(tǒng)處理銨鹽母液，二次結(jié)晶是為了析出溶液中未反應(yīng)完全的碳酸氫銨和硫酸鈉等雜質(zhì)，同時(shí)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。得到高純度的銨鹽溶液。最終產(chǎn)品的氮含量符合電力標(biāo)準(zhǔn)的副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品要求:總氮多18%，外觀白色顆粒。
[0032]5、本實(shí)用新型所述的固液分離器二連接回到結(jié)晶反應(yīng)器，一次冷卻結(jié)晶析出的十水硫酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨固體返回到結(jié)晶反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)；固液分離器三連接回到一次冷卻結(jié)晶器，二次冷卻結(jié)晶析出的析出四水硫酸鈉和硫酸銨的混合物固體返回到一次冷卻結(jié)晶工序中冷卻結(jié)晶；固液分離器四連接回到二次冷卻結(jié)晶器，分離后的溶液中含有大量的硫酸銨，回到二次冷卻結(jié)晶工序中冷卻結(jié)晶析出。以上操作是硫酸銨收率的有力保證，系統(tǒng)得到銨鹽產(chǎn)品的收率達(dá)到99%以上，每噸廢液可以副產(chǎn)0.25-0.35噸銨鹽產(chǎn)品。
[0033]6、由于蒸餾塔的排液口通過(guò)換熱器一的殼程連接二次冷卻結(jié)晶器，使一次冷卻結(jié)晶后的清液通過(guò)與蒸餾塔底部出液進(jìn)行換熱，溫度達(dá)到60°C以上，再送入蒸餾塔，節(jié)省蒸餾蒸汽消耗，降低裝置能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型的煙氣凈化副產(chǎn)物的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例4的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例8的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例10的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0038]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(jí)預(yù)熱器，9、二級(jí)預(yù)熱器，10、儲(chǔ)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。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0040]實(shí)施例1
[0041]一種回收利用煙氣凈化副產(chǎn)物的熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括結(jié)晶反應(yīng)器1、固液分離器一