碱渣废液预处理装置

272 编辑：中冶有色技术网来源：山东科技大学

2023-12-04 10:32:11

权利要求书： 1.一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：包括转化反应池，在转化反应池的一侧上部设置有碱渣废液给料管，在碱渣废液给料管上设置有第一控制阀门；

在转化反应池的内部设置有用于布置CO2和NH3的混合气管，在混合气管上间隔设置有混合气喷嘴，在混合气管的端部设置有第二控制阀门；

在转化反应池的另一侧上部设置有预处理液出料管；

在转化反应池的顶部设置有密封盖体，密封盖体和转化反应池之间形成密闭腔室，在密封盖体上设置有废气收集口。

2.根据权利要求1所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：所述转化反应池呈长方体状，所述混合气管包括若干条布气管单体，所有布气管单体均沿转化反应池的长度方向间隔布置，且每条布气管单体均沿转化反应池宽度方向的侧壁和下部布设；相邻布气管单体之间通过输送气管连通，输送气管的伸展方向与每条布气管单体所处于的平面垂直。

3.根据权利要求2所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：所述布气管单体设置

5～20条；每条布气管单体上间隔布置10～30个混合气喷嘴。

4.根据权利要求1所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：在转化反应池的底部还设置有相连通的沉淀物收集腔，所述沉淀物收集腔的截面呈锥形。

5.根据权利要求1所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：所述预处理液出料管连通卧式螺旋离心机的进料口，卧式螺旋离心机的浓缩液出口连接板框压滤机和/或流化床干燥器，卧式螺旋离心机的清液出口连接转化反应池或蒸氨釜。

6.根据权利要求5所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：所述卧式螺旋离心机设置两个，分别为第一卧式螺旋离心机和第二卧式螺旋离心机；所述预处理液出料管连通第一卧式螺旋离心机的进料口，第一卧式螺旋离心机的浓缩液出料口通过第一浓缩液出料管连通第二卧式螺旋离心机的进料口，第一卧式螺旋离心机的清液出口通过第一清液出料管与转化反应池或蒸氨釜连接；

第二卧式螺旋离心机的浓缩液出料口通过第二浓缩液出料管连通流化床干燥器，第二卧式螺旋离心机的清液出口通过第二清液出料管与预处理液出料管连通。

7.根据权利要求1所述的一种碱渣废液预处理装置，其特征在于：所述转化反应池的内部还设置有换热管段，所述换热管段呈蛇形布置，在换热管段中通入有冷却水。

说明书：一种碱渣废液预处理装置技术领域[0001] 本实用新型涉及碱渣废液处理领域，具体地说是涉及一种氨碱法碱渣废液的预处理装置。背景技术[0002] 纯碱是玻璃、制皂、纺织、造纸、石油化工等诸多行业的重要原料，其产量在一定程度上反映了一个国家化学工业的发展水平。2016年以来我国纯碱产量一直维持在2500万吨以上，其中采用氨碱法生产纯碱的比例达到60％以上。氨碱法以石灰石、海盐、氨等为主要原料，具有原料易得、生产工艺简单、产品质量好以及能够大规模连续生产等优点，但由于原料利用率低，生产过程中的蒸氨环节不可避免的产生大量含CaCl2、NaCl、CaCO3、CaSO4和3

SiO2等成分的碱渣废液。据统计，每生产1吨纯碱即要排放10m的碱渣废液，其中所含干基碱渣可达0.3～0.6吨。目前，碱渣废液的处置大多仍采用筑坝堆存的方式进行，废液经自然澄清后上层清液排海，干基碱渣就地堆存。该法不仅占用大量土地资源，碱渣中所含的氯离子和碱性物质也会对周边环境造成严重影响，同时造成了巨大的资源浪费，严重制约着纯碱企业的可持续发展。

