CN100428979C - 塔内结晶氨法脱硫工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保设备技术领域,涉及一种用于对烟气中的二氧化硫进行脱除和回收处理的塔内结晶氨法脱硫工艺及装置。其装置包括有脱硫塔和位于塔外的吸收循环槽、浓缩循环槽、硫铵稠厚器、离心机及干燥器,其特征是,在脱硫塔的进烟口以下设置有结晶段和氧化段;结晶段上部的溶液溢流口通至浓缩循环槽;氧化段的吸收液入口与主吸收段下部的出口连接,氧化段的吸收液出口通入吸收循环槽;吸收循环槽的出口管路分别通入降温吸收段、主吸收段下层和主吸收段上层;浓缩循环槽的出口管路分别通入硫铵稠厚器和降温吸收段;硫铵稠厚器的晶浆出口连接至离心机及干燥器。本发明在保证正常脱硫效率前提下,既节省了投资又大大降低了运行成本。

Description

塔内结晶氨法脱硫工艺及装置

技术领域

本发明属于环保设备技术领域,涉及一种用于对烟气中的二氧化硫 进行脱除和回收处理的塔内结晶氨法脱硫工艺及装置。 背景技术

传统的烟气脱硫工艺主要釆用4丐法脱硫技术,其存在着二次污染及 脱硫石膏的难以处置等缺陷。与钙法脱硫工艺相比,现有的氨法脱硫工 艺是利用氨吸收烟气中的二氧化硫,其反应为气-液或气-气相反应,反 应速度快,吸收剂利用率高,吸收设备体积可大大减小。但氨法脱硫应 用于燃煤锅炉烟气的脱硫时,现有的各类技术普遍存在着氨耗高、气溶 胶难以消除、吸收液处理成本高、操作难度大等问题。由于通常氨法烟 气脱硫是用氨吸收二氧化硫生成亚硫酸铵,然后用空气氧化,但高浓度 的亚硫酸铵不能快速完全被直接氧化成硫酸铵,而是在较低浓度下氧化 后通过蒸发浓缩工艺获得产物,其蒸发量大,能耗大且流程长,设备多、 占地大,运行费用高,装置的经济性较差。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种以氨作吸收剂,能够集烟 气的洗涤、降温、吸收、脱水、除雾及吸收后的副产品的氧化、浓缩、 结晶等功能于一体的塔内结晶氨法脱硫工艺及装置,使其在保证脱硫效 率和副产品质量的条件下,能够实减少后处理设备和能耗,降低运行成本。本发明的塔内结晶氨法脱硫装置包括有一个脱硫塔和位于塔外的 吸收循环槽、浓缩循环槽、硫铵稠厚器、离心机及干燥器;脱硫塔的中 部设置进烟口,顶部设置出烟口,在进烟口和出烟口之间由下至上设置

有降温吸收段、主吸收段、脱水除雾段;降温吸收段与主吸收段之间设

置有仅供烟气通过的气帽,降温吸收段设置有若干层喷淋装置,主吸收 段设置有若干层填料及喷淋装置,脱水除雾段设置有除雾填料和工艺水

喷淋装置;在进烟口以下,由上至下设置有结晶段和氧化段,结晶段与 氧化段之间通过隔板相分隔;结晶段上部设置有溶液溢流口,溶液溢流 口通至浓缩循环槽;氧化段底部设置有与压缩空气相通的空气分布器, 氧化段下部设置有吸收液入口,氧化段上部设置有吸收液出口,吸收液 入口与主吸收段下部的出口连接,吸收液出口通入吸收循环槽;吸收循 环槽的出口管路分为三路,第一路通至降温吸收段,第二路通至主吸收 段下层的喷淋装置,第三路通至主吸收段上层的喷淋装置;吸收循环段 的溢流口通至浓缩循环槽,浓缩循环槽的出口管路分为两路, 一路通入 硫铵稠厚器,另一路通至降温吸收段的喷淋装置;'硫铵稠厚器的晶浆出 口连接至离心机及干燥器,硫铵稠厚器的母液溢流口通至浓缩循环槽; 此外,主吸收段的喷淋装置及浓缩循环槽分别与氨吸收剂的储槽连接, 用来补入氨吸收剂。结晶段可设置有搅拌装置,该搅拌装置可釆用气体 搅拌装置,其进气口与氧化段的出气口连接。

