专利名称：一种高岭土煅烧尾气吸收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尾气吸收装置，尤其是涉及一种高岭土煅烧尾气吸收装置。
背景技术：
高岭土是一种用途广泛的粘土矿物原料。因其本身具有的片状结构、色白、高可塑性及煅烧加工后的绝缘性、遮光性等优良性能，而被广泛应用于陶瓷、电瓷、搪瓷、橡胶、塑料、造纸、油漆等多个行业中。由于大量高岭土矿被开采，优质资源日益减少，许多生产企业非常重视开发并利用劣质高岭土。无论是陶瓷工业还是其它工业部门，对高岭土的白度都有一定的要求。化学还原漂白和煅烧增白是目前高岭土的主要增白方法。化学还原漂白法主要是采用保险粉将高岭土矿中的三价铁还原成二价铁，因此漂白后的高岭土中有硫元素引入。煅烧增白主要有高温氯化焙烧法和添加增白剂煅烧法，其中增白剂主要采用氯化铵。氯化铵在337. 8°C时离解为氨和氯化氢，遇冷后又重新化合生成颗粒极小的氯化铵而呈白色浓烟，不易下沉，也极不易再溶解于水。漂白高岭土煅烧增白过程中产生的尾气主要包含二氧化硫气体、氨气、氯化氢气体、极小氯化铵颗粒和少量高岭土粉尘。若将这些尾气直接排入大气中，不仅浪费资源，而且会造成环境污染，因此必须考虑尾气的处理和回收利用问题。目前文献报道的尾气处理装置多种多样，各有其优缺点和应用范围。中国专利 CN101422686A公开了一种氯气反应塔尾气吸收装置，其由吸收塔上段和吸收塔下段连接组成。吸收塔上段出口连接塔顶冷凝器，吸收塔下段出口与浓酸储罐连接，吸收塔上段和下段还分别连接循环水入口和稀酸入口。中国专利CN201578974U公开了一种氯化尾气吸收装置，包括搪玻璃反应釜、尾气循环吸收塔和石墨吸收器。尾气循环吸收塔底部在管道连接循环泵进口阀门后分两路，一路接脂肪酸甲酯吸收液进口阀门，另一路接循环泵后再分两路。一路接循环泵出口阀门后， 接回尾气循环吸收塔内上方喷淋管；另一路连接脂肪酸甲酯吸收液出口阀门后，再接回搪玻璃反应釜。尾气循环吸收塔下方的尾气进口，与搪玻璃反应釜顶部的尾气出口管道连接； 尾气循环吸收塔顶部的尾气出口，与石墨吸收器上方的尾气进口管道连接。中国专利CN201572602U公开了一种反应尾气吸收装置。包括有反应釜，反应釜设有液体出料口，反应釜还设有尾气口，尾气口通过管道与气体循环吸收釜相连；气体循环吸收釜内设有雾化喷嘴，气体循环吸收釜还设有碱液出口、酸雾出口，酸雾出口通过管道与酸雾吸收塔相连；酸雾吸收塔内设有除雾填料层，酸雾吸收塔还设有无害气体出口、酸液出口。该反应尾气吸收装置中，中和与脱气反应同时进行，易于控制，生产连续；酸雾吸收效果好，对环境污染小；多次循环反应，除去酸雾的同时生产出其他产品，回收利用率高。中国专利CN201132097Y公开了一种氯化铵烘干尾气净化装置。该尾气净化装置有一个旋风除尘装置，其出口通过管道连通有前洗气装置，还可以通过管道再串联一个后洗气装置。
中国专利CNM83070Y公开了一种尾气净化处理装置喷淋室，它是一种高窄长管道，它的内部顶端有一耐酸喷淋装置，左右间隔有留有气体通道的耐酸隔离阻挡装置。尾气进入该喷淋室后由阻挡装置将灰尘阻挡沉降，二氧化硫则大部分变成亚硫酸、硫酸，氟化氢变成氢氟酸，从该喷淋室出来的尾气中已得到有效净化。目前已有的尾气处理装置都具有一定的局限性，均不适用于高岭土煅烧尾气的处理。如上述中国专利CN201578974U仅适用于利用脂肪酸甲酯和氯气为原料合成氯化甲酯时，对反应尾气中残余氯气的吸收处理；上述中国专利CN201572602U仅适用于表面活性剂生产过程中的中和、脱气工艺。因此需要开发出一种适合于高岭土煅烧尾气吸收装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能降低尾气的温度和氯化铵含量，能充分利用煅烧窑尾气的热能及其中的氯化铵颗粒来减少前端氯化铵药剂的加入量，实现尾气的重复利用，并净化尾气，使其达到环保要求的高岭土煅烧尾气吸收装置。