专利名称：一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固体废物处理装置，具体地说，涉及一种釆 用加热萃取、降温结晶的处理装置从生物脱硫污泥中回收和提纯髙纯 度的单质硫。
背景技术：
二氧化硫是电厂烟气中的主要污染物，也是形成酸雨的主要物
质。烟气生物脱硫是近年来出现的一种空气污染控制技术。2006年， 我国建成了首套烟气生物脱硫示范线，并投入运行。
烟气经电除尘后送至碱液洗涤塔。烟气中的二氧化硫在洗涤塔内 被碱液吸收，随后吸收了二氧化硫的碱液被送入生物处理系统。在生 物处理系统中，二氧化硫在微生物的作用下转化为单质硫。单质硫与 生物处理系统中的其它固体杂质经过絮凝、沉淀后，以污泥的形式排 出生物处理系统。污泥经过离心脱水或板框压滤后得到含水率60 ~ 80%的泥饼，污泥的固体成分包括40~70%的单质硫，其它成分为烟
气中的灰分、絮凝剂和生物质等。烟气生物脱硫可以有效的减少电厂 排放的二氧化硫量，但同时也产生了一个新的问题，即烟气生物脱硫
污泥的处理和处置。
单质硫是一种重要的化工原材料，但是由于生物脱硫污泥中的单 质硫纯度不高，难以提纯和加工。因此，生物脱硫污泥的价值不高， 主要被作为固体废物处理。
但是，我国是一个硫资源匮乏的国家，每年需要进口200万吨以 上的硫磺。因此，从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯高纯度的单质硫 有着十分重要的实际意义。但由于烟气生物脱硫的工程应用在国内是 一个较新的课题，对生物脱硫污泥的处理还没有很好的办法，目前尚 未见合适的从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的方法报道。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决脱硫污泥回收和提纯难的问题，提供一 种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的装置，其具有较高的单
质硫回收率(>90%)，且获得的单质硫纯度高(>98%),萃取剂可循 环使用，消耗量小，经济可行，可以实现废弃物资源化、无害化和高 值化。
为了实现本实用新型目的，本实用新型的一种从烟气生物脱硫污 泥中回收和提纯单质硫的装置，包括具有原料口、补料口和两个出料 口的第一反应釜，具有进料口、两个出料口的分离装置，具有进料口、 排污口和回收口的回收装置，具有进料口和出料口的第二反应釜，具 有进口和两个出口的离心装置，具有进口和单质硫出口的清洗干燥
器，所述第一反应釜的其中一出料口与所述分离装置的进料口相连， 另一出料口与所述回收装置的进料口相连，所述分离装置的其中一个
出口与所述回收装置的进口相连，另 一出口与所述第二反应釜的进料 口相连，所述回收装置的回收口与所述第一反应釜的补料口相连，所 述第二反应釜的出料口与所述离心装置的进口相连，所述离心装置的 其中一个出口与所述第一反应釜的补料口相连，所述离心装置的另一 出口与所述清洗干燥器的进口相连。
其中，第一反应釜、分离装置、回收装置、第二反应釜、离心装 置和清洗干燥器各部分之间均通过管线相连。
所述第一反应釜内设有搅拌器。搅拌器可以为桨式、框式、涡轮 式或推进式。
所述分离装置为保温过滤装置或保温离心装置。
所述保温过滤装置一般设置有两道过滤装置粗过滤和精过滤。 粗过滤优选保温加压过滤机，精过滤优选保温微孔过滤机。
所述保温离心装置优选保温离心分离机。
所述回收装置为快速旋转闪蒸干燥机。
所述离心装置为密封离心分离机。釆用本实用新型装置从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫， 其方法包括如下步骤
1 )先将烟气生物脱硫污泥以离心或板框压滤浓缩处理成60
80%的含硫泥饼；
2) 然后将泥饼与萃取剂以质量比为1:5-1:15在第一反应釜中进 行混合，并加热至80~ IO(TC,萃取时间为10 30 min，静置后釆用 过滤或离心分离污泥和含硫的萃取剂溶液；
3) 最后将含硫的萃取剂溶液去除杂质后，进行冷却结晶、清洗 和干燥得单质硫，剩余的饱和含硫萃取剂溶液进入步骤2)进行再萃 取处理。
所使用的萃取剂优选选自卤代烃、烷基或芳基二硫化物、或烷基 萘与液体石油烃的混合物等。
所述的卣代烃包括四氯乙烷、三氯乙烯和四氯乙烯。其中，四氯 乙烯是最为合适的萃取剂。
所述的烷基或芳基二硫化物包括二甲基二硫、二苯基二硫、甲基 苯碁二硫、二甲苯基二硫、甲苯基乙苯基二硫，以及由它们组成的混
合物。也可以釆用精制含硫原油的副产品，其成分可随原油性质有所变化。
