一种硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置的制作方法

1.本实用新型属于硫酸法钛白粉技术领域，具体涉及一种硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置。


背景技术：

2.钛白粉是最重要的无机颜料和化工原料之一。颜料级钛白粉主要应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、乳胶漆、印刷油墨、化纤等行业,非颜料级钛白粉主要应用于搪瓷、电容器、电焊条等。钛白粉的工业化生产方法一般分为硫酸法和氯化法。其中硫酸法是一种常见的传统的生产方法，其步骤一般包括：
3.(1)酸解：用钛精矿或酸溶性废渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛；
4.(2)水解：硫酸氧钛经过水解得到偏钛酸料浆；
5.(3)一洗：对水解后的偏钛酸进行水洗；
6.(4)漂白、二洗：对一洗后的偏钛酸加煅烧晶种进行漂白、二次水洗，得到水洗合格的偏钛酸；
7.(5)盐处理：将水洗合格的偏钛酸打浆、盐处理、压滤，得到窑前滤饼；
8.(6)煅烧：将窑前滤饼送入回转窑进行煅烧，得到落窑品；
9.(7)后处理：将落窑品进行湿磨、砂磨、有机/无机包膜、汽粉等工艺处理，得到钛白粉成品。
10.其中步骤(6)煅烧过程，需要将偏钛酸滤饼转化为钛白粉，偏钛酸滤饼转化为钛白粉的过程中，需要消耗大量热量，通过升高物料温度以达到偏钛酸滤饼脱水、脱硫、晶型转化的目的，吨钛白天然气消耗达到250～280m3。
11.煅烧过程中会产生大量的高温烟气，烟气中含有细小的钛白粉颗粒、硫化物、氮化物、氧气等多种组分。若烟气不经处理直接排放将造成钛白粉物料损失，同时多种污染物进入大气，对环境造成影响；因此必须对煅烧窑产生的烟气进行处理后才能排放。而烟气处理流程通常包括固气分离、喷淋降温、脱硫、脱氮等。
12.煅烧窑产生的烟气中，颗粒物含量多、颗粒粒度小，固气分离难度大，若烟气未得到有效分离，颗粒物将随尾气进入后续处理工序无法再进行物料回收，造成钛白粉物料损失，且在进行热风回用技术时，尾气中的钛白粉重新进入回转窑进行二次煅烧，造成物料过烧烧结影响产品质量。
13.煅烧窑产生的烟气温度高，需要使用大量的一次水对尾气进行喷淋降温，吨钛白尾气喷淋水需求量达到6～9吨。降温后尾气再依次进行脱硫、脱硝、除尘处理，脱硫需使用碱性试剂对尾气中的硫化物进行中和处理，脱硝需使用氧化性试剂对尾气中的氮化物进行氧化处理。
14.因此，如何提高煅烧窑烟气固气分离效果，提高颗粒物回收率，同时对煅烧尾气进行余热回用、降低天燃气消耗，对煅烧尾气喷淋水进行优化、降低一次水消耗，对煅烧尾气脱硫脱硝试剂进行优化、降低生产成本；即提升煅烧烟气中的物料回收率、降低尾气处理成
本，是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

15.本实用新型的目的就在于为克服现有技术的不足而提供一种硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置。
16.本实用新型的目的是以下述技术方案实现的：
17.一种硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置，沿尾气流通方向依次包括静电除尘器、文丘里塔、一级脱硫塔、脱硝空塔、二级脱硫塔和等离子除尘器；