本发明设有煅烧窑尾气输出管、喷雾干燥塔尾气输出管和吸收塔；煅烧窑尾气输出管的两端分别外接煅烧窑的尾气出口端和喷雾干燥塔的尾气入口端；喷雾干燥塔尾气输出管的一端接外部的喷雾干燥塔尾气出口端，喷雾干燥塔尾气输出管的另一端接吸收塔的尾气入口端；吸收塔设有壳体、液室、尾气室、填料室、喷淋装置和除沫器，喷淋装置设有输流管、循环泵和喷淋头，液室、尾气室、填料室、喷淋头和除沫器由下至上依次设在壳体内部，液室侧壁上设有液体入口、喷流出口和废液出口，输流管一端接喷流出口，输流管另一端接喷淋头，循环泵设于输流管上，填料室设有下支撑筛板、填料层和上限位筛板，下支撑筛板和上限位筛板均固于壳体内壁，液室设有吸收液，尾气室侧壁设有尾气入口，壳体顶部设有净化气体出口。所述壳体最好为设有台阶的变径圆筒式壳体，壳体下部与壳体上部的内径比最好为3 2，所述壳体顶端的净化气体出口与壳体上部的内径比最好为1 2。所述壳体最好为耐酸耐氯腐蚀的不锈钢壳体，如可为316不锈钢壳体。所述的煅烧窑尾气输出管和喷雾干燥塔尾气输出管的内壁最好设有涂覆层，涂覆层最好为有机硅耐高温防腐涂料层。所述液室和尾气室最好均位于壳体下部内。所述填料层最好为聚乙烯、聚丙烯、发泡聚苯乙烯或多孔橡胶制成的轻质空心球填料层。所述吸收液最好为碱液，可为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的PH值优选为8 10， 最好为9。与现有技术比较，本发明具有以下突出优点1、使用时，本发明通过煅烧窑尾气输出管将煅烧窑中产生的尾气输入喷雾干燥塔中，不仅能降低尾气的温度和氯化铵含量，而且能充分利用煅烧窑尾气的热能及其中的氯化铵颗粒，显著减少前端(前打散料仓)氯化铵药剂的加入量。由喷雾干燥塔出来的尾气经喷雾干燥塔尾气输出管从吸收塔下部引入，通过填料间的空隙上升，尾气上升时与从上方喷淋下的吸收液作连续的逆流接触，这样尾气中的二氧化硫气体、氨气、氯化氢气体和粉尘等可被吸收液吸收，使尾气得到充分净化，净化后的尾气完全可达到环保要求，净化后的尾气可从吸收塔顶部的净化尾气出口排向大气。所述吸收液每年更换一次。更换时打开废液出口的阀门，待废液全流出后，清理吸收塔，然后再打开吸收液入口的阀门，进入工作状态。2、本发明构造简单，操作简便，设备投资小，成本降低。3、试验效果数据如下前打散料仓氯化铵的加入量为20 40kg/h。煅烧窑尾气流量为45000 55000m3/h，温度为400 500°C，PMltl(悬浮在空气中，空气动力学直径小于 10 μ m的颗粒物)浓度为100 200mg/m3，氯化铵浓度为90 180mg/m3，氨气浓度为10 20mg/m3，氯化氢气体浓度为30 50mg/m3，二氧化硫气体浓度为10 25mg/m3。喷雾干燥塔尾气流量为20000 25000m7h，温度为100 150°C，PMltl浓度为20 40mg/m3，氯化铵浓度18 35mg/m3，氨气浓度为5 10mg/m3，氯化氢气体浓度为15 25mg/m3，二氧化硫气体浓度为8 15mg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到85%以上。排放尾气流量为20000 25000m3/h，温度为40 50°C，PM10浓度低于lmg/m3，氯化铵浓度低于0. 8mg/m3,氨气浓度低于0. 5mg/m3,氯化氢气体浓度低于lmg/m3，二氧化硫气体浓度低于0. 6mg/m3。尾气的吸收效率达到95%以上，所排放的尾气完全达到环保要求。
图1为本发明实施例的结构组成及使用示意图。图2为本发明实施例的吸收塔结构示意图。
具体实施例方式参见图1和2，本发明设有煅烧窑尾气输出管1、喷雾干燥塔尾气输出管2和吸收塔3。煅烧窑尾气输出管1的两端分别外接煅烧窑Pl的尾气出口端和喷雾干燥塔P4的尾气入口端；喷雾干燥塔尾气输出管2的一端接喷雾干燥塔P4尾气出口端，喷雾干燥塔P4尾气输出管的另一端接吸收塔3的尾气入口端。标号P2和P3分别表示窑头料仓和前打散料仓。吸收塔设有壳体31、液室32、尾气室33、填料室34、喷淋装置和除沫器9。喷淋装置设有输流管15、循环泵11和喷淋头8。壳体31内部由下至上依次设有液室32、尾气室 33、填料室34、喷淋头8和除沫器9。