本发明设计一种炭黑尾气处理领域，具体为一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统。
背景技术：
目前炭黑生产过程产生的尾气一部分除了用于炭黑干燥外，大部分输送至尾气发电锅炉燃烧产生蒸汽用于发电，随着国家环保治理措施的加强，燃烧后的烟气需进行脱硫脱硝控制粉尘含量达到超低标准后进行排放，传统脱硫工艺为石灰石-石膏法湿法脱硫，该脱硫工艺以技术成熟，脱硫效率高目前在火电厂锅炉中广泛使用，炭黑尾气发电锅炉也大量使用该工艺进行脱硫处理，炭黑尾气发电锅炉产生的烟气，先经过脱硝处理，再由引风机通过烟道送入脱硫区域内，经烟气冷却(喷水)，正压进入脱硫塔。烟气经喷淋、吸收so2等酸性气体并由相应除雾器脱水除雾除尘后，出脱硫塔进入烟囱排放。炭黑尾气属于炭黑生产过程中产生的废气，含有一定的可燃气体比如：co、h2、gh4、cmhn,热值偏低，约650kcal/nm3,炭黑尾气中含水率较高，根据炭黑生产品种不同含水不同约在30-40％(体积比)左右；因此造成尾气在锅炉中燃烧后的烟气体积较大，排烟损失较大(锅炉的排烟温度设计一般在180±10℃，同时因为控制氮氧化物生成选择的低氮燃烧器和烟气再循环法，造成锅炉的排烟温度还会略有提高)，锅炉的热效率较低，一般设计锅炉效率约在83％，同时造成进行石灰石湿法脱硫的液气比选择时，浆液量选择较大，提高了湿法脱硫的运行成本，特别是运行电耗成本。
炭黑尾气石灰石湿法脱硫系统中，为了保持浆液的溶解能力和脱硫效率，同时保证脱硫产物石膏的品质，需要排放一定量的脱硫废水，补充新鲜的水质，维持脱硫浆液系统的离子平衡，使脱硫系统在效率最高、成本最低的情况下运行。
脱硫废水是弱酸性的高盐废水，处理工艺的主要针对物质是ph值超标相关物、悬浮物、重金属离子。处理工艺主要采用了沉淀池混凝沉淀工艺处理，处理后的废水送至炭黑线急冷用，但废水中悬浮含量较高，对炭黑的品质造成一定的影响。
此外集团下子公司太原黑猫炭黑有限责任公司2019年申请专利号201910752296.5或多或少也公开了本专利的某些内容，但是其本质和本申请专利并不相同。
技术实现要素：
为了解决背景技术中存在的问题，本发明根据炭黑尾气的热值低、含水量大的燃料特点，提供一种炭黑尾气的脱硫及排水处理的系统，其中包括锅炉烟气的湿法脱硫系统，脱硫药剂的制备系统、脱硫产物脱水系统及脱硫废水处理系统。
本发明采用的技术方案如下：一种炭黑尾气的脱硫及排水处理的系统，主要包括引风机、低温省煤器、脱硫塔、沉淀池、混凝沉淀澄清箱、程控压滤机、出水箱；其特征在于：锅炉烟气出口处通过管道连接引风机，引风机通过管道连接低温省煤器，低温省煤器通过管道连接脱硫塔，脱硫塔通过管道连接沉淀池，沉淀池后接混凝沉淀澄清箱，混凝沉淀澄清箱连接程控压滤机，程控压滤机连接出水箱。
本发明进一步所述，低温省煤器即为一组换热介质为除氧器补充水的除盐水换热器，低温省煤器设置为两段，高温段材质为2205不锈钢(为了防止酸腐蚀，同时为了提高换热系数)，低温段为氟塑料材质(主要为防止酸腐蚀)；锅炉烟气同水的换热方向设计为顺流，即低温省煤器的进水口为低温省煤器烟气的入口。
本发明进一步所述，高温段温度为140℃以上，低温段温度为120℃以下。
本发明进一步所述，低温省煤器设置有旁路。
本发明进一步所述，混凝沉淀澄清箱外部设四个端口，上端部分为一个进口一个出口，下端部分为二个排泥出口；内部增加若干折流板，水流沿横“s”方向流动。
本发明进一步所述，混凝沉淀澄清箱处理后的水流一端连接程控压滤机，另外一端回流连接到沉淀池。
本发明进一步所述，出水箱通过管道连接冷却塔。
本发明进一步所述，程控压滤机排出的污泥外接另一管道，外运排出。
本发明进一步所述，在沉淀池旁设有盐酸加药箱和石灰乳加药箱，在混凝沉淀澄清箱旁设有有机硫加药箱和混凝剂加药箱，其中盐酸加药箱和石灰乳加药箱和沉淀池连接沉淀池，其中有机硫加药箱和混凝剂加药箱连接混凝沉淀澄清箱。
