专利名称：硅酸钠尾气处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工尾气处理技术领域，尤其涉及一种硅酸钠尾气处理设备。
背景技术：
硅酸钠俗称水玻璃、泡花碱，其用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工行业中广泛用于制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；另外在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等。以纯碱为原料生产硅酸钠，具有热量浪费大、碳排放量大、成本高等缺点，因此采用元明粉即硫酸钠代替纯碱为原料生产硅酸钠。由于其具有成本大幅度降低，同时碳排放减少95%以上等优点，因而得到了广泛的应用。元明粉和石英砂为原料生产硅酸钠时，在窑炉煅烧过程中产生大量窑炉尾气和炉体烟气，尾气中含有二氧化硫和粉尘。采用布袋除尘装置进行脱硫除尘处理，虽然除尘效率高，尾气中粉尘达标排放，但尾气中的二氧化硫未经有效处理，尾气中二氧化硫不能实现达标排放，会对环境造成严重污染。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种硅酸钠尾气处理设备，以解决硅酸钠生产过程中产生含有二氧化硫的尾气，未经有效处理，对环境造成污染的技术问题。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:硅酸钠尾气处理设备，包括与所述硅酸钠尾气连通的除尘装置，所述除尘装置连通冷却换热装置，所述冷却换热装置连通若干级吸收装置，若干级所述吸收装置串联在一起，每级所述吸收装置内均设有用于雾化循环液的喷淋管，所述喷淋管的下方设置搅拌罐，所述搅拌罐底部设有排料口，所述搅拌罐的顶部设有加料管道，所述搅拌罐的侧壁上设有出液管道，所述出液管道通过液体泵与所述喷淋管连通，位于下游的吸收装置的排料口连通上一级吸收装置的喷淋管。作为一种改进，用于收集锅炉周围炉体烟气的炉体烟气收集管道连通第二级吸收装置。作为一种改进，所述搅拌罐的加料管道均与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第一液碱罐连通。作为一种改进,第一级吸收装置的排料口连通中和反应爸。作为进一步的改进,所述中和反应爸与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第二液碱罐连通。采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:由于设计了若干级吸收装置，硅酸钠尾气通过若干级吸收装置的吸收，硅酸钠尾气中二氧化硫的浓度小于18mg/m3，因而尾气中二氧化硫的含量已达标，可直接排放到外部环境中，减少了尾气排放对环境的有害影响，避免了环境污染；由于位于下游的吸收装置的排料口连通上一级吸收装置的喷淋管，因而整个脱硫过程中水溶液完全循环利用，无废渣排放。由于用于收集锅炉周围炉体烟气的炉体烟气收集管道连通第二级吸收装置，因而不仅防止了炉体烟气污染环境，而且可增加通入第二级吸收装置尾气中的含硫量。由于第一级吸收装置的排料口连通中和反应釜，所述中和反应釜与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第二液碱罐连通，因而当第一级吸收装置生成的亚硫酸氢钠溶液的比重为1.34-1.36时，排出至中和反应釜中，与氢氧化钠溶液混合反应后，生成亚硫酸钠作为副产物，可增加经济效益。
图1是本实用新型的结构示意图；图中，1、除尘装置，2、冷却换热装置，3、第一级吸收装置，4、第二级吸收装置，5、第三级吸收装置，6、炉体烟气收集管道，7、喷淋管，8、搅拌罐，81、排料口，82、加料管道，83、出液管道，9、第一液碱罐，10、液体泵，11、中和反应釜，12、第二液碱罐，13、喷淋塔，14、进气口，15、排气口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，本实用新型公开了一种硅酸钠尾气处理设备，包括与硅酸钠尾气连通的除尘装置1，除尘装置I为布袋除尘装置，除尘装置I连通冷却换热装置2，冷却换热装置2包括热交换器，可快速对高温尾气进行冷却降温，换热后的热水用于生产和采暖，节约了能耗，同时为后道吸收工艺优化了尾气参数，冷却换热装置2连通若干级吸收装置，若干级吸收装置串联在一起，根据尾气中二氧化硫的浓度设置吸收装置的级数，比如窑炉尾气中二氧化硫的浓度为31mg/m3,炉体烟气中二氧化硫浓度为100.2mg/m3,设计三级吸收装置，冷却换热装置2连通依次串联的第一级吸收装置3、第二级吸收装置4和第三级吸收装置5，用于收集锅炉周围炉体烟气的炉体烟气收集管道6连通第二级吸收装置4，不仅防止了炉体烟气污染环境，而且可增加通入第二级吸收装置4尾气中的含硫量，每级吸收装置内均设有用于雾化循环液的喷淋管7，喷淋管7的下方设置搅拌罐8，搅拌罐8底部设有排料口 81，搅拌罐8的顶部设有加料管道82，搅拌罐8的加料管道82均与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第一液碱罐9连通，当然，氢氧化钠溶液的浓度也可以为32%，也可以选用碳酸钠溶液代替氢氧化钠溶液，搅拌罐8的侧壁上设有出液管道83，该出液管道83通过液体泵10与喷淋管7连通，位于下游的吸收装置的排料口 81连通上一级吸收装置的喷淋管7，第一级吸收装置3的排料口 81连通中和反应釜11，中和反应釜11与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第二液碱罐12连通,当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠溶液的比重为
