一种提钒废水除铬工艺及其系统的制作方法
1.本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种提钒废水除铬工艺及系统。
背景技术：
2.钒化工行业生产废水中存在六价铬，六价铬为吞入性或吸入性毒物，皮肤接触可能导致过敏或遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久性危害，因此，必须对废水中的六价铬进行回收处理。目前常采用的方法为将废水中的六价铬还原为三价铬，再通过液碱进行铬元素回收，常用的还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、活性炭、二氧化硫或硫酸亚铁等。
3.目前以二氧化硫为还原剂进行除铬的系统存在处理能力低、二氧化硫烟气管路易堵塞、不合格废水循环处理困难等问题，通过现场实际检查分析，发现由于液态硫磺在硫磺炉内不能充分燃烧，部分液态硫磺随着烟气进入后续的冷却器及烟气管路中，液态硫磺冷凝后粘在设备及管路上，导致管路堵塞、设备腐蚀，严重时需要每天清理，职工劳动强度高、现场环境较差、严重时直接制约生产。现场采取了一些措施来缓解该问题，比如控制硫磺炉内压力、改变管路倾角、增加清理点等，取得了一定的效果，但是不能彻底解决堵塞及腐蚀问题。原有工艺也考虑过采用液态硫磺加热气化后燃烧的方式来解决燃烧不充分问题，但是气化过程中存在爆炸的风险，因此，亟需寻一种提钒废水除铬工艺，对解决液态硫磺堵塞、腐蚀的问题以及提高操作过程中的安全性具有重要意义。
技术实现要素：
4.针对现有液态硫磺易堵塞、腐蚀，气化存在爆炸风险等问题，本发明提供一种提钒废水除铬工艺，通过控制气化室的温度以及过量空气系数，既能保证硫磺充分燃烧，还能避免气化过程中燃爆的问题。
5.以及，本发明还提供一种提钒废水除铬系统。
6.为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
7.一种提钒废水除铬工艺，所述除铬工艺包括以下步骤：
8.步骤一、将硫磺熔化，得液硫；
9.步骤二、将所述液硫于过量空气系数为0.6～1.0，温度为350℃～650℃条件下进行气化，得气态硫；
10.步骤三、将所述气态硫进行燃烧，得二氧化硫烟气；
11.步骤四、将所述二氧化硫烟气和含铬废水通过文丘里反应器混合，得待处理液；
12.步骤五、所述待处理液继续进行还原反应，反应结束后得处理废液，并调节所述处理废液的ph值至7.5～9，得氢氧化铬浆液；
13.步骤六、将所述氢氧化铬浆液过滤，得氢氧化铬沉淀和除铬废水。
14.相对于现有技术，本技术提供的提钒废水除铬工艺具有以下优势：
15.本技术通过控制液硫气化过程中的过量空气系数以及温度，使得液硫在贫氧条件
下，实现少量液硫燃烧放热，进而使得气化室内形成高温条件，将未燃烧的液硫充分气化形成气态硫，再将气态硫输送至硫磺炉内低温燃烧生成二氧化硫烟气，完全解决了液硫燃烧不充分带来的管路堵塞问题，并避免了气化过程中存在的爆炸风险，保证液硫气化过程中操作的安全性。
16.本技术还采用文丘里反应器，当含铬废水高速通过该反应器时，在反应器内部形成负压，将二氧化硫烟气吸入至该反应器，烟气在文丘里反应器内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬部分还原为三价铬，有利于后续还原反应的进行。
17.在一些实施例中，所述文丘里反应器为喷射反应器。
18.可选的，所述含铬废水的ph值＜5.5，铬元素含量＜3g/l。
19.通过优选的含铬废水中的ph，有利于后续还原反应的进行，充分将六价铬还原为三价铬。