本发明的优点是：设计一套降低石灰石湿法脱硫的运行成本，提高脱硫效率并通过热能循环利用提高锅炉效率的工艺，同时根据脱硫废水浊度高，重金属离子高的特点，设计一套混凝沉淀一体的装置，同时配置程控滤布机处理干净的废水用于发电循环冷却水补充水，降低循环水ph值，防止循环水系统结垢的循环利用装置。
附图说明
图1为本发明系统工艺流程示意图。
图2为混凝沉淀澄清装置内部结构示意图。
在图中，引风机1、低温省煤器2、脱硫塔3、沉淀池4、混凝沉淀澄清箱5、程控压滤机6、出水箱7，冷却塔8。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明是这样来工作和实施的，一种炭黑尾气的脱硫及排水处理的系统，主要包括引风机1、低温省煤器2、脱硫塔3、沉淀池4、混凝沉淀澄清箱5、程控压滤机6、出水箱7；其特征在于：锅炉烟气出口处通过管道连接引风机1，引风机1通过管道连接低温省煤器2，低温省煤器2通过管道连接脱硫塔3，脱硫塔3通过管道连接沉淀池4，沉淀池4后接混凝沉淀澄清箱5，混凝沉淀澄清箱5处理后的水流一端连接程控压滤机6，另外一端回流连接到沉淀池4，程控压滤机6连接出水箱7，出水箱7通过管道连接冷却塔8，程控压滤机6排出的污泥外接另一管道，外运排出。
本发明进一步所述，在烟气入脱硫塔前设置低温省煤器，通过换热降低入塔烟气温度，改变传统喷水降温粗放式工艺，既提高锅炉效率，又降低脱硫运行成本。在锅炉烟气出口处装置一组换热介质为除氧器补充水的除盐水换热器即低温省煤器，通过与锅炉出口180℃以上烟气进行换热，将进脱硫塔烟气温度降至120℃，提高了锅炉的效率，减少了除氧器用汽量，同时减少入塔的烟气量，在脱硫塔浆液量不变的情况下，增大了脱硫塔的液气比，提高了脱硫塔的脱硫效率，同时可根据脱硫效率，控制液气比在最佳运行范围内，即可控制循环浆液泵投运的数量，节省了脱硫塔的运行电耗。
为了防止锅炉烟气在一定温度下so2的酸露的腐蚀，低温省煤器设置为两段，高温段(140℃以上)材质为2205不锈钢，低温段(120℃以下)为氟塑料材质；同时锅炉烟气同水的换热方向设计为顺流，即低温省煤器的进水口为低温省煤器烟气的入口，烟气同水的流向为同向，这样设计的优点在于：2205不锈钢的换热系数大于氟塑料，因此在烟气温度较高且水温较低时换热效果明显，且烟气温度还没有降至酸露点以下，可提高材料的使用寿命，因氟塑料耐酸腐蚀能力较强，低温段用氟塑料可有效预防酸的腐蚀，同时氟塑料的换热系数较低，因此换热效果上只承担整体换热的三分之一左右；同时增加低温省煤器旁路，可根据锅炉负荷不同，既排烟温度的不同，调节低温省煤器的换热水量，控制系统的整体热平衡，保证系统的安全长期运行。
本发明进一步所述，在传统废水处理工艺沉淀池后增加混凝沉淀澄清箱一体的废水处理装置，同时设计该装置的内部结构，通过水的变向流动，控制流速等相关技术控制，使脱硫废水的处理技术更加有效果。180℃左右的炭黑尾气锅炉烟气通过引风机1送入低温省煤器2中进行烟气余热利用，烟气温度降至120℃后通过管道送入脱硫塔3中进行脱硫处理达标后通过烟囱排放，脱硫后的废水送入沉定池4中进行初步固液分离，使脱硫废水中的石膏及混合物初步分离，使含有小颗粒的悬浮物的废水送入混凝沉淀箱5中，混凝沉淀箱集中和、沉降、絮凝三联为一体的装置，通过添加一定量的絮凝剂、有机硫剂、助凝剂及ph调节剂，去除废水中相应的悬浮物和重金属离子等，稍干净的废水送入程控压滤机6中用物理的方法进行精固液分离，使出水悬浮物低于自来水标准后送入出水箱汇集后在送入冷却塔中使用。
脱硫系统的废水经过沉淀池简单处理后，将废水中含颗粒大的石膏混合物截留，含细小颗粒的石膏混合物及各种离子随水流至混凝沉淀澄清箱中，在废水进入该装置前，系统加入调节ph值的药剂，控制废水在弱碱性，利于废水中重金属离子的络合和沉定，同时通过混凝沉淀澄清箱装置的内部设计，提供水中离子反应的时间和空间。
本发明进一步所述，通过在混凝沉淀澄清箱一体的废水处理装置中增加折流板，改变水的流向，使水流沿横“s”方向流动，便于各药剂同废水中离子的反应，同时便于悬浮固体物沉淀沉积，同时底部增加高压冲洗水，可通过高速水流将装置底部沉积物排出，不致堵塞。