18.所述静电除尘器的进口端连接钛白煅烧设备的尾气出口，出口端还设有尾气回流管路；所述静电除尘器用于对尾气处理，去除尾气中的颗粒物，处理后的尾气一部分输送至所述文丘里塔，另一部分回流至所述钛白煅烧设备的燃烧室；
19.所述文丘里塔用于对所述静电除尘器处理后的尾气进行处理，进一步去除尾气中的颗粒物以及对煅烧尾气进行降温；
20.所述一级脱硫塔用于对所述文丘里塔处理后的尾气进行处理，去除尾气中的硫化物；
21.所述脱硝空塔用于对所述一级脱硫塔处理后的尾气进行处理，去除尾气中的氮化物；
22.所述二级脱硫塔用于对所述脱硝空塔处理后的尾气进行处理，进一步去除尾气中的硫化物；
23.所述等离子除尘器用于所述二级脱硫塔处理后的尾气进行处理，去除尾气中的废气污染物和颗粒物，所述等离子除尘器的出口端连接放空装置。
24.优选的，所述静电除尘器设有打浆槽，所述打浆槽连接有循环管路，用于冲洗所述静电除尘器的集尘板附着的颗粒物。
25.优选的，所述打浆槽还设有浆液回流管路，用于将冲洗后的循环水输送至钛白生产系统。
26.优选的，所述尾气回流管路上设有热风引风机。
27.优选的，所述文丘里塔设有喷淋水循环水池。
28.优选的，所述一级脱硫塔连接有电石泥输送管路以及喷淋水循环水池，塔内设有多层喷淋管。
29.优选的，所述脱硝空塔连接有亚氯酸钠输送管路以及喷淋水循环水池，塔内设有多层喷淋管。
30.优选的，所述二级脱硫塔连接有氢氧化钠输送管路以及喷淋水循环水池，塔内设有多层喷淋管。
31.优选的，所述放空装置为连接于所述等离子除尘器的出口端的尾气引风机。
32.优选的，所述等离子除尘器设有打浆槽，所述打浆槽连接有循环管路，用于冲洗所述等离子除尘器的集尘板附着的颗粒物；所述打浆槽还设有浆液回流管路，用于将冲洗后的循环水输送至钛白生产系统。
33.本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
34.1)将高温尾气先经过静电除尘器固气分离，并将部分初步净化后的热空气引入煅
烧设备燃烧室重新参与燃烧，减少新鲜冷空气的引入量，降低天然气单耗，同时降低燃烧室内气体的氧含量，降低氮氧化物产生量；
35.2)部分高温尾气经回用后，降低高温尾气处理量，降低文丘里塔喷淋水单耗，且使用硫酸法钛白生产过程中的一洗废水用于文丘里塔尾气喷淋，节约新鲜水；
36.3)高温尾气回用后，新鲜冷空气用量减少，降低燃烧室内气体的氧含量，降低氮氧化物产生量，降低尾气脱硝成本；
37.4)采用双碱法脱硫，使用电石泥悬浊液进行一次脱硫，吸收尾气中大部分二氧化硫，尾气中剩余二氧化硫用氢氧化钠溶液进行二次脱硫，较单独使用氢氧化钠脱硫效果好。
附图说明
38.图1是本技术提供的硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置的结构示意图；
39.其中，1-回转窑；2-打浆槽；3-静电除尘器；4-文丘里塔；5-一级脱硫塔；6-脱销空塔；7-二级脱硫塔；8-等离子除尘器；9-尾气引风机；10-热风引风机；11-尾气回流管路；12-浆液回流管路；13-电石泥输送管路；14-亚氯酸钠输送管路；15-氢氧化钠输送管路；16-燃烧室；17-一洗废水输送管路。
具体实施方式
40.本实用新型提供了一种硫酸法钛白煅烧尾气综合治理装置，如图1所示，沿尾气流通方向依次包括静电除尘器3、文丘里塔4、一级脱硫塔5、脱硝空塔6、二级脱硫塔7和等离子除尘器8。