实用新型内容

[0003] 基于上述技术问题，本实用新型提出一种碱渣废液预处理装置。[0004] 本实用新型所采用的技术解决方案是：[0005] 一种碱渣废液预处理装置，包括转化反应池，在转化反应池的一侧上部设置有碱渣废液给料管，在碱渣废液给料管上设置有第一控制阀门；[0006] 在转化反应池的内部设置有用于布置CO2和NH3的混合气管，在混合气管上间隔设置有混合气喷嘴，在混合气管的端部设置有第二控制阀门；[0007] 在转化反应池的另一侧上部设置有预处理液出料管；[0008] 在转化反应池的顶部设置有密封盖体，密封盖体和转化反应池之间形成密闭腔室，在密封盖体上设置有废气收集口。[0009] 优选的，所述转化反应池呈长方体状，所述混合气管包括若干条布气管单体，所有布气管单体均沿转化反应池的长度方向间隔布置，且每条布气管单体均沿转化反应池宽度方向的侧壁和下部布设；相邻布气管单体之间通过输送气管连通，输送气管的伸展方向与每条布气管单体所处于的平面垂直。[0010] 优选的，所述布气管单体设置5～20条；每条布气管单体上间隔布置10～30个混合气喷嘴。[0011] 优选的，在转化反应池的底部还设置有相连通的沉淀物收集腔，所述沉淀物收集腔的截面呈锥形。[0012] 优选的，所述预处理液出料管连通卧式螺旋离心机的进料口，卧式螺旋离心机的浓缩液出口连接板框压滤机和/或流化床干燥器，卧式螺旋离心机的清液出口连接转化反应池或蒸氨釜。[0013] 优选的，所述卧式螺旋离心机设置两个，分别为第一卧式螺旋离心机和第二卧式螺旋离心机；所述预处理液出料管连通第一卧式螺旋离心机的进料口，第一卧式螺旋离心机的浓缩液出料口通过第一浓缩液出料管连通第二卧式螺旋离心机的进料口，第一卧式螺旋离心机的清液出口通过第一清液出料管与转化反应池或蒸氨釜连接；[0014] 第二卧式螺旋离心机的浓缩液出料口通过第二浓缩液出料管连通流化床干燥器，第二卧式螺旋离心机的清液出口通过第二清液出料管与预处理液出料管连通。[0015] 优选的，所述转化反应池的内部还设置有换热管段，所述换热管段呈蛇形布置，在换热管段中通入有冷却水。[0016] 本实用新型的有益技术效果是：[0017] (1)本实用新型在转化反应池中通入CO2和NH3的混合气，可将Ca2+沉淀为CaCO3，以进行回收利用，尽可能避免资源浪费。[0018] (2)本实用新型通过对混合气管，及其上混合气喷嘴的布置，可在实现均匀布气的同时还能起到良好的气力混合作用。[0019] (3)本实用新型在沉淀出Ca2+后，可进一步采用卧式螺旋离心机对预处理后的碱渣? ?液进行洗涤，以降低残留Cl含量，解决Cl含量过高影响碱渣资源化利用的行业共性难题，且保证洗涤效果的同时还可大大减少洗涤水的用量。

[0020] (4)本实用新型将通过卧式螺旋离心机洗涤后的浓缩液输送至流化床干燥器进行?干燥，以便于残留的NH4Cl分解挥发，可进一步降低物料的Cl含量。

附图说明[0021] 下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：[0022] 图1为本实用新型中转化反应池一种实施方式的结构原理示意图；[0023] 图2为图1的俯视结构原理示意图；[0024] 图3为本实用新型中转化反应池另一种实施方式的结构原理示意图；[0025] 图4为本实用新型预处理装置一种实施方式的结构原理示意图；[0026] 图5为本实用新型预处理装置另一种实施方式的结构原理示意图。具体实施方式[0027] 结合附图，一种碱渣废液预处理装置，包括转化反应池1，在转化反应池1的一侧上部设置有碱渣废液给料管2，在碱渣废液给料管2上设置有第一控制阀门3。在转化反应池1的内部设置有用于布置CO2和NH3的混合气管4，在混合气管4上间隔设置有混合气喷嘴5，在混合气管4的端部设置有第二控制阀门6。在转化反应池1的另一侧上部设置有预处理液出料管7。在转化反应池1的顶部设置有密封盖体8，密封盖体8和转化反应池1之间形成密闭腔室9，在密封盖体8上设置有废气收集口10。[0028] 本实用新型通过在转化反应池中通入CO2和NH3的混合气，可将Ca2+沉淀为CaCO3，以进行回收利用，尽可能避免资源浪费，同时也方便了后续处理。[0029] 进一步的，如图2所示，所述转化反应池1呈长方体状，所述混合气管4包括若干条布气管单体401，所有布气管单体401均沿转化反应池的长度方向间隔布置，且每条布气管单体均沿转化反应池宽度方向的侧壁和下部布设。相邻布气管单体401之间通过输送气管402连通，输送气管402的伸展方向与每条布气管单体所处于的平面垂直。所述布气管单体

401设置5～20条；每条布气管单体上间隔布置10～30个混合气喷嘴5。本实用新型通过对混合气管，及其上混合气喷嘴的合理布置，可在实现均匀布气的同时还能起到良好的气力混合作用，增强钙离子沉淀效果。

[0030] 更进一步的，如图3所示，在转化反应池1的底部还设置有相连通的沉淀物收集腔11，所述沉淀物收集腔11的截面呈锥形。通过沉淀物收集腔的设置，方便了碳酸钙沉淀的收集和排出，如可进一步在沉淀物收集腔的内部设置螺旋输送装置等，以定期将碳酸钙沉淀排出。