20.可选的，所述燃烧的温度＜550℃。
21.通过优选的燃烧温度，使得气态硫在低温下既能完全燃烧生成二氧化硫烟气，还能避免爆炸的风险。
22.可选的，所述处理废液中六价铬离子的含量＜0.5mg/l。
23.本技术通过二氧化硫烟气将含铬废水中的六价铬还原为三价铬，控制还原反应后的处理废液中六价铬离子的含量＜0.5mg/l，当整个体系出现问题导致六价铬离子含量大于0.5mg/l时，将不合格处理废液返回至铬液罐中，循环处理直至六价铬离子含量小于0.5mg/l为止。
24.可选的，所述除铬废水中总铬离子含量＜1.5mg/l。
25.本技术将二氧化硫烟气与含铬废水混合后的待处理液进行充分反应，再通过调节ph，使得处理废液中的三价铬与氢氧根充分结合生成氢氧化铬沉淀，保证除铬废水中的总铬离子含量＜1.5mg/l。
26.可选的，步骤四中，还包括将未充分反应的二氧化硫烟气通过碱性溶液进行回收。
27.本技术通过碱性溶液吸收未充分反应的二氧化硫烟气，使得排放烟气中二氧化硫的浓度小于500ppm。
28.在一些实施例中，所述碱性溶液可以为除铬废水，既能废水利用，还能减少空气污染。
29.进一步的，本发明还提供一种提钒废水除铬系统，包括依次管道连通的铬液罐、铬液泵、喷射反应器、除铬反应罐和铬泥生成罐；
30.还包括依次管道连通的熔硫池、液硫泵、气化室和硫磺炉；且所述硫磺炉与所述喷射反应器管道连通，用以将二氧化硫烟气输送至所述喷射反应器中；
31.还包括过滤机，与所述铬泥生成罐管道连通，用以将所述铬泥生成罐中得到的氢氧化铬浆液进行过滤，得到氢氧化铬沉淀和除铬废水。
32.相对于现有技术，本技术提供的提钒废水除铬系统，结构简单，操作方便，可应用于不同工艺或技术水平的含铬废水处理，出水水质稳定。
33.硫磺在熔硫池内熔化后由液硫泵喷射至气化室内，液硫在气化室内通过自燃烧放热使得液硫完全气化，气态硫输送至硫磺炉内燃烧后生成二氧化硫烟气，该烟气经管道输送至喷射反应器内。提钒后的含铬废水储存于铬液罐中，通过铬液泵输送至喷射反应器中，
废水高速通过喷射反应器时在喷射反应器内形成负压，将二氧化硫烟气吸入喷射反应器，烟气在喷射反应器内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，废水进入除铬反应罐后持续进行还原反应，反应后的处理废液进入铬泥生成罐，在铬泥生成罐中加入碱性液体反应后生成氢氧化铬沉淀，反应完全后铬泥浆液经过滤机后得到合格的除铬后废水。
34.在一些实施例中，所述过滤机为板框压滤机。
35.可选的，所述提钒废水除铬系统还包括与除铬反应罐管道连通的吸收塔，用以吸收未充分反应的二氧化硫烟气。
36.可选的，所述提钒废水除铬系统还包括与除铬反应罐连通的循环管路，用于将废液返回至所述铬液罐中，进行循环处理。
37.可选的，所述提钒废水除铬系统还包括与所述铬泥生成罐连通的碱液罐，且所述铬泥生成罐中还包括搅拌器。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明实施例提供的提钒废水除铬系统示意图；
40.其中，1、铬液罐，2、铬液泵，3、喷射反应器，4、除铬反应罐，5、铬泥生成罐，6、过滤机，7、熔硫池，8、液硫泵，9、气化室，10、硫磺炉，11、吸收塔，12、碱液罐，13、循环管路。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.实施例1
