一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统及其工艺的制作方法

本发明涉及脱硫废渣处理设备技术领域，具体涉及一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统及其工艺。

背景技术：

目前，形成雾霾的主要因素是工业生产中产生的烟气。因此，为了保护环境，烟气只有经过脱硫处理后才能排入大气中。现有技术中常用的烟气脱硫方法有两大类：湿法脱硫和干法脱硫。相对于湿法脱硫系统较为复杂，设备易腐蚀等缺点，干法脱硫工艺流程简单，在行业内普遍应用。

干法脱硫只要是利用碱(例如naoh、nahco3或na2co3等)与烟气中的硫化物、hcl、hf等物质反应，进行脱硫，并产生以硫酸钠为主、多种杂质掺杂的白色粉状废渣。由于废渣中成分复杂，因此使用价值不高，只能作为低端建材生产的固体废弃物原料使用。

因此，如何妥善处理烟气干法脱硫废渣，使其变废为宝，产生高附加值产物，成为行业内亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统及其工艺，利用该系统能将脱硫废渣提纯为硫酸钠和氯化钠，高纯度的无水硫酸钠和氯化钠拥有广阔的应用市场，在造纸、玻璃、印染等行业广泛被应用。

本发明提供了如下的技术方案：

一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统，包括通过管线依次连接的溶解池、过滤器、软化器、第一结晶器、过滤单元、多效蒸发器和第二结晶器；第一结晶器还通过管线依次与热熔槽和分离单元连接。

优选地，所述过滤单元包括依次连接的超滤装置、纳滤装置和反渗透装置，其中，纳滤装置通过管线与第一结晶器连接，用于将过滤后的浓缩液输送回第一结晶器。

优选地，所述反渗透装置和多效蒸发器通过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的水输送至溶解池中。

优选地，热熔槽和分离器过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的溶液输送至溶解池中。

优选地，所述分离单元包括依次连接的稠厚器、离心分离机和干燥装置。

优选地，所述溶解池和热融槽中均设有加热元件。

本发明还提供了利用上述系统联产硫酸钠和氯化钠的工艺，包括如下步骤：

(1)将干法脱硫废渣溶解于溶解池中，水温为40-60℃，每吨纯水中投加300-400kg废渣粉。

(2)向溶解池中加入稀硫酸或稀盐酸中和溶液ph值至7左右。

(3)采用过滤器将水中不溶的杂质去除。

(4)利用树脂交换器对溶液进行离子交换，去除溶液中的钙、镁离子。

(5)将溶液送入第一结晶器中，在5℃下放置2小时后，投加0.1～5％晶种，并把生成的芒硝与溶液分离。

(6)将生成的芒硝送至热融槽中，加热至70-80℃，然后泵送至稠厚器，将沉降的晶浆经离心分离机分离，分离后的结晶体经过干燥装置干燥获得无水硫酸钠，然后包装成袋。分理处的液体送回至步骤(1)的溶解槽中。

(7)步骤(5)中分离出来的溶液，经过超滤装置、纳滤装置进行过滤。纳滤浓缩液可送回至第一结晶器中。纳滤装置的出水经过ro装置分离，纯水送回到溶解槽中，剩余浓缩液进入多效蒸发器中。多效蒸发器的冷凝水被送回到溶解槽中，结晶出来纯度85％以上的氯化钠装袋成工业盐。

优选地，步骤(1)中水温为50℃，每吨纯水中投加400kg废渣粉。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明节能环保、成本低。经核算，一吨高纯(≥95％)无水硫酸钠的提纯成本仅为30-50元。

(2)本发明工艺简单，运行稳定，所需人工少。

(3)本发明投资资金少，设备占地少。

(4)本发明能够将脱硫废渣提纯为无水硫酸钠和工业氯化钠，能够广泛应用在造纸、玻璃、印染等领域，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统，包括通过管线依次连接的带有加热装置的溶解池、过滤器、软化器(阳离子树脂交换器)、第一结晶器(例如dtb或其他改进型的结晶器)、过滤单元、多效蒸发器和第二结晶器；第一结晶器还通过管线依次与热熔槽(内有加热装置)和分离单元连接。