液室32侧壁上设有液体入口 12(带阀门)、喷流出口 14和废液出口 13 (带阀门)，输流管15 —端接喷流出口 14，输流管15另一端接喷淋头8， 循环泵11设于输流管15上。填料室34设有下支撑筛板5、空心球填料6和上限位筛板7， 下支撑筛板5和上限位筛板7均固于壳体31内壁，液室34设有吸收液，尾气室33侧壁设有尾气入口 4，壳体31顶部10设有净化尾气出口。壳体31为设有台阶的变径圆筒式壳体，壳体31下部与壳体31上部的内径比为 3 2，所述壳体顶端的净化气体出口与壳体上部的内径比为1 2。所述壳体31为耐酸耐氯腐蚀的型号为316的不锈钢壳体。煅烧窑尾气输出管1和喷雾干燥塔尾气输出管2的内壁均设有涂覆层，涂覆层为有机硅耐高温防腐涂料层。空心球填料6为聚乙烯、聚丙烯、发泡聚苯乙烯或多孔橡胶制成的轻质空心球填料。吸收液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的 PH值为8 10，最好为9。下面给出上述实施例具体的运用效果试验数据应用例1
前打散料仓P3氯化铵(即NH4Cl)的加入量为35kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为 50000m7h，温度为460°C，PMltl浓度为180mg/m3，氯化铵浓度为160mg/m3，氨气浓度为17mg/ m3，氯化氢气体浓度为43mg/m3，二氧化硫气体浓度为16mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为 24000m3/h,温度为122°C，PM10浓度为35mg/m3，氯化铵浓度32mg/m3，氨气浓度为8mg/m3， 氯化氢气体浓度为21mg/m3，二氧化硫气体浓度为llmg/m3。煅烧窑Pl尾气的利用效率达到90. 4%。排放尾气流量为23500m3/h，温度为42°C，PM10浓度为0. 86mg/m3,氯化铵浓度为0. 72mg/m3,氨气浓度为0. 43mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 95mg/m3, 二氧化硫气体浓度为 0. 56mg/m3。尾气的吸收效率为96. 1 %，所排放的尾气达到环保要求。应用例2前打散料仓P3氯化铵的加入量为^kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为48000m3/h，温度为430°C，PMltl浓度为140mg/m3，氯化铵浓度为125mg/m3，氨气浓度为Hmg/m3，氯化氢气体浓度为36mg/m3，二氧化硫气体浓度为15mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为25000m3/h，温度为110°C，PM10浓度为^mg/m3，氯化铵浓度27mg/m3，氨气浓度为6mg/m3，氯化氢气体浓度为19mg/m3，二氧化硫气体浓度为10mg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到88. 7%。排放尾气流量为23000m3/h，温度为45°C，PMltl浓度为0. 82mg/m3，氯化铵浓度为0. 68mg/m3，氨气浓度为0. 39mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 91mg/m3, 二氧化硫气体浓度为0. 53mg/m3。尾气的吸收效率为96. 0%，所排放的尾气达到环保要求。应用例3前打散料仓P3氯化铵的加入量为32kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为49000m3/h，温度为450°C，PMltl浓度为165mg/m3，氯化铵浓度为145mg/m3，氨气浓度为15mg/m3，氯化氢气体浓度为41mg/m3，二氧化硫气体浓度为16mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为25000m3/h，温度为118°C，PM10浓度为32mg/m3，氯化铵浓度^mg/m3，氨气浓度为7mg/m3，氯化氢气体浓度为20mg/m3，二氧化硫气体浓度为10mg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到89. 