焦化脫硫廢液噴霧干燥工藝研究.pdf

1、針對目前焦化脫硫廢液傳統(tǒng)處理技術(shù)，如配煤法、高溫裂解法、制酸法、提鹽法等都存在工藝流程復(fù)雜、能源消耗大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、生產(chǎn)不能連續(xù)化、造成二次污染等問題，對于脫硫廢液的高效、綠色無害化處理技術(shù)迫在眉睫。本文提出采用噴霧干燥處理焦化脫硫廢液工藝技術(shù)，通過以YC-015型噴霧干燥器為主體設(shè)備，以碳酸鈉和氨為堿源的脫硫廢液為研究對象。根據(jù)氣流式噴霧干燥過程理論，對噴霧干燥器的性能進(jìn)行研究，構(gòu)建噴霧干燥過程動力學(xué)模型，研究過程中的粘璧現(xiàn)象和最佳

2、工藝。主要研究成果如下:
　　(1)氣流式噴霧干燥過程理論與粘璧現(xiàn)象:噴霧干燥過程可分為料液霧化和霧滴的干燥兩個階段，其中料液的霧化階段決定最終產(chǎn)品的質(zhì)量，是噴霧干燥的核心。料液的霧化是靠氣液之間的相對速度實(shí)現(xiàn)的，得到的霧滴較細(xì)。氣流式噴霧干燥塔由于中也增加了輔助空氣，且氣液相對速度較大，但霧化角較小，故噴射霧滴噴射的距離巧長，粘壁位置相比于其他兩種偏下。
　　(2)YC-015型噴霧干燥器的性能研究:通過對不同條件下的噴霧

3、干燥器預(yù)熱，最短的預(yù)熱時間為30min。單因素條件下，隨著進(jìn)氣溫度的升高，出風(fēng)溫度升高;隨著進(jìn)氣體積流量的的增加，出風(fēng)溫度呈線性增加;隨著物料進(jìn)料量的增加，出風(fēng)溫度呈線性減小，料進(jìn)料量在400-600mL h-1之間選擇較為適宜;進(jìn)風(fēng)壓力在0.2-0.3Mpa條件下，進(jìn)風(fēng)壓力對出風(fēng)溫度影響甚微，在0.1Mpa和0.15Mpa條件下，由于空氣壓縮機(jī)處于間歇性工作，從而使霧化器的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致出風(fēng)溫度的不穩(wěn)定。進(jìn)氣體積流量對出風(fēng)溫

4、度的影響最大，其次是進(jìn)風(fēng)溫度，而物料進(jìn)料量最小。通過響應(yīng)曲面試驗數(shù)據(jù)分析，得出標(biāo)準(zhǔn)回歸模型為出風(fēng)溫度T=90.80+7.13A+7.25B-1.63C，該模型能夠很好的預(yù)測出風(fēng)溫度。
　　(3)噴霧干燥過程動力學(xué)模型:通過對武鋼燃?xì)鈴S脫硫廢液噴霧干燥過程出風(fēng)溫度的研究，構(gòu)建了噴霧干燥過程動力學(xué)的模型。根據(jù)試驗結(jié)果，以進(jìn)氣溫度、出風(fēng)溫度為研究對象，對粗鹽的含水率數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸擬合，得到其函數(shù)模型為含水率MC=1E+10△Tm-4.

5、381。在溫度范圍內(nèi)，通過驗證試驗可知脫硫廢液噴霧干燥后得到的粗鹽的含水率符合模型。起初，隨著溫度的升高，含水率呈現(xiàn)快速下降的趨勢，當(dāng)△Tm增加到151時，對應(yīng)進(jìn)氣溫度（T進(jìn)）215℃，出風(fēng)溫度（T出）102℃，此時的含水率降低變緩并慢慢趨于穩(wěn)定。
　　(4)以碳酸鈉為堿源的脫硫廢液:脫色預(yù)處理的最佳條件為脫色時間為2小時，活性炭添加量為每300ml脫硫廢液添加12g活性炭。噴霧干燥過程最佳工藝條件為:進(jìn)氣溫度200℃，物料進(jìn)料量

6、400mL/h，進(jìn)氣體積流量6m3/min，進(jìn)風(fēng)壓力0.3MPa。粗鹽含水率為3.70％、堆積密度為2.83g/mL以及休止角為27°。粗鹽的含水率低而且極易于流動，不粘著，十分有利于焚燒爐中焚燒制酸或外銷。粗鹽具有很強(qiáng)的復(fù)吸水性，易吸水結(jié)塊，且有很強(qiáng)的腐蝕性。焦化脫硫廢液的COD去除率為97.37％，冷凝液中固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原液的31.5％降至1.19％，粗鹽的提出率達(dá)96.5％，冷凝液可回用于脫硫系統(tǒng)。焦化脫硫廢液噴霧干燥過程中部

7、分鹵素物質(zhì)和含氮物質(zhì)會以氣態(tài)形式揮發(fā)出來并和微量的粗鹽顆粒一同被尾氣吸裝置吸收，其中HCl的揮發(fā)量最大，達(dá)到87.7mg/L。
　　(5)以氨為堿源的脫硫廢液:最佳工藝條件為:進(jìn)氣溫度180℃，物料進(jìn)料量400mL/h，進(jìn)氣體積流量5m3/min，進(jìn)風(fēng)壓力0.3MPa。出風(fēng)溫度在80-85℃范圍內(nèi)。粗鹽具有很強(qiáng)的復(fù)吸水性，冶鋼的粗鹽復(fù)吸水率略低于武鋼的粗鹽。焦化脫硫廢液的COD去除率為95.44％，冷凝液中固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原液的