本发明的塔内结晶氨法脱硫工艺流程如下:

a.烟气从脱硫塔中部的进烟口进入脱硫塔,在降温吸收段通过吸收 液喷淋进行降温和初步吸收后经气体分布器进入主吸收段进行脱硫反应,然后进入脱水除雾段进行脱水除雾后排放,降温吸收段的液气比控

制在1: 2000 ~ 1: 200,主吸收段的液气比控制在1: 5000 ~ 1: 200, 主吸收段铵盐含量《35%;

b. 主吸收段下来的吸收液由注吸收段进入氧化段,由泵入的空气进 行氧化,氧化停留时间不小于1小时,且硫铵溶液的浓度不大于35%, 然后由氧化段进入吸收循环槽;

c. 由吸收循环槽泵出的吸收液分为三路,第一路作为中间产品进降 温吸收段,其占输出量的5-15%;第二路进主吸收段上段,其占输出量 的35-50%;第三路进主吸收段下段,其占输出量的35-60%,并且在进 塔前补入氨吸收剂;

d. 由吸收循环槽溢流口溢出的吸收液进入浓缩循环槽;由浓缩循环 槽输出的浓缩液分为两路,第一路送后处理稠厚器稠厚,其占输出量的 15-30%;另一路(约70-85% )从脱硫塔的降温吸收段进入塔内与烟气逆 流接触,经高温烟气的蒸发作用蒸发水分后在结晶段结晶,然后溢流到 浓缩循环槽进行再循环;

e. 在结晶段,溶液在塔内停留时间应大于30分钟,以形成晶颗大 于0.2mm的硫酸铵晶体;为防晶体沉降,在结晶段可设置有撹拌装置, 搅拌装置可采用空气搅拌装置或电动搅拌装置等,空气搅拌装置可采用 氧化段排出的气体作为气体来源;

f. 由浓缩循环槽进入稠厚器的浆液在稠厚器中分离,母液回浓缩循 环槽,含固量大于35%的晶浆送离心机分离,离心机母液回浓缩循环槽, 含水量小于1%的硫铵送干燥器进一步干燥至成品。本发明通过吸收液的多重循环,可以在脱硫塔内实现副产品硫酸铵 的结晶,无需在后处理工序消耗大量蒸汽进行浓缩结晶,从而在保证正 常脱硫效率前提下,既节省了投资又大大降低了运行成本。 附图说明图1是本发明实施例的装置结构及工艺流程示意图。图中:l为脱硫塔、ll为进烟口、 12为出烟口、 13为降温吸收段、 14为主吸收段、15为脱水除雾段、16为气帽、17为喷淋装置、18为结 晶段、19为氧化段、181为溶液溢流口、 182为搅拌装置、191为吸收 液入口、 192为吸收液出口、 193为空气分布器、2为吸收循环槽、3为 浓缩循环槽、4为硫铵稠厚器、5为离心机、6为干燥器。 具体实施方式实施例:处理对象为蒸发量220t/h的燃煤锅炉一座,烟气量 280000Nm3/h,锅炉耗煤量32t/h,燃煤的全硫3%,排烟温度140 。C。脱硫工艺流程及装置如图1,核心设备脱硫塔高39米,直径 7.8米,主吸收段填料为Y125波紋填料。塔的进烟口上方为降温 吸收段,降温吸收段上层(距降温吸收段与主吸收段间隔板1. 5米 的位置)为一层低浓度吸收液补充液喷淋层(设防堵喷头9只); 降温吸收段下层(距降温吸收段与主吸收段间隔板3. 5米的位置) 为一层浓缩液喷淋层(设防堵喷头23只);烟气入口底至结晶段 底部隔板间设塔内结晶层,结晶段溢流口距隔板l米,在结晶段均布空气分布管作为气体搅拌装置,该装置引氧化段氧化空气作搅拌气。稠厚器d) 4500 x 3500,离心机、干燥器的处理能力为5t/h, 干燥器的热源为蒸汽。 搡作参数:吸收段一一吸收循环液含铵盐浓度32%,喷淋量300m7h,补 充液氨780. 3kg/h,烟气吸收段的烟气温度53。C。降温吸收段一一浓缩循环液浓度为含固量10%,喷淋量 160m3/h,烟气出降温吸收段的温度为66匸。脱水除雾段一一补水量12m3/h。处理结果:尾气中二氧化硫含量174. 8mg/ Nm3,尾气中氨的含量3 mg/ Nm3。脱硫装置总压力降970Pa。副产符合GB535标准一级品的硫酸 铵3366kg/h,而蒸汽消耗(干燥器用汽)为100kg/h,电耗为430kw。