1.34-1.36时，排出至中和反应釜11中，与氢氧化钠溶液混合反应后，生成亚硫酸钠作为副产物，可增加经济效益。为了加快硅酸钠尾气中二氧化硫的吸收速度和吸收量，第一级吸收装置3包括两个并联设置的喷淋塔13，第二级吸收装置4也包括两个并联设置的喷淋塔13，第三级吸收装置5包括一个喷淋塔。本实用新型提供的硅酸钠尾气处理设备，由于设计了第一级吸收装置3、第二级吸收装置4和第三级吸收装置5，每级吸收装置的脱硫率大于92%，三级吸收装置的总脱硫率达99.95%，硅酸钠尾气通过三级吸收装置的吸收，尾气中二氧化硫的浓度小于18mg/m3，因而尾气中二氧化硫的含量已达标，可直接排放到外部环境中，减少了尾气排放对环境的有害影响，避免了环境污染；由于位于下游的吸收装置的排料口 81连通上一级吸收装置的喷淋管7，因而整个脱硫过程中水溶液完全循环利用，无废渣排放。实施例一:生产硅酸钠过程中产生的尾气，窑炉尾气产生量为24000m3/h，二氧化硫浓度为31g/m3;炉体烟气产生量为5640m3/h，二氧化硫浓度为100.2mg/m3。A、除尘步骤，将温度为1100°C的窑炉尾气经过除尘装置I除尘后通入烟道，经过烟道后窑炉尾气温度降为400°C ；B、冷却步骤，将除尘后的窑炉尾气通过引风机通入冷却换热装置2，冷却降温至80°C以下，冷却换热装置2包括热交换器，可快速对高温尾气进行冷却降温，换热后的热水用于生产和采暖，节约了能耗，同时为后道吸收工艺优化了尾气参数；C、第一级吸收:将冷却降温后的窑炉尾气通过引风机通入第一级吸收装置3的进气口 14，尾气中二氧化硫的浓度为31g/m3，第一级吸收装置3内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，窑炉尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液循环至喷淋管7继续喷淋利用，第一级吸收装置3循环过程中亚硫酸钠和尾气继续反应生成亚硫酸氢钠，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.36时,将亚硫酸氢钠溶液输出至中和反应爸11，与浓度为30%的氢氧化钠混合反应，生成亚硫酸钠，经分离结晶后，制备亚硫酸钠成品，可增加经济效益，然后将第二级吸收装置4内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第一级吸收装置3的喷淋管7，第一级吸收装置3的二氧化硫的吸收率大于92%，窑炉尾气中二氧化硫的浓度低于2.48g/m3,窑炉尾气从第一级吸收装置3的排气口 15排出；D、第二级吸收:将第一级吸收装置3排出的窑炉尾气和炉体烟气通入第二级吸收装置4的进气口 14，窑炉尾气中二氧化硫的浓度低于2.48g/m3,炉体烟气中二氧化硫浓度为100.2mg/m3，第二级吸收装置4内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液循环至喷淋管7继续喷淋利用，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.36时，将第二级吸收装置4内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第一级吸收装置3的喷淋管7，然后将第三级吸收装置5内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第二级吸收装置4的喷淋管7，第一级吸收装置3的二氧化硫的吸收率大于92%，尾气中二氧化硫的浓度低于0.206g/m3，尾气从第二级吸收装置4的排气口 15排出；E、第三级吸收:将第二级吸收装置4排出的尾气通入第三级吸收装置5的进气口14，尾气中二氧化硫的浓度低于0.206g/m3，第三级吸收装置5内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液循环至喷淋管7继续喷淋利用，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.36时,将第三级吸收装置5内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第二级吸收装置4的喷淋管7，尾气中二氧化硫的吸收率大于92%，尾气中二氧化硫的浓度低于16.48mg/m3，尾气从第三级吸收装置5的排气口 15排放到外部环境中。实施例二:生产硅酸钠过程中产生的尾气，窑炉尾气产生量为19355m3/h，二氧化硫浓度为25g/m3;炉体烟气产生量为4548m3/h，二氧化硫浓度为81mg/m3。