CN101433798B - 塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法及其装置，包括以下步骤：(1)烟气经除尘后被送入提浓塔顶部，烟气经降温增湿后首先进入脱硫吸收系统的一级文丘里段，与雾化后的氨水接触并发生一级吸收发应，然后进行二、三级脱硫，净化后的烟气排放；(2)脱硫塔内生成的亚硫酸铵溶液经氧化后从氧化罐上部溢流入母液罐内；(3)母液罐内的硫酸铵溶液经母液泵被送入提浓塔顶部，经雾化后与高温烟气进行热交换，形成含晶体3-5％的过饱和溶液，由提浓塔底部流出，经浆液泵送入旋液分离器进行一级固液分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部流出的晶液混合液自流入离心机进行二级固液分离，清液自流入母液罐，固体硫酸铵被送入自动包装机包装入库。本发明的方法过程简单，投资大大降低，可以回收农用级硫酸铵和工业级硫酸铵。
Description
技术领域
本发明涉及一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，同时还涉及一种高效湿式氨回收法脱硫装置，属于环境保护技术领域。
背景技术
我国是以煤为主要能源的国家，硫氧化物和烟尘为主的煤烟型大气污染一直占主导地位，已经成为世界硫氧化物污染最严重的国家之一，到目前为止，脱硫方法有很多种，主要有干法和湿法两大类，氨法脱硫做为湿法脱硫中的一种，其是用含氨的水溶液与烟气接触，对二氧化硫进行化学吸收，生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵溶液，而这两种溶液很容易分解，存放或运输中容易形成二次污染，也导致产物很难被充分利用。目前，国内的氨法脱硫方法基本上是借鉴美国玛苏来的技术，采用塔内氧化提浓的方法进行脱硫和硫铵回收，在使用过程中，该方法存在有以下几个问题：(1)由于氧化工序和提浓工序是在同一个脱硫塔内进行，增加了塔体高度，导致塔内结构非常复杂，同时为解决设备运行中的安全检修问题，还必须增设事故罐及管道泵阀等备用设施.增大了建设投入和系统的运行维护费用；(2)由于采用塔内氧化，脱硫系统始终在弱酸性条件下运行，使得吸收率低，增加了能耗；同时腐蚀特别严重，这就使得对于设备的防腐要求很高，增大了设备投入及系统的运行维护费用；(3)塔内氧化是采用暴气鼓泡氧化，空气与亚硫酸铵溶液不能充分接触，很难达到较高的氧化率，为保证硫铵产品中不含亚硫酸铵，就必须增加氧化时间，以提高氧化率，否则，硫铵产品纯度低，含有部分亚硫酸铵及一定量烟尘，在肥料使用时，其中的亚硫酸铵烧苗，导致产品根难推广使用；(4)采用塔内提浓，会使塔内形成硫铵结块，易造成堵塞，影响脱硫系统的正常运行，增加了维护费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，以高效脱硫，并对脱硫后的产物进行无害化处理。
同时，本发明的目的还在于提供一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法用装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，包括以下步骤：
(1)锅炉来的烟气经除尘器除尘后，再经引风机进入提浓塔顶部，烟气经降温增湿后首先进入脱硫吸收系统的一级文丘里段，与雾化后一定浓度的氨水接触并发生一级吸收发应，然后进入主脱硫塔，通过脱硫塔中上部的循环喷淋层与脱硫塔亚铵液泵泵入的亚硫酸铵溶液再次雾化充分接触吸收，进行二、三级脱硫，净化后的烟气通过除雾器脱出液滴后经烟囱达标排放；
(2)脱硫塔内生成的亚硫酸铵溶液经亚铵液泵送入氧化罐内进行两级氧化，使亚硫酸铵溶液全部被氧化成硫酸铵溶液，氧化后的溶液从氧化罐上部溢流入母液罐内；
(3)母液罐内的硫酸铵溶液经母液泵被送入提浓塔顶部，经雾化后与高温烟气进行热交换，将硫酸铵溶液中的水分蒸发，形成含晶体3-5％的过饱和溶液，由提浓塔底部流出，经浆液泵送入旋液分离器进行一级固液分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部流出的晶液混合液自流入离心机进行二级固液分离，清液自流入母液罐，固体硫酸铵被送入自动包装机包装入库。