43.参见图1，本发明实施例提供一种提钒废水除铬系统，包括依次管道连通的铬液罐1、铬液泵2、喷射反应器3、除铬反应罐4和铬泥生成罐5；还包括依次管道连通的熔硫池7、液硫泵8、气化室9和硫磺炉10；且所述硫磺炉10与所述喷射反应器3管道连通，用以将二氧化硫烟气输送至所述喷射反应器3中；还包括过滤机6，与所述铬泥生成罐5管道连通，用以将所述铬泥生成罐5中得到的氢氧化铬浆液进行过滤，得到氢氧化铬沉淀和除铬废水；还包括与除铬反应罐4管道连通的吸收塔11，用以吸收未充分反应的二氧化硫烟气；还包括与除铬反应罐4连通的循环管路13，用于将废液返回至所述铬液罐1中，进行循环处理；还包括与所述铬泥生成罐5连通的碱液罐12，且所述铬泥生成罐5中还包括搅拌器。
44.采用上述提钒废水除铬系统进行除铬，包括以下步骤：
45.步骤一、将硫磺在熔硫池7内熔化，得液硫，并将所述液硫经液硫泵8喷射至气化室9内，于过量空气系数为0.6，温度为350℃条件下进行气化，得气态硫；
46.步骤二、将所述气态硫输送至硫磺炉内10进行低温燃烧，得二氧化硫烟气，并将该
烟气经管道输送至喷射反应器3，硫磺燃烧温度低于550℃；
47.步骤三、将提钒后的含铬废水储存于铬液罐1中，检测含铬废水中铬离子含量为0.5g/l、ph＝3.0，将液硫泵8的电机频率来调整至35hz，含铬废水通过铬液泵2输送至喷射反应器3中，二氧化硫烟气在喷射反应器3内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，得待处理液；
48.步骤四、将所述待处理液输送至除铬反应罐4继续进行还原反应，得处理废液，检测反应后的处理废液中六价铬离子浓度为0.02mg/l，未充分反应的二氧化硫烟气通过吸收塔11吸收；
49.步骤五、将所述处理废液输送至铬泥生成罐5中，开启铬泥生成罐5中搅拌器，均匀向铬泥生成罐5内通入碱液将ph调整至7.5，三价铬离子与氢氧根充分结合生产氢氧化铬沉淀，反应后检测处理废液中总铬离子含量0.8mg/l，并得氢氧化铬浆液；
50.步骤六、将所述氢氧化铬浆液输送至过滤机6中过滤，得氢氧化铬沉淀和合格除铬废水。
51.实施例2
52.本实施例提供一种提钒废水除铬工艺，采用实施例1中提钒废水除铬系统进行除铬，包括以下步骤：
53.步骤一、将硫磺在熔硫池7内熔化，得液硫，并将所述液硫经液硫泵8喷射至气化室9内，于过量空气系数为0.7，温度为400℃条件下进行气化，得气态硫；
54.步骤二、将所述气态硫输送至硫磺炉内10进行低温燃烧，得二氧化硫烟气，并将该烟气经管道输送至喷射反应器3，硫磺燃烧温度低于550℃；
55.步骤三、将提钒后的含铬废水储存于铬液罐1中，检测含铬废水中铬离子含量为0.95g/l、ph＝3.5，将液硫泵8的电机频率来调整至40hz，含铬废水通过铬液泵2输送至喷射反应器3中，二氧化硫烟气在喷射反应器3内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，得待处理液；
56.步骤四、将所述待处理液输送至除铬反应罐4继续进行还原反应，得处理废液，检测反应后的处理废液中六价铬离子浓度为0.03mg/l，未充分反应的二氧化硫烟气通过吸收塔11吸收；
57.步骤五、将所述处理废液输送至铬泥生成罐5中，开启铬泥生成罐5中搅拌器，均匀向铬泥生成罐5内通入碱液将ph调整至7.9，三价铬离子与氢氧根充分结合生产氢氧化铬沉淀，反应后检测处理废液中总铬离子含量0.95mg/l，并得氢氧化铬浆液；
58.步骤六、将所述氢氧化铬浆液输送至过滤机6中过滤，得氢氧化铬沉淀和合格除铬废水。
59.实施例3
60.本实施例提供一种提钒废水除铬工艺，采用实施例1中提钒废水除铬系统进行除铬，包括以下步骤：
61.步骤一、将硫磺在熔硫池7内熔化，得液硫，并将所述液硫经液硫泵8喷射至气化室9内，于过量空气系数为0.8，温度为450℃条件下进行气化，得气态硫；