所述的液体石油烃为石脑油。
所述垸基萘和石脑油的混合物为5 ~ 50%的烷基萘和50 ~ 95%的 石脑油，优选为10~30°/。的烷基萘和70~90%的石脑油。所述烷基萘
为甲基萘或二甲基萘。
所述萃取的温度为80- IO(TC,萃取时间为10 30min。 所述冷却结晶的温度为20 ~ 25°C ，可釆用循环冷却水冷却等方式冷却。
本实用新型采用先在第一反应釜中进行加热萃取，然后再在第二 反应釜中进行降温结晶提取单质硫，同时萃取液还经回收装置进行回 收，并返回第一反应釜使用，本实用新型装置中的部件相互连接，使生物脱硫污泥在此装置中经过萃取回收和提纯，获得高纯度的单质 硫。本装置能耗低，保证了萃取剂的循环使用，而且消耗量小，经济
可行，单质硫的回收率>90%,纯度>98%，满足化工生产要求，可作 为化工生产原材料出售。而且本实用新型用于从烟气生物脱硫污泥中 回收高纯度的单质硫，实现废弃物资源化、无害化和高值化。
图l为本实用新型所述从生物脱硫污泥中回收和提纯高纯度单质 硫的装置结构简图。
图中 第一反应釜l 第一反应釜补料口 12 搅拌器15 分离装置2
分离装置出料口 22、 23 回收装置3 回收装置排污口 32 第二反应釜4 第二反应釜出料口 42 离心装置5 离心装置出口 52、 53 清洗干燥器6 单质硫出口 62
烟气生物脱硫污泥和萃取剂A 单质硫C
第一反应釜原料口 11 第一反应釜出料口 13、 14
分离装置进料口 21
回收装置进料口 31 回收装置回收口 33 第二反应釜进料口 41
离心装置进口 51
清洗干燥器进口61
剩余污泥B
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范图l为本实用新型所述从生物脱硫污泥中回收和提纯高纯度单质 硫的装置结构简图。
本实用新型从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的装置，其 包括具有第一反应釜l、分离装置2、回收装置3、第二反应釜4、离心
装置5和清洗干燥器6，第一反应釜1的其中一出料口13与分离装置2 的进料口21相连，另一出料口14与回收装置3的进料口31相连，分离 装置2的其中一个出口22与回收装置3的进口31相连，另一出口23与第 二反应釜4的进料口41相连，回收装置3的回收口33与第一反应釜1的 补料口12相连，回收装置3的排污口32排出处理后的剩余污泥B,第二 反应釜4的出料口42与离心装置5的进口51相连，离心装置5的其中一 个出口52与第一反应釜1的补料口12相连，离心装置5另一出口61与清 洗干燥器6的进口61相连，提纯后的单质硫C从单质硫出口62排出。
其中，第一反应釜l、分离装置2、回收装置3、第二反应釜4、离 心装置5和清洗干燥器6各部分之间均通过管线相连。
第一反应釜1内还设有搅拌器15。搅拌器可以为桨式、框式、涡 轮式或推进式。
分离装置2为保温过滤或保温离心装置。如选择保温过滤装置， 一般是保温加压过滤机和保温微孔过滤机联用。
如选择保温离心装置， 一般釆用保温离心分离机。 回收装置3为快速旋转闪蒸干燥机。 离心装置5为密封离心分离机。
以上装置均可釆用本领域技术人员熟知的设备和部件。 下面釆用四氯乙烯作为萃取剂为例，对单质硫的回收和提纯进行 描述，具体如下
烟气生物脱硫污泥经离心或板框压滤后，得到含水率为60~80% 的含硫泥饼。将泥饼和萃取剂四氯乙烯A由管线经原料口11加入第一 反应釜l中，泥饼与四氯乙烯的质量比为1:5 1:15。泥饼和四氯乙烯 在第一反应釜1中充分混合并加热至80- IO(TC，萃取时间为10~ 30min。停止搅拌，保持温度在80 10(TC，使四氯乙烯和水相静置分层。由于四氯乙烯与水不互溶，且密度大于水，上层为含污泥的水相， 下层为含硫的四氯乙烯溶液。含污泥的水相经管线从第一反应釜l的 出料口14送至回收装置(比如旋转闪蒸干燥机)3的进口31或其它设 备，以回收其中所含的四氯乙烯。含硫的四氯乙烯溶液经管线从第一
反应釜1的出料口13送至分离装置(比如保温过滤或保温离心装置)2 的进口21,以分离四氯乙烯溶液中所含的固体杂质。然后，将去除固 体杂质的含硫四氯乙烯溶液经管线从分离装置2的出口23送至第二反 应条4的进料口41,于第二反应釜4中进行冷却，过滤或离心的残渣经 管线送至回收装置3的进口31中进行闪蒸回收四氯乙烯。闪蒸回收的 四氯乙烯经管线通过第一反应釜1的补料口12送回至第一反应釜1中， 而剩余污泥B则由管线从回收装置3的排污口 32排出。