41.静电除尘器的进口端连接钛白煅烧设备(如图1所示为回转窑1)的尾气出口，出口端还设有尾气回流管路11，尾气回流管路11的另一端连接钛白煅烧设备的燃烧室16。煅烧尾气首先进入静电除尘器，受静电除尘作用，去除尾气中的颗粒物，处理后的尾气一部分约60～70％输送至文丘里塔进行后续处理，另一部分约30～40％回流至钛白煅烧设备的燃烧室16，减少了新鲜冷空气的引入量，降低了天然气单耗。优选的，尾气回流管路11上设有用于输送尾气的热风引风机10。
42.优选的，静电除尘器耐高温，下部设有打浆槽2，打浆槽2连接有循环管路，用于冲洗静电除尘器的集尘板附着的颗粒物，附着在静电除尘器的固体经打浆槽内的循环水冲洗后进入打浆槽，煅烧尾气中除了硫化物、氮化物等杂质外，还含有一定量的钛白颗粒，被静电除尘器集尘板吸附，因此，将含有钛白颗粒的冲洗水经浆液回流管路12，返回生产系统，可对尾气中的钛白回收利用，节约生产成本。
43.经静电除尘器处理后的部分尾气进入文丘里塔4进一步处理，进一步去除尾气中的颗粒物以及对煅烧尾气进行降温(由大约400～500℃降至≤80℃)。优选的，文丘里塔设有喷淋水循环水池和一洗废水输送管路17；一洗废水输送管路17用于输送喷淋所用的一洗废水，一洗废水来源于硫酸法钛白生产过程中一次水洗产出的废水，一洗废水经微孔过滤设备去除悬浮物后用于文丘里塔尾气喷淋，既可吸收一定量的颗粒物，同时可以对尾气进行降温；文丘里塔循环水池水需定期外排置换，以保证文丘里塔出口尾气温度不大于80℃，喷淋水量单耗每吨钛白3～5m3。
44.文丘里塔4的尾气出口与一级脱硫塔5连通，用于对文丘里塔处理后的尾气处理，
去除尾气中的大部分硫化物。优选的，一级脱硫塔5连接有电石泥输送管路13以及喷淋水循环水池，电石泥输送管路13用于输送脱硫吸收剂电石泥。塔内设有多层喷淋管，进一步优选为3层喷淋管，每层喷淋管上设置12个喷淋头，喷淋头为螺栓喷淋头。一级脱硫塔使用循环水池中的电石泥悬浊液对一级脱硫塔内的尾气进行喷淋脱硫，电石泥悬浊液cao浓度8～13％，当一级脱硫塔循环池中电石泥悬浊液ph值＜7.0时，需外排置换。
45.一级脱硫塔5尾气出口与脱硝空塔6连通，脱硝空塔用于去除尾气中的氮化物。优选的，脱硝空塔连接有亚氯酸钠输送管路14以及喷淋水循环水池，亚氯酸钠输送管路14用于输送脱硝药剂亚氯酸钠。塔内设有多层喷淋管，进一步优选为两层喷淋管，每层喷淋管上设置12个喷淋头，喷淋头为螺栓喷淋头。脱硝空塔使用循环水池中的亚氯酸钠溶液对脱硝空塔内的尾气进行喷淋脱氮，亚氯酸钠溶液有效氯含量0.5～1.0％，经处理后脱硝空塔出口尾气中氮氧化物含量不大于40mg/m3；当脱硝空塔出口尾气氮氧化物含量大于35mg/m3时，脱硝空塔循环池中的亚氯酸钠溶液需外排置换。
46.脱硝空塔6尾气出口与二级脱硫塔7连通，二级脱硫塔用于对脱硝空塔处理后的尾气处理，进一步去除尾气中的硫化物。经一级脱硫塔脱硫后，尾气中仍含有少量的硫化物不能被去除，脱硝后有利于硫化物的进一步去除，因此，本技术在脱硝空塔后设置二次脱硫塔进一步脱硫。优选的，二级脱硫塔连接有氢氧化钠输送管路15以及喷淋水循环水池，氢氧化钠输送管路15用于输送二级脱硫塔的脱硫吸收剂氢氧化钠，在二级脱硫塔采用不同于一级脱硫塔的吸收剂，可提高脱硫效率。塔内设有多层喷淋管，进一步优选为三层喷淋管，每层喷淋管上设置12个喷淋头，喷淋头为螺栓喷淋头，二级脱硫塔使用循环水池中的氢氧化钠溶液对二级脱硫塔内的尾气进行喷淋脱硫，氢氧化钠溶液浓度8～16％，二级脱硫塔循环池中的氢氧化钠溶液ph值＜7.0时，二级脱硫塔循环池中的氢氧化钠溶液需外排置换；二级脱硫塔出口尾气二氧化硫含量不大于30mg/m3，温度不大于50℃。