62.步骤二、将所述气态硫输送至硫磺炉内10进行低温燃烧，得二氧化硫烟气，并将该烟气经管道输送至喷射反应器3，硫磺燃烧温度低于550℃；
63.步骤三、将提钒后的含铬废水储存于铬液罐1中，检测含铬废水中铬离子含量为1.5g/l、ph＝4.0，将液硫泵8的电机频率来调整至43hz，含铬废水通过铬液泵2输送至喷射反应器3中，二氧化硫烟气在喷射反应器3内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，得待处理液；
64.步骤四、将所述待处理液输送至除铬反应罐4继续进行还原反应，得处理废液，检测反应后的处理废液中六价铬离子浓度为0.03mg/l，未充分反应的二氧化硫烟气通过吸收塔11吸收；
65.步骤五、将所述处理废液输送至铬泥生成罐5中，开启铬泥生成罐5中搅拌器，均匀向铬泥生成罐5内通入碱液将ph调整至8.2，三价铬离子与氢氧根充分结合生产氢氧化铬沉淀，反应后检测处理废液中总铬离子含量0.93mg/l，并得氢氧化铬浆液；
66.步骤六、将所述氢氧化铬浆液输送至过滤机6中过滤，得氢氧化铬沉淀和合格除铬废水。
67.实施例4
68.本实施例提供一种提钒废水除铬工艺，采用实施例1中提钒废水除铬系统进行除铬，包括以下步骤：
69.步骤一、将硫磺在熔硫池7内熔化，得液硫，并将所述液硫经液硫泵8喷射至气化室9内，于过量空气系数为1.0，温度为650℃条件下进行气化，得气态硫；
70.步骤二、将所述气态硫输送至硫磺炉内10进行低温燃烧，得二氧化硫烟气，并将该烟气经管道输送至喷射反应器3，硫磺燃烧温度低于550℃；
71.步骤三、将提钒后的含铬废水储存于铬液罐1中，检测含铬废水中铬离子含量为2.3g/l、ph＝3.8，将液硫泵8的电机频率来调整至46hz，含铬废水通过铬液泵2输送至喷射反应器3中，二氧化硫烟气在喷射反应器3内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，得待处理液；
72.步骤四、将所述待处理液输送至除铬反应罐4继续进行还原反应，得处理废液，检测反应后的处理废液中六价铬离子浓度为0.05mg/l，未充分反应的二氧化硫烟气通过吸收塔11吸收；
73.步骤五、将所述处理废液输送至铬泥生成罐5中，开启铬泥生成罐5中搅拌器，均匀向铬泥生成罐5内通入碱液将ph调整至8.5，三价铬离子与氢氧根充分结合生产氢氧化铬沉淀，反应后检测处理废液中总铬离子含量1.02mg/l，并得氢氧化铬浆液；
74.步骤六、将所述氢氧化铬浆液输送至过滤机6中过滤，得氢氧化铬沉淀和合格除铬废水。
75.实施例5
76.本实施例提供一种提钒废水除铬工艺，采用实施例1中提钒废水除铬系统进行除铬，包括以下步骤：
77.步骤一、将硫磺在熔硫池7内熔化，得液硫，并将所述液硫经液硫泵8喷射至气化室9内，于过量空气系数为0.9，温度为550℃条件下进行气化，得气态硫；
78.步骤二、将所述气态硫输送至硫磺炉内10进行低温燃烧，得二氧化硫烟气，并将该烟气经管道输送至喷射反应器3，硫磺燃烧温度低于550℃；
79.步骤三、将提钒后的含铬废水储存于铬液罐1中，检测含铬废水中铬离子含量为
2.8g/l、ph＝4.2，将液硫泵8的电机频率来调整至50hz，含铬废水通过铬液泵2输送至喷射反应器3中，二氧化硫烟气在喷射反应器3内被含铬废水初步吸收，将废水中六价铬还原为三价铬，得待处理液；
80.步骤四、将所述待处理液输送至除铬反应罐4继续进行还原反应，得处理废液，检测反应后的处理废液中六价铬离子浓度为0.05mg/l，未充分反应的二氧化硫烟气通过吸收塔11吸收；