含硫的四氯乙烯溶液在第二反应釜4中冷却。由于硫在四氯乙烯 中的溶解度随温度下降而大幅下降(10(TC时为20.3。/。， 20'C时为 1.57%)，四氯乙烯中所含的单质硫结晶析出。经冷却后，第二反应釜 4中为20。C饱和的含硫四氯乙烯溶液和单质硫结晶的混合物。将第二 反应条4中的混合物从出料口42经管线通过离心装置的进口51送至离 心装置(比如密封离心机)5，分离饱和的含硫四氯乙烯溶液和单质 硫结晶，饱和的含硫四氯乙烯溶液从离心装置的出口52经管线，通过 补料口 12送回第一反应釜l中，单质硫结晶从离心装置的出口 53经管 线，通过进口61送至清洗干燥器6，同时经管线从单质硫C出口62排出 纯度大于98%的单质硫。单质硫的回收率>90%，可满足单质硫制硫 酸等行业对单质硫原材料的要求。
本实用新型装置用于从烟气生物脱硫污泥中回收高纯度的单质 硫，实现废弃物资源化、无害化和高值化。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作 了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进, 这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型 精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的 范围。
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权利要求1.一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的装置，其特征在于，其包括具有原料口、补料口和两个出料口的第一反应釜，具有进料口、两个出料口的分离装置，具有进料口、排污口和回收口的回收装置，具有进料口和出料口的第二反应釜，具有进口和两个出口的离心装置，具有进口和单质硫出口的清洗干燥器，所述第一反应釜的其中一出料口与所述分离装置的进料口相连，另一出料口与所述回收装置的进料口相连，所述分离装置的其中一个出口与所述回收装置的进口相连，另一出口与所述第二反应釜的进料口相连，所述回收装置的回收口与所述第一反应釜的补料口相连，所述第二反应釜的出料口与所述离心装置的进口相连，所述离心装置的其中一个出口与所述第一反应釜的补料口相连，所述离心装置的另一出口与所述清洗干燥器的进口相连。
2. 根据权利要求l所述从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫 的装置，其特征在于，所述第一反应釜内设有搅拌器。
3. 根据权利要求l所述从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫 的装置，其特征在于，所述分离装置为保温过滤装置或保温离心装置。
4. 根据权利要求3所述从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫 的装置，其特征在于，所述保温过滤装置包括两道过滤装置粗过滤 和精过滤；粗过滤为保温加压过滤机，精过滤为保温微孔过滤机。
5. 根据权利要求3所述从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫 的装置，其特征在于，所述保温离心装置为保温离心分离机。
6. 根据权利要求l所述从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫 的装置，其特征在于，所述回收装置为快速旋转闪蒸干燥机。
7. 根据权利要求1 -6任意 一项所述从烟气生物脱硫污泥中回收和 提纯单质硫的装置，其特征在于，所述第一反应釜、分离装置、回收 装置、第二反应釜、离心装置和清洗干燥器各部分之间均通过管线相 连。
专利摘要本实用新型提供了一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的装置，其包括第一反应釜、分离装置、回收装置、第二反应釜、离心装置和清洗干燥器。本实用新型装置中的部件相互连接，使生物脱硫污泥在此装置中经过萃取回收和提纯，获得高纯度的单质硫。本装置能耗低，保证了萃取剂的循环使用，而且消耗量小，经济可行，单质硫的回收率＞90％，纯度＞98％，满足化工生产要求，可作为化工生产原材料出售。而且本实用新型用于从烟气生物脱硫污泥中回收高纯度的单质硫，实现废弃物资源化、无害化和高值化。
文档编号C01B17/033GK201390651SQ20092010573
公开日2010年1月27日 申请日期2009年3月5日 优先权日2009年3月5日
发明者汪诚文, 王玉珏, 贾捍卫, 赵雪锋 申请人:清华大学