[0031] 进一步的，如图4所示，所述预处理液出料管还连通卧式螺旋离心机的进料口，卧式螺旋离心机的浓缩液出口连接流化床干燥器12，卧式螺旋离心机的清液出口连接转化反应池或蒸氨釜。[0032] 更进一步的，如图5所示，所述卧式螺旋离心机设置两个，分别为第一卧式螺旋离心机13和第二卧式螺旋离心机14。所述预处理液出料管连通第一卧式螺旋离心机13的进料口，第一卧式螺旋离心机的浓缩液出料口通过第一浓缩液出料管15连通第二卧式螺旋离心机14的进料口，第一卧式螺旋离心机的清液出口通过第一清液出料管16与转化反应池或蒸氨釜连接。第二卧式螺旋离心机14的浓缩液出料口通过第二浓缩液出料管17连通流化床干燥器12，第二卧式螺旋离心机的清液出口通过第二清液出料管18与预处理液出料管连通。[0033] 本实用新型在沉淀出Ca2+后，可进一步采用卧式螺旋离心机对预处理后的碱渣液? ?进行洗涤，以降低残留Cl含量，解决Cl含量过高影响碱渣资源化利用的行业共性难题，且卧式螺旋离心机可设置多个，以进行多级洗涤，保证洗涤效果的同时还可大大减少洗涤水的用量。另外，本实用新型将通过卧式螺旋离心机洗涤后的浓缩液输送至流化床干燥器12?

进行干燥，以便于残留的NH4Cl分解挥发，可进一步降低物料的Cl含量。

[0034] 上述转化反应池的内部还可进一步设置有换热管段19，所述换热管段19呈蛇形布置，在换热管段中通入有冷却水，以对碱渣废液进行降温。[0035] 下面对本实用新型进行氨碱法碱渣废液处理的工艺流程进行进一步说明：[0036] 1.碱渣废液的冷却和转化[0037] (1)碱渣废液冷却[0038] 从蒸氨釜中排出的碱渣废液温度较高，经由碱渣废液给料管进入转化反应池中，与换热管段中通入的冷却水进行换热，以对碱渣废液进行降温。碱渣废液在转化反应池中的停留时间与废液流量和反应池容积大小有关，一般为5～20min。[0039][0040] (2)碱渣废液中CaCl2的转化[0041] 1)转化方式和转化剂来源[0042] 为了实现碱渣废液中残留CaCl2的回收利用，以纯碱生产过程中重碱煅烧和母液2+

蒸氨预热段产生的CO2和NH3作为Ca 转化剂，将碱渣废液中的CaCl2全部转化为CaCO3沉降出来。沉降出来的CaCO3，经除杂、粉磨后可制备成高附加值的轻质碳酸钙，作为无机填料在涂料、油墨、橡胶等行业应用。

[0043] 2)CO2和NH3混合气输送[0044] CO2和NH3经压缩后由混合气管给入转化反应池中。为了提高碱渣废液中CaCl2的转化速率，在冷却转化反应池的侧壁和底部均匀布置多条连通的混合气管布气管单体，每条布气管单体上间隔一定距离均匀布置混合气喷嘴(根据管道长度可为10～30个)，实现均匀布气的同时还能起到良好的气力混合作用。[0045] 3)CO2和NH3混合气流量控制[0046] 为了保证碱渣废液中CaCl2的高效和完全转化，CO2和NH3混合气的流量由混合气管上附带的第二控制阀门进行控制，碱渣废液的加入量通过第一控制阀门进行控制。混合气折合成摩尔量后的加入剂量为碱渣废液中CaCl2摩尔量的1.05～1.15倍。[0047] 4)废气回收[0048] 转化反应池的上方为密封结构，未反应的CO2和NH3混合气由废气收集口排出后用于盐水的精制或吸氨过程，实现CO2和NH3混合气的循环利用。[0049] 2.冷却转化后碱渣废液的洗涤[0050] 冷却转化后的碱渣废液由转化反应池的碱渣废液出料管排出，进入卧式螺旋离心机进行洗涤。[0051] 在沉淀出Ca2+后，进一步采用卧式螺旋离心机对预处理后的碱渣液进行洗涤，以降? ?低残留Cl含量，解决Cl含量过高影响碱渣资源化利用的行业共性难题，且卧式螺旋离心机可设置多个，以进行多级洗涤，保证洗涤效果的同时还可大大减少洗涤水的用量。

[0052] 3.洗涤后碱渣废液的干燥/脱水[0053] 卧式螺旋离心机的浓缩液由浓缩液出料管进入流化床干燥器进行高温干燥，干燥?温度控制在130℃～160℃，便于残留的NH4Cl分解挥发，可进一步降低物料的Cl含量。

[0054] 上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。[0055] 当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本实用新型的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。