47.二级脱硫塔7尾气出口与等离子除尘器8连通，等离子除尘器的出口端连接放空装置。等离子除尘器用于对二级脱硫塔处理后的尾气处理，本技术在装置最后，设置等离子除尘器，利用等离子除尘器可对污染物分解去除的特性，进一步去除尾气中的废气污染物和颗粒物，以确保尾气中的污染物含量符合外排标准。经等离子除尘器处理后的尾气可通过放空装置放空。优选的，放空装置为连接于等离子除尘器的出口端的尾气引风机9，尾气引风机与大气连通。设置尾气引风机既可以外排符合标准的空气，同时还可使尾气在上述处理设备之间顺利流通。
48.优选的，等离子除尘器与静电除尘器同样设有打浆槽、循环管路和浆液回流管路，也将冲洗后的循环水输送至钛白生产系统，提高钛白回收利用率。
49.工作时，回转窑1煅烧产出的尾气进入静电除尘器3进行固气分离，分离后附着在静电除尘器3上的固体经料浆打浆槽中的循环水冲洗后进入料浆打浆槽返回生产系统；静电除尘器3尾气出口管道中30～40％的尾气进入尾气回流管路11，经热风引风机10作用通过管道进入回转窑1燃烧室，减少了新鲜冷空气引入量，降低了天然气单耗，减少了高温尾气排放量；静电除尘器3出口管道中60～70％的尾气进入文丘里塔4，文丘里塔4下部设置循环水池，使用文丘里塔4下部循环水池中的一洗废水对文丘里塔4中的尾气进行喷淋降温，减少一次水消耗，保证文丘里塔4出口尾气温度不大于80℃；文丘里塔4出口尾气进入一级脱硫塔5，使用一级脱硫塔5下部循环池中的电石泥悬浊液对一级脱硫塔5中的尾气进行喷
淋脱硫，当一级脱硫塔循环水池中电石泥悬浊液ph值＜7.0时，需外排置换；使用价格低廉的电石泥悬浊液脱除一级脱硫塔5中的尾气大部分二氧化硫，降低尾气处理成本；一级脱硫塔5出口尾气进入脱硝空塔6，使用脱硝空塔6下部循环水池中的亚氯酸钠溶液对脱硝空塔6中的尾气进行喷淋脱硝，当脱硝空塔6出口尾气氮氧化物含量大于35mg/m3时，需外排置换；脱销空塔6出口尾气进入二级脱硫塔7，使用二级脱硫塔7下部循环水池中的氢氧化钠溶液对二级脱硫塔7中的尾气进行喷淋脱硫，当二级脱硫塔循环水池氢氧化钠溶液ph值＜7.0时，需外排置换；二级脱硫塔7出口尾气进入等离子除尘器8，等离子除尘器8中的尾气进行固气分离，附着在等离子除尘器8上的固体经料浆打浆槽中的循环水冲洗后进入料浆打浆槽返回生产系统；等离子除尘器8出口尾气进入尾气引风机9后外排至大气中。
50.因此，本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
51.本实用新型通过使用回风燃烧技术，将初步净化后的高温尾气引入煅烧设备燃烧室重新参与燃烧，减少新鲜冷空气引入量降低天然气单耗，同时降低燃烧室内气体的氧含量，降低氮氧化物产生量。另一方面采用双碱法进行尾气脱硫，使用电石泥悬浮液进行一级脱硫，吸收尾气中大部分二氧化硫，使用氢氧化钠溶液进行二级脱硫，吸收尾气中剩余的少部分二氧化硫，保证尾气二氧化硫含量达到排放标准指标要求。该技术的使用实现了节能、降耗、减污的目的，在硫酸法钛白生产领域具有重大意义。
52.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。