Claims (5)

1、一种塔内结晶氨法脱硫装置,其特征是:它包括有一个脱硫塔和位于塔外的吸收循环槽、浓缩循环槽、硫铵稠厚器、离心机及干燥器;脱硫塔的中部设置进烟口,顶部设置出烟口,在进烟口和出烟口之间由下至上设置有降温吸收段、主吸收段、脱水除雾段;降温吸收段与主吸收段之间设置有仅供烟气通过的气帽,降温吸收段设置有若干层喷淋装置,主吸收段设置有若干层填料及喷淋装置,脱水除雾段设置有除雾填料和工艺水喷淋装置;在进烟口以下,由上至下设置有结晶段和氧化段,结晶段与氧化段之间通过隔板相分隔;结晶段上部设置有溶液溢流口,溶液溢流口通至浓缩循环槽;氧化段底部设置有与压缩空气相通的空气分布器,氧化段下部设置有吸收液入口,氧化段上部设置有吸收液出口,吸收液入口与主吸收段下部的出口连接,吸收液出口通入吸收循环槽;吸收循环槽的出口管路分为三路,第一路通至降温吸收段,第二路通至主吸收段上层的喷淋装置,第三路通至主吸收段下层的喷淋装置;吸收循环槽的溢流口通至浓缩循环槽,浓缩循环槽的出口管路分为两路,一路通入硫铵稠厚器,另一路通至降温吸收段的喷淋装置;硫铵稠厚器的晶浆出口连接至离心机及干燥器,硫铵稠厚器的母液溢流口通至浓缩循环槽;此外,主吸收段的喷淋装置及浓缩循环槽分别与氨吸收剂的储槽连接。
2、 根据权利要求l所述的塔内结晶氨法脱硫装置,其特征是:结 晶段设置有搅拌装置。
3、 根据权利要求2所述的塔内结晶氨法脱硫装置,其特征是:所述搅拌装置为气体分布管,其进气口与氧化段的出气口连接。
4、 一种在权利要求1所述脱硫装置中进行的塔内结晶氨法脱硫工艺,其特征是:a. 烟气从脱硫塔中部的进烟口进入脱硫塔,在降温吸收段通过吸收 液喷淋进行降温和初步吸收后经气帽进入主吸收段进行脱硫反应,然后 进入脱水除雾段进行脱水除雾后排放,降温吸收段的液气比控制在1: 2000 - 1: 200,主吸收段的液气比控制在1: 5000 - 1: 200,主吸收段 铵盐含量<35%;b. 主吸收段下来的吸收液由主吸收段进入氧化段,由泵入的空气进 行氧化,氧化停留时间不小于l小时,且硫铵溶液的浓度不大于35%, 然后由氧化段进入吸收循环槽;c. 由吸收液循环槽输出的吸收液分为三路,第一路作为中间产品进 降温吸收段,其占输出量的5-15%;第二路通至主吸收段上层的喷淋装 置进主吸收段上段,其占输出量的35-50%;第三路通至主吸收段下层的 喷淋装置进主吸收段下段,其占输出量的35-60%,并且在进塔前补入氨 吸收剂;d. 由浓缩循环槽输出的浓缩液分为两路,第一路送硫铵稠厚器稠 厚,其占输出量的15-30%;另一路从脱硫塔的降温吸收段进入塔内与烟 气逆流接触,经高温烟气的蒸发作用蒸发水分后在结晶段结晶,然后溢 流到浓缩循环槽进行再循环;e. 在结晶段,溶液在塔内停留时间大于30分钟;f. 由浓缩循环槽进入硫铵稠厚器的浆液在硫铵稠厚器中分离,母液 回浓缩循环槽,含固量大于35%的晶浆送离心机分离,离心机母液回浓 缩循环槽,含水量小于1%的硫铵送干燥器进一步干燥至成品。
5、根据权利要求4的塔内结晶氨法脱硫工艺,其特征是:在结晶段设置有搅拌装置,搅拌装置采用空气搅拌装置,空气搅拌装置以氧化 段排出的气体作为气体来源。
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