专利名称：一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大气污染控制装置，尤其是一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺及装置，具体地说是利用造纸废物或碱厂污染废物白泥来脱除二氧化硫，属于化工设备领域。
背景技术：
制浆造纸厂在生产过程中产生大量的苛化白泥，对于白泥的处理，国外及国内的一些大型造纸厂对白泥的回收处理均是采用石灰窑锻烧法，使白泥通过再生生产再生石灰，在苛化中进行循环使用，增加运行成本。而国内还有一些中小型制浆造纸企业，由于种种原因，或是白泥回收设备没有配套，或是对白泥污染认识不足等原因，白泥始终得不到妥善处理，要么拉去填坑铺路、要么直接排入江河、既造成了环境污染，同时还得支付巨额的排污费。近年来随着环保工作日益加强，白泥治理就成为许多企业迫切需要解决的一补难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种脱除烟气中二氧化硫的工艺及装置，利用造纸废物或碱厂废弃物——白泥来脱除二氧化硫，同时将白泥转化为中性石膏。本发明的技术方案为
一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺，包括以下步骤
(1)白泥经泥石分离装置分离出直径大于IOmm的块状物质，直径小于IOmm的白泥进入脱硫剂箱与水混合，配成白泥的质量分数20%的白泥脱硫浆液；
(2)将上述步骤(1)中制备的白泥脱硫浆液通过浆液泵打入除沙装置，根据旋流器重相沉淀原理，体积大的沙粒沉淀，除去直径大于Imm难于参与吸收反应的颗粒物；
(3)上述除沙后的浆液中含有钠基，主要以碳酸钠的形式存在；
当钠基，以氧化钠计的质量百分含量低于50%时，通过浆液泵打入脱硫塔直接参与吸收烟气中二氧化硫的脱硫反应；当钠基，以氧化钠计的质量百分含量高于50%时，进行石膏泥的生产。脱硫反应的具体步骤为除沙后的浆液通过浆液泵打入脱硫塔底部的浆液池；在脱硫塔内烟气从烟气进口进入后，经过烟气分配装置，形成分布均勻的烟气流，烟气流与喷淋液(即钠质量百分含量低于50%的白泥浆液及参与吸收或者再生后的白泥浆液混合物)接触，控制烟气在塔内流速为3. 5 5 m/s，经喷淋层的三层喷淋洗涤，烟气中S02与喷淋液中的白泥浆液反应，反应方程式如下
SO2 + H2O — H2SO3
CaCO3 + H2SO3 — CaS03 + CO2 + H2O
CaS03 + H2SO3 — Ca(HSO3)2
Ca (OH) 2+ SO2 — CaS03+H20CaSO3+ S02+H20 — Ca (HSO3) 2
完成二氧化硫的脱除，净烟气经除雾器脱水后进入烟囱。石膏泥生产的具体包括以下步骤
(1)将除沙后的浆液通过浆液泵打入再生池，将含钠基的酸性浆液再生，再生后产生硫酸钙结晶沉淀及钠基碱性溶液；
再生池内含有的成分为氢氧化钙、硫酸钙、硫酸钠的混合溶液，将含钠基的酸性浆液再生，再生后产生硫酸钙结晶沉淀及钠基碱性溶液，再生反应式如下 NaHSO4+ Ca (OH)2 ^ Na2SO4+ CaSO4 J, +H2O Na2SO4+ Ca (OH) 2 — NaOH+ CaSO4 I ；
(2)将再生池中再生后的浆液打入沉淀池(沉淀池内含有的成分为CaSO4、NaOH、碳酸钙的混合溶液)在沉淀池再进行充分的再生2-3小时；
(3)将沉淀池中再生后的浆液上清液回流到回流池，同时将沉淀池底部含有硫酸钙结晶的浆液通过浆液泵打入旋流器；
(4)将上述步骤(3)中打入旋流器的浆液进行进一步浓缩分离，得到硫酸钙结晶，旋流器中上层溢流含固量小于5%，底流含固35%以上；
(5 )将旋流器分离出的硫酸钙结晶经脱水机脱水，脱水机中脱除液(硫酸钙、碳酸钙、碳酸钠和氢氧化钠等的混合水溶液)含固量小于5%，石膏泥含石膏结晶固含量90%以上，脱除大部分水分，得到中性的石膏泥。所述的脱硫塔的底层设有氧化风机，所述的氧化风机将过量氧化风通入脱硫塔底层，将浆液中亚硫酸根充分氧化，形成硫酸根；硫酸根不断聚集增多，当影响二氧化硫吸收时，由脱硫塔浆液泵排至再生池进行再生，再生后的浆液再次进入脱硫塔参与脱硫反应，整个系统无废水排放。一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，包括泥石分离装置、脱硫剂箱、除沙装置、脱硫塔、再生池、沉淀池、旋流器、脱水机；