A、除尘步骤，将温度为1100°C的窑炉尾气经过除尘装置I除尘后通入烟道，经过烟道后窑炉尾气温度降为350°C ；B、冷却步骤，将除尘后的窑炉尾气通过引风机通入冷却换热装置2，冷却降温至80°C以下，冷却换热装置2包括热交换器，可快速对高温尾气进行冷却降温，换热后的热水用于生产和采暖，节约了能耗，同时为后道吸收工艺优化了尾气参数；C、第一级吸收:将冷却降温后的窑炉尾气通过引风机通入第一级吸收装置3的进气口 14，尾气中二氧化硫的浓度为25g/m3，第一级吸收装置3内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，窑炉尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液循环至喷淋管7继续喷淋利用，第一级吸收装置3循环过程中亚硫酸钠和尾气继续反应生成亚硫酸氢钠，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.34时，将亚硫酸氢钠溶液输出至中和反应釜11,与浓度为30%的氢氧化钠混合反应，生成亚硫酸钠，经分离结晶后，制备亚硫酸钠成品，可增加经济效益，然后将第二级吸收装置4内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第一级吸收装置3的喷淋管7，第一级吸收装置3的二氧化硫的吸收率大于92%，窑炉尾气中二氧化硫的浓度低于2g/m3，窑炉尾气从第一级吸收装置3的排气口 15排出；D、第二级吸收:将第一级吸收装置3排出的窑炉尾气和炉体烟气通入第二级吸收装置4的进气口 14，窑炉尾气中二氧化硫的浓度低于2g/m3，炉体烟气中二氧化硫浓度为81mg/m3,第二级吸收装置4内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液循环至喷淋管7继续喷淋利用，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.34时，将第二级吸收装置4内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第一级吸收装置3的喷淋管7，然后将第三级吸收装置5内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第二级吸收装置4的喷淋管7，第一级吸收装置3的二氧化硫的吸收率大于92%，尾气中二氧化硫的浓度低于0.166g/m3，尾气从第二级吸收装置4的排气口 15排出；E、第三级吸收:将第二级吸收装置4排出的尾气通入第三级吸收装置5的进气口14，尾气中二氧化硫的浓度低于0.166g/m3，第三级吸收装置5内设有浓度为30%的氢氧化钠溶液的喷淋管7，尾气与氢氧化钠溶液逆流反应，逆流反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液循环至喷淋管7继续喷淋利用，当第一级吸收装置3生成的亚硫酸氢钠的比重为1.34时，将第三级吸收装置5内的亚硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合液输送至第二级吸收装置4的喷淋管7，尾气中二氧化硫的吸收率大于92%，此时尾气中二氧化硫的浓度低于13.28mg/m3，尾气从第三级吸收装置5的排气口 15排放到外部环境中。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.硅酸钠尾气处理设备，包括与所述硅酸钠尾气连通的除尘装置，所述除尘装置连通冷却换热装置，所述冷却换热装置连通若干级吸收装置，其特征在于，若干级所述吸收装置串联在一起，每级所述吸收装置内均设有用于雾化循环液的喷淋管，所述喷淋管的下方设置搅拌罐，所述搅拌罐底部设有排料口，所述搅拌罐的顶部设有加料管道，所述搅拌罐的侧壁上设有出液管道，所述出液管道通过液体泵与所述喷淋管连通，位于下游的吸收装置的排料口连通上一级吸收装置的喷淋管。
2.根据权利要求1所述的硅酸钠尾气处理设备，其特征在于，用于收集锅炉周围炉体烟气的炉体烟气收集管道连通第二级吸收装置。
3.根据权利要求1所述的硅酸钠尾气处理设备，其特征在于，所述搅拌罐的加料管道均与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第一液碱罐连通。
4.根据权利要求1所述的硅酸钠尾气处理设备，其特征在于，第一级吸收装置的排料口连通中和反应釜。
5.根据权利要求4所述的硅酸钠尾气处理设备，其特征在于，所述中和反应釜与含有浓度为30%的氢氧化钠溶液的第二液碱罐连通。
专利摘要本实用新型公开了一种硅酸钠尾气处理设备，属于化工尾气处理技术领域，包括与所述硅酸钠尾气连通的除尘装置，所述除尘装置连通冷却换热装置，所述冷却换热装置连通若干级吸收装置，若干级所述吸收装置串联在一起，每级所述吸收装置内均设有用于雾化循环液的喷淋管，所述喷淋管的下方设置搅拌罐，所述搅拌罐底部设有排料口，所述搅拌罐的侧壁上设有出液管道，所述出液管道通过液体泵与所述喷淋管连通，位于下游的吸收装置的排料口连通上一级吸收装置的喷淋管。本实用新型有效清除了硅酸钠尾气中的二氧化硫，尾气中二氧化硫的含量已达标，可直接排放到外部环境中，减少了尾气排放对环境的有害影响，避免了环境污染。
文档编号B01D53/18GK203043822SQ20122065298
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日
发明者刘森 申请人:昌乐县兴魏化工有限公司