本发明进一步所述，为了保证脱硫系统废水的洁净度，增加一台程控滤布机，通过物理方式，将水中的悬浮固体截留，使出水透明干净。为了保证出水的洁净度，增加物理方式的程控滤布机，通过将水加压通过超密滤布，截留水中悬浮固体，使洁净水分子通过滤布，同时通过高压水反洗滤布，使滤布可反复使用。
本发明的工作原理是，高温炭黑尾气锅炉烟气通过引风机送至石灰石湿法脱硫塔脱硫，通过两者中间的低温省煤器进行换热降温，将烟气温度由180℃冷却至120℃左右，换热除盐水由40℃加热至70℃；根据理想气体方程，降温的烟气入塔时因体积缩小，流量变小，根据湿法脱硫塔设计的液气比，因气体流量变小，液体流量也将变小，因此可通过减少循环浆液泵的数量控制液气比恒定，可达到节电的效果。同时因烟气温度的降低，烟气中一部分so2被带到冷凝水中，入塔的烟气中的so2含量将会降低，减少石灰石的用量，低温省煤器的冷凝水通过简单过滤处理后，呈酸性的水可直接送至发电循环冷却塔既可进行补充水用，又可调节循环冷却塔水中的ph值；脱硫废水经过沉淀池初步处理后，通过自主设计的混凝沉淀澄清箱进行废水的进一步处理，通过加入相应的药剂，使废水中的重金属离子络合沉定，同时使废水中的悬浮固体絮凝沉降，使出水澄清，同时在混凝沉淀澄清箱后增加程控滤布机，利用物理的方法，使混凝沉淀澄清箱后的出水在高压情况下通过超密的滤布，进一步的截留水中的悬浮固体，处理过后的洁净水可用于炭黑急冷和发电循环冷却水，达到了水资源的循环综合利用效果。
1.一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，主要包括引风机、低温省煤器、脱硫塔、沉淀池、混凝沉淀澄清箱、程控压滤机、出水箱；其特征在于：锅炉烟气出口处通过管道连接引风机，引风机通过管道连接低温省煤器，低温省煤器通过管道连接脱硫塔，脱硫塔通过管道连接沉淀池，沉淀池后接混凝沉淀澄清箱，混凝沉淀澄清箱连接程控压滤机，程控压滤机连接出水箱。
2.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：低温省煤器即为一组换热介质为除氧器补充水的除盐水换热器，低温省煤器设置为两段，高温段材质为2205不锈钢，低温段为氟塑料材质；锅炉烟气同水的换热方向设计为顺流，即低温省煤器的进水口为低温省煤器烟气的入口。
3.根据权利要求2所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：高温段温度为140℃以上，低温段温度为120℃以下。
4.根据权利要求2所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：低温省煤器设置有旁路。
5.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：混凝沉淀澄清箱外部设四个端口，上端部分为一个进口一个出口，下端部分为二个排泥出口；内部增加若干折流板，水流沿横“s”方向流动。
6.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：混凝沉淀澄清箱处理后的水流一端连接程控压滤机，另外一端回流连接到沉淀池。
7.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：出水箱通过管道连接冷却塔。
8.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：程控压滤机排出的污泥外接另一管道，外运排出。
9.根据权利要求1所述的一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的系统，其特征在于：在沉淀池旁设有盐酸加药箱和石灰乳加药箱，在混凝沉淀澄清箱旁设有有机硫加药箱和混凝剂加药箱，其中盐酸加药箱和石灰乳加药箱和沉淀池连接沉淀池，其中有机硫加药箱和混凝剂加药箱连接混凝沉淀澄清箱。
技术总结