所述的泥石分离装置与所述的脱硫剂箱相连，所述的脱硫剂箱通过浆液泵与所述的除沙装置相连，所述的除沙装置分别与脱硫塔和再生池相连；所述的再生池、沉淀池、旋流器、 脱水机依次相连；所述的再生池通过浆液泵与脱硫塔相连；所述的脱硫塔底层设有氧化风机。所述的再生池与沉淀池之间设有浆液泵。所述的沉淀池与旋流器之间设有浆液泵。所述的脱硫剂箱、沉淀池、旋流器和脱水机均与回流池相连。所述的脱硫塔中自下而上依次设有浆液池、烟气进口、烟气分配装置、除雾器和喷淋层。本发明的优点在于充分利用白泥中含有的钠基，因通过钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比(5 10 1)，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上，同时制备得到产物石膏，石膏结晶固含量90%以上，变废为宝；脱硫塔结构中的烟气分配装置，能够使烟气形成分布均勻的烟气流与喷淋液接触，增加脱硫效率。下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例脱硫装置的示意图中1-泥石分离装置、2-除沙装置、3-脱硫剂箱、4-再生池、5-沉淀池、6-回流池、 7-旋流器、8-脱水机、9-脱硫塔、91-氧化风机、92-浆液池、93-烟气进口、94_烟气分配装置、95-喷淋层、96-除雾器。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1
某厂白泥成分CaO 50% ；MgO 2. 5% ；SiO2 :2. 0% ；Na2O :2. 5%。因堆积场所，有石块掺入， 可以看出，只需经过除石处理，白泥完全可以作为脱硫剂使用。如图1所示，一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺，包括以下步骤
(1)白泥经泥石分离装置分离出直径大于IOmm的块状物质，直径小于IOmm的白泥进入脱硫剂箱与水混合，配成白泥的质量分数20%的白泥脱硫浆液；
(2)将上述步骤(1)中制备的白泥脱硫浆液通过浆液泵打入除沙装置，根据旋流器重相沉淀原理，体积大的沙粒沉淀，除去直径小于Imm无法参与吸收反应的颗粒物；
(3)上述除沙后的浆液中含有钠基，主要以碳酸钠的形式存在；
当钠基，以氧化钠计的质量百分含量低于50%时，通过浆液泵打入脱硫塔直接参与吸收烟气中二氧化硫的脱硫反应；通过浆液泵打入脱硫塔底部的浆液池；在脱硫塔内烟气从烟气进口进入后，经过烟气分配装置，形成分布均勻的烟气流，烟气流与喷淋液(即钠质量百分含量低于50%的白泥浆液及参与吸收或者再生后的白泥浆液混合物)接触，控制烟气在塔内流速为3. 5 5 m/s，经喷淋层的三层喷淋洗涤，烟气中Sh与喷淋液中的白泥浆液反应，完成二氧化硫的脱除，净烟气经除雾器脱水后进入烟囱；
当钠的质量百分含量高于50%时，进行石膏泥的生产，步骤如下
a.将除沙后的浆液通过浆液泵打入再生池(再生池内含有的成分为氢氧化钙、硫酸钙、 硫酸钠的混合溶液)，将含钠基的酸性浆液再生，再生后产生硫酸钙结晶沉淀及钠基碱性溶液；
b.将再生池中再生后的浆液打入沉淀池(沉淀池内含有的成分为CaSO4、NaOH、碳酸钙混合溶液)在沉淀池再进行充分的再生2-3小时；
c.将沉淀池中再生后的浆液上清液回流到回流池，同时将沉淀池底部含有硫酸钙结晶的浆液通过浆液泵打入旋流器；
d.将上述步骤C中打入旋流器的浆液进行进一步浓缩分离，得到硫酸钙结晶，旋流器中上层溢流含固量小于5%，底流含固35%以上；
e.将旋流器分离出的硫酸钙结晶经脱水机脱水，脱水机中脱除液(硫酸钙，碳酸钙，碳酸钠，氢氧化钠等混合液)含固量小于5%，石膏泥含石膏结晶固含量90%以上，脱除大部分水分，得到中性的石膏泥。所述的脱硫塔的底层设有氧化风机，所述的氧化风机将过量氧化风通入脱硫塔底层，将浆液中亚硫酸根充分氧化，形成硫酸根；硫酸根不断聚集增多，当影响二氧化硫吸收时，由脱硫塔浆液泵排至再生池进行再生，再生后的浆液再次进入脱硫塔参与脱硫反应，整个系统无废水排放。结果
尾气中二氧化硫含量小于200mg/ Nm3 ；脱硫装置总压力降950Pa ；副产石膏纯度大于 80%，电耗为480KW，本方法的脱硫成本为0. 4元/kg，(现有的石灰石法成本为1. 2元/kg，仅为石灰石法成本的1/3)，降低现有脱硫成本，提高了吸收效率。实施例2