81.步骤五、将所述处理废液输送至铬泥生成罐5中，开启铬泥生成罐5中搅拌器，均匀向铬泥生成罐5内通入碱液将ph调整至8.6，三价铬离子与氢氧根充分结合生产氢氧化铬沉淀，反应后检测处理废液中总铬离子含量1.05mg/l，并得氢氧化铬浆液；
82.步骤六、将所述氢氧化铬浆液输送至过滤机6中过滤，得氢氧化铬沉淀和合格除铬废水。
83.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：所述除铬工艺包括以下步骤：步骤一、将硫磺熔化，得液硫；步骤二、将所述液硫于过量空气系数为0.6～1.0，温度为350℃～650℃条件下进行气化，得气态硫；步骤三、将所述气态硫进行燃烧，得二氧化硫烟气；步骤四、将所述二氧化硫烟气和含铬废水通过文丘里反应器混合，得待处理液；步骤五、所述待处理液继续进行还原反应，反应结束后得处理废液，并调节所述处理废液的ph值至7.5～9，得氢氧化铬浆液；步骤六、将所述氢氧化铬浆液过滤，得氢氧化铬沉淀和除铬废水。2.如权利要求1所述的一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：所述含铬废水的ph值＜5.5，铬元素含量＜3g/l。3.如权利要求1所述的一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：所述燃烧的温度＜550℃。4.如权利要求1所述的一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：所述处理废液中六价铬离子的含量＜0.5mg/l。5.如权利要求1所述的一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：所述除铬废水中总铬离子含量＜1.5mg/l。6.如权利要求1所述的一种提钒废水除铬工艺，其特征在于：步骤四中，还包括将未充分反应的二氧化硫烟气通过碱性溶液进行回收。7.一种提钒废水除铬系统，其特征在于：包括依次管道连通的铬液罐、铬液泵、喷射反应器、除铬反应罐和铬泥生成罐；还包括依次管道连通的熔硫池、液硫泵、气化室和硫磺炉；且所述硫磺炉与所述喷射反应器管道连通，用以将二氧化硫烟气输送至所述喷射反应器中；还包括过滤机，与所述铬泥生成罐管道连通，用以将所述铬泥生成罐中得到的氢氧化铬浆液进行过滤，得到氢氧化铬沉淀和除铬废水。8.如权利要求7所述的提钒废水除铬系统，其特征在于：还包括与除铬反应罐管道连通的吸收塔，用以吸收未充分反应的二氧化硫烟气。9.如权利要求7所述的提钒废水除铬系统，其特征在于：还包括与除铬反应罐连通的循环管路，用于将废液返回至所述铬液罐中，进行循环处理。10.如权利要求7所述的提钒废水除铬系统，其特征在于：还包括与所述铬泥生成罐连通的碱液罐，且所述铬泥生成罐中还包括搅拌器。
技术总结
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种提钒废水除铬工艺及系统。所述除铬工艺包括以下步骤：将硫磺熔化，得液硫；将所述液硫于过量空气系数为0.6～1.0，温度为350℃～650℃条件下进行气化，得气态硫；将所述气态硫进行燃烧，得二氧化硫烟气；将所述二氧化硫烟气和含铬废水通过文丘里反应器混合，得待处理液；所述待处理液继续进行还原反应，得处理废液，并调节所述处理废液的pH值，得氢氧化铬浆液；将所述氢氧化铬浆液过滤，得氢氧化铬沉淀和除铬废水。本发明通过控制液硫气化过程中的过量空气系数以及温度，使得液硫在贫氧条件下，实现少量液硫燃烧放热，进而使得气化室内形成高温条件，将未燃烧的液硫充分气化形成气态硫。将未燃烧的液硫充分气化形成气态硫。将未燃烧的液硫充分气化形成气态硫。