8%。排放尾气流量为23500m3/h，温度为44°C，PMltl浓度为0. 85mg/m3，氯化铵浓度为0. 70mg/m3，氨气浓度为0. 41mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 93mg/m3, 二氧化硫气体浓度为0. 55mg/m3。尾气的吸收效率为96. 0%，所排放的尾气达到环保要求。应用例4前打散料仓P3氯化铵的加入量为25kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为47000m3/h，温度为420°C，PMltl浓度为125mg/m3，氯化铵浓度为110mg/m3，氨气浓度为12mg/m3，氯化氢气体浓度为35mg/m3，二氧化硫气体浓度为18mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为MOOOm3AJ^ 度为108°C，PM10浓度为^mg/m3，氯化铵浓度2%ig/m3，氨气浓度为6mg/m3，氯化氢气体浓度为17mg/m3，二氧化硫气体浓度为12mg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到88. 8%。排放尾气流量为22000m3/h，温度为42°C，PMltl浓度为0. 78mg/m3，氯化铵浓度为0. 65mg/m3，氨气浓度为0. 37mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 89mg/m3, 二氧化硫气体浓度为0. 50mg/m3。尾气的吸收效率为96. 1%，所排放的尾气达到环保要求。应用例5前打散料仓P3氯化铵的加入量为38kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为M000m3/h，温度为480°C，PMltl浓度为195mg/m3，氯化铵浓度为170mg/m3，氨气浓度为19mg/m3，氯化氢气体浓度为46mg/m3，二氧化硫气体浓度为22mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为25000m3/h，温度为135°C，PM10浓度为38mg/m3，氯化铵浓度3%ig/m3，氨气浓度为9mg/m3，氯化氢气体浓度为23mg/m3，二氧化硫气体浓度为Hmg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到90. 7%。排放尾气流量为M000m3/h，温度为48°C，PMltl浓度为0. 92mg/m3，氯化铵浓度为0. 76mg/m3，氨气浓度为0. 46mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 96mg/m3, 二氧化硫气体浓度为0. 58mg/m3。尾气的吸收效率为96. 5%，所排放的尾气达到环保要求。应用例6前打散料仓P3氯化铵的加入量为22kg/h。煅烧窑Pl尾气流量为46000m3/h，温度为410°C，PMltl浓度为115mg/m3，氯化铵浓度为100mg/m3，氨气浓度为llmg/m3，氯化氢气体浓度为32mg/m3，二氧化硫气体浓度为20mg/m3。喷雾干燥塔P4尾气流量为22000m3/h，温度为105°C，PM10浓度为2%ig/m3，氯化铵浓度20mg/m3，氨气浓度为5mg/m3，氯化氢气体浓度为16mg/m3，二氧化硫气体浓度为13mg/m3。煅烧窑尾气的利用效率达到90. 4%。排放尾气流量为21500m3/h，温度为41 °C，PMltl浓度为0. 76mg/m3，氯化铵浓度为0. 63mg/m3，氨气浓度为0. 