如图1所示，一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，包括泥石分离装置1、脱硫剂箱3、除沙装置2、脱硫塔9、再生池4、沉淀池5、旋流器7、脱水机8 ；所述的泥石分离装置1 与所述的脱硫剂箱3相连，所述的脱硫剂箱3通过浆液泵与所述的除沙装置2相连，所述的除沙装置2分别与脱硫塔9和再生池4相连；所述的再生池4、沉淀池5、旋流器7、脱水机 8依次相连；所述的再生池4通过浆液泵与脱硫塔9相连；所述的脱硫塔9底层设有氧化风机91。所述的脱硫塔9中自下而上依次设有浆液池92、烟气进口 93、烟气分配装置94、喷淋层95和除雾器96。所述的烟气分配装置94为多孔板。所述的再生池4与沉淀池5之间设有浆液泵。所述的沉淀池5与旋流器7之间设有浆液泵。所述的脱硫剂箱3、沉淀池5、旋流器7和脱水机8均与回流池6相连。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺，其特征在于包括以下步骤(1)白泥经泥石分离装置分离出直径大于IOmm的块状物质，直径小于IOmm的白泥进入脱硫剂箱与水混合，配成白泥的质量分数20%的白泥脱硫浆液；(2)将上述步骤(1)中制备的白泥脱硫浆液通过浆液泵打入除沙装置，除去直径大于 Imm的颗粒物；(3)上述除沙后的浆液中含有钠基，当钠基，以氧化钠计的质量百分含量低于50%时， 通过浆液泵打入脱硫塔底部的浆液池；在脱硫塔内烟气从烟气进口进入后，经过烟气分配装置，形成分布均勻的烟气流，烟气流与喷淋液接触，控制烟气在塔内流速为3. 5 5 m/s, 经喷淋层的三层喷淋洗涤，烟气中与喷淋液中的白泥浆液反应，完成二氧化硫的脱除， 净烟气经除雾器脱水后进入烟囱；当钠基，以氧化钠计的质量百分含量高于50%时，进行石膏泥的生产。
2.根据权利要求1所述的一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺，其特征在于所述步骤(3)的石膏泥生产方法包括以下步骤(1)将除沙后的浆液通过浆液泵打入再生池，将含钠基的酸性浆液再生，再生后产生硫酸钙结晶沉淀及钠基碱性溶液；(2)将再生池中再生后的浆液打入沉淀池在沉淀池再进行充分的再生2-3小时；(3)将沉淀池中再生后的浆液上清液回流到回流池，同时将沉淀池底部含有硫酸钙结晶的浆液通过浆液泵打入旋流器；(4)将上述步骤(3)中打入旋流器的浆液进行进一步浓缩分离，得到硫酸钙结晶，旋流器中上层溢流含固量质量分数小于5%，底流含固量质量分数大于35% ；(5)将旋流器分离出的硫酸钙结晶经脱水机脱水，脱水机中脱除液含固量小于5%，石膏泥含石膏结晶固含量90%以上，脱除大部分水分，得到中性石膏泥。
3.一种用于上述利用白泥脱除烟气中二氧化硫工艺的装置，其特征在于包括泥石分离装置、脱硫剂箱、除沙装置、脱硫塔、再生池、沉淀池、旋流器、脱水机；所述的泥石分离装置与所述的脱硫剂箱相连，所述的脱硫剂箱通过浆液泵与所述的除沙装置相连，所述的除沙装置分别与脱硫塔和再生池相连；所述的再生池、沉淀池、旋流器、 脱水机依次相连；所述的再生池通过浆液泵与脱硫塔相连；所述的脱硫塔底层设有氧化风机。
4.根据权利要求3所述的利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的再生池与沉淀池之间设有浆液泵。
5.根据权利要求3所述的利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的沉淀池与旋流器之间设有浆液泵。
6.根据权利要求3所述的利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的脱硫剂箱、沉淀池、旋流器和脱水机均与回流池相连。
7.根据权利要求3所述的利用白泥脱除烟气中二氧化硫的装置，其特征在于所述的脱硫塔中自下而上依次设有浆液池、烟气进口、烟气分配装置、除雾器和喷淋层。
全文摘要
本发明公开了一种利用白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺及装置，所述装置包括泥石分离装置、脱硫剂箱、除沙装置、脱硫塔、再生池、沉淀池、旋流器、脱水机，所述工艺是利用造纸废物或碱厂污染废物白泥来脱除二氧化硫，同时得到石膏；本发明的优点在于充分利用白泥中含有的钠基，因通过钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比(5～10﹕1)，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上，同时制备得到产物石膏，石膏结晶固含量90%以上，变废为宝；脱硫塔结构中的烟气分配装置，能够使烟气形成分布均匀的烟气流与喷淋液接触，增加脱硫效率。
文档编号B01D53/50GK102228783SQ20111013285
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者孙业胜, 曹国强, 曹继, 朱金龙, 李绍志, 谢荣涛, 马连国 申请人:潍坊恒安散热器集团有限公司