所述过滤单元包括依次连接的超滤装置、纳滤装置和反渗透装置，其中，纳滤装置通过管线与第一结晶器连接，用于将过滤后的浓缩液输送回第一结晶器。

所述反渗透装置和多效蒸发器通过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的水输送至溶解池中。

热熔槽和分离器过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的溶液输送至溶解池中。

所述分离单元包括依次连接的稠厚器、离心分离机和干燥装置。

本实施例的一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统的工作过程如下：

(1)将干法脱硫废渣溶解于溶解池中，水温为40-60℃，优选水温为40-50℃，每吨纯水中投加300-400kg废渣粉。

(2)向溶解池中加入稀硫酸或稀盐酸中和溶液ph值至7左右。

(3)采用过滤器(精密过滤器或布袋式过滤器)将水中不溶的杂质去除。

(4)利用树脂交换器对溶液进行离子交换，去除溶液中的钙、镁离子。

(5)将溶液送入第一结晶器中，在5℃下放置2小时后，投加0.1～5％晶种，并把生成的芒硝与溶液分离。

(6)将生成的芒硝送至热融槽中，加热至70-80℃，然后泵送至稠厚器，将沉降的晶浆经离心分离机分离，分离后的结晶体经过干燥装置干燥获得无水硫酸钠，然后包装成袋。分理处的液体送回至步骤(1)的溶解槽中。

(7)步骤(5)中分离出来的溶液，经过超滤装置、纳滤装置进行过滤。纳滤浓缩液可送回至第一结晶器中。纳滤装置的出水经过ro装置分离，纯水送回到溶解槽中，剩余浓缩液进入多效蒸发器中。多效蒸发器的冷凝水被送回到溶解槽中，结晶出来的纯度85％以上的氯化钠装袋成工业盐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统，其特征在于，包括通过管线依次连接的溶解池、过滤器、软化器、第一结晶器、过滤单元、多效蒸发器和第二结晶器；第一结晶器还通过管线依次与热熔槽和分离单元连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤单元包括依次连接的超滤装置、纳滤装置和反渗透装置，其中，纳滤装置通过管线与第一结晶器连接，用于将过滤后的浓缩液输送回第一结晶器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反渗透装置和多效蒸发器通过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的水输送至溶解池中。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，热熔槽和分离器过管线与溶解池连接，用于将反应过程中产生的溶液输送至溶解池中。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离单元包括依次连接的稠厚器、离心分离机和干燥装置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述溶解池和热融槽中均设有加热元件。

7.利用权利要求1-6中任一项所述的系统联产硫酸钠和氯化钠的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将干法脱硫废渣溶解于溶解池中，水温为40-60℃，每吨纯水中投加300-400kg废渣粉。

(2)向溶解池中加入稀硫酸或稀盐酸中和溶液ph值至7左右。

(3)采用过滤器将水中不溶的杂质去除。

(4)利用树脂交换器对溶液进行离子交换，去除溶液中的钙、镁离子。

(5)将溶液送入第一结晶器中，在5℃下放置2小时后，投加0.1～5％的晶种，并把生成的芒硝与溶液分离。

(6)将生成的芒硝送至热融槽中，加热至70-80℃，然后泵送至稠厚器，将沉降的晶浆经离心分离机分离，分离后的结晶体经过干燥装置干燥获得无水硫酸钠，然后包装成袋。分理处的液体送回至步骤(1)的溶解槽中。

(7)步骤(5)中分离出来的溶液，经过超滤装置、纳滤装置进行过滤。纳滤浓缩液可送回至第一结晶器中。纳滤装置的出水经过ro装置分离，纯水送回到溶解槽中，剩余浓缩液进入多效蒸发器中。多效蒸发器的冷凝水被送回到溶解槽中，结晶出来纯度85％以上的氯化钠装袋成工业盐。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，步骤(1)中水温为50℃，每吨纯水中投加400kg废渣粉。

技术总结
本发明公开了一种利用烟气干法脱硫废渣联产硫酸钠及氯化钠的系统及其工艺，所述系统包括通过管线依次连接的溶解池、过滤器、软化器、第一结晶器、过滤单元、多效蒸发器和第二结晶器；第一结晶器还通过管线依次与热熔槽和分离单元连接。利用本发明的系统及工艺能将脱硫废渣提纯为硫酸钠和氯化钠，高纯度的无水硫酸钠和氯化钠拥有广阔的应用市场，在造纸、玻璃、印染等行业广泛被应用。

技术研发人员：饶丽灵;丁勇山
受保护的技术使用者：导洁(北京)环境科技有限公司
技术研发日：2021.01.12
技术公布日：2021.04.06