35mg/m3,氯化氢气体浓度为0. 85mg/m3, 二氧化硫气体浓度为0. 48mg/m3。尾气的吸收效率为95. 6%，所排放的尾气达到环保要求。下面给出尾气中PMltl、氯化铵、氨气、氯化氢气体、二氧化硫气体浓度的测定方法以及煅烧窑尾气利用效率和尾气吸收效率的计算方法。1、PMltl的测定按照《空气和废气监测分析方法》(第四版)中的大流量采样-重量法进行。以恒速抽取定量体积的空气，使其通过具有PMltl切割特性的采样器，PMltl被收集在已恒重的滤膜上。根据采样前后的滤膜重量之差及采样体积，按式(1)计算出PMltl的质量浓度。
权利要求
1.一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于设有煅烧窑尾气输出管、喷雾干燥塔尾气输出管和吸收塔；煅烧窑尾气输出管的两端分别外接煅烧窑的尾气出口端和喷雾干燥塔的尾气入口端；喷雾干燥塔尾气输出管的一端接外部的喷雾干燥塔尾气出口端，喷雾干燥塔尾气输出管的另一端接吸收塔的尾气入口端；吸收塔设有壳体、液室、尾气室、填料室、 喷淋装置和除沫器，喷淋装置设有输流管、循环泵和喷淋头，液室、尾气室、填料室、喷淋头和除沫器由下至上依次设在壳体内部，液室侧壁上设有液体入口、喷流出口和废液出口，输流管一端接喷流出口，输流管另一端接喷淋头，循环泵设于输流管上，填料室设有下支撑筛板、填料层和上限位筛板，下支撑筛板和上限位筛板均固于壳体内壁，液室设有吸收液，尾气室侧壁设有尾气入口，壳体顶部设有净化气体出口。
2.如权利要求1所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述壳体为设有台阶的变径圆筒式壳体，壳体下部与壳体上部的内径比为3 2，所述壳体顶端的净化气体出口与壳体上部的内径比为1 2。
3.如权利要求1或2所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述壳体为不锈钢壳体。
4.如权利要求1所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述煅烧窑尾气输出管和喷雾干燥塔尾气输出管的内壁设有涂覆层。
5.如权利要求4所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述涂覆层为有机硅涂料层。
6.如权利要求1所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述液室和尾气室均位于壳体下部内。
7.如权利要求1所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述填料层为聚乙烯、聚丙烯、发泡聚苯乙烯或多孔橡胶制成的轻质空心球填料层。
8.如权利要求1所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述吸收液为氢氧化钠溶液。
9.如权利要求8所述的一种高岭土煅烧尾气吸收装置，其特征在于所述氢氧化钠溶液的PH值为8 10。
全文摘要
一种高岭土煅烧尾气吸收装置，涉及一种尾气吸收装置。设有煅烧窑尾气输出管、喷雾干燥塔尾气输出管和吸收塔；喷雾干燥塔尾气输出管的一端接外部的喷雾干燥塔尾气出口端，喷雾干燥塔尾气输出管的另一端接吸收塔的尾气入口端；吸收塔设有壳体、液室、尾气室、填料室、喷淋装置和除沫器，液室、尾气室、填料室、喷淋头和除沫器由下至上依次设在壳体内部，液室侧壁上设有液体入口、喷流出口和废液出口，输流管一端接喷流出口，输流管另一端接喷淋头，循环泵设于输流管上，填料室设有下支撑筛板、填料层和上限位筛板，下支撑筛板和上限位筛板均固于壳体内壁，液室设有吸收液，尾气室侧壁设有尾气入口，壳体顶部设有净化气体出口。
文档编号B01D53/26GK102151463SQ201110122958
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者傅翠梨, 吴浩, 张蓉, 李锦堂, 沈晓杰, 罗学涛, 黄平平 申请人:厦门大学