所述的步骤(1)中的稀氨水的浓度为4-5％。
所述的脱硫工序与氧化工序之间还设置有除杂工序与中和工序，即生成的亚硫酸铵溶液被送入除杂罐进行除杂，然后经过滤机过滤后，滤渣排放出去，滤液进入中和罐用硫酸中和，然后送入氧化罐内进行氧化。
所述的除杂工序中加入浓氨水进行除杂。
所述的浓氨水的浓度为18-20％。
所述的中和工序中加入硫酸进行中和，其中硫酸的浓度为30一40％。
同时，本发明的技术方案还采用了一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，包括氨水罐、提浓塔、脱硫塔、氧化罐、母液罐，提浓塔与脱硫塔相连，经电除尘后的烟气先进入提浓塔，经降温增湿后进入脱硫塔，氨水泵将氨水罐内的氨水送入到提浓塔与脱硫塔之间的文丘里预脱硫段，在脱硫塔的顶部设置有出烟口，脱硫塔的塔底溶液池的底部通过亚铵液泵与脱氧塔外的氧化罐相连，在氧化罐上部设置有溢流出口，氧化罐内的溶液经溢流出口溢流至母液罐，经母液泵再送至提浓塔。
所述的提浓塔的塔底连接有一浆液泵，将塔底晶液送入旋液分离器进行一级液固分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部与一离心机相连进行二级液固分离，母液自流入母液罐。
所述的脱硫塔与氧化罐之间还设置有一除杂罐，除杂罐与一过滤离心机相连，在过滤离心机下部溶液出口处连接有一中和罐，中和罐与氧化罐相连。
所述的烟气通过引风机被送入提浓塔。
本发明的化学反应原理为：
在脱硫塔内吸收反应如下：
SO2+NH3＝(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O＝2NH4HSO3
NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3
在氧化罐内亚硫酸铵被空气氧化成硫酸铵的反应如下：
(NH4)2SO3+1/2O2＝(NH4)2SO4
本发明是在脱硫塔前设置了一台增湿提浓塔，干烟气增湿后，温度降低，进脱硫塔后有利于吸收反应，可以减小液气比，节省动力消耗；本发明可以利用原干烟气的热量，将母液罐送来的硫酸铵溶液水分蒸发，不消耗蒸汽就可获得硫酸铵副产品。另外，空塔提浓，在塔内形成含晶体3-5％的硫酸铵过饱和溶液，将其直接送到旋流分离器和离心机进行分离包装入库.硫酸铵在塔内不停留，不存在结块堵塞，能确保整个装置长期稳定运行。氧化过程在塔外进行，专门设置一台湿式氨回收法脱硫工艺专用氧化罐，进行雾化挤压强制氧化和暴气鼓泡氧化双重作用，空气量为理论值的3-4倍，亚硫铵溶液在罐内停留时间大于4h，可使氧化率达到99％以上，与塔内氧化相比节电50％左右；采用塔外氧化，可控制脱硫塔在微碱性条件下运行，设备管道、泵及阀被腐蚀的几率小，提高了吸收反应速率，可以提高空塔气速，减小塔径，减少投资，又可减小液气比，节省动力消耗，降低年运行费用；同时也提高了硫酸铵产品纯度，亚硫酸铵含量极少，易于销售。本发明的方法过程简单，投资大大降低，即可以回收农用级硫酸铵，又可以回收工业级硫酸铵。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的另一种实施方式的工艺流程图；
图3为本发明的一种实施方式的结构示意图；
图4为本发明的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法用于回收农用级硫酸铵，包括以下步骤：
(1)锅炉来的烟气经除尘器除尘后，再经引风机进入提浓塔顶部，烟气经降温增湿后首先进入脱硫吸收系统的一级文丘里段，与雾化后浓度为5％的氨水接触并发生一级吸收发应，然后进入主脱硫塔，通过脱硫塔中上部的循环喷淋层与脱硫塔亚铵液泵泵入的亚硫酸铵溶液再次雾化充分接触吸收，进行二、三级脱硫，净化后的烟气通过除雾器脱出液滴后经烟囱达标排放；
(2)脱硫塔内生成的亚硫酸铵溶液经亚铵液泵送入氧化罐内进行两级氧化，使亚硫酸铵溶液全部被氧化成硫酸铵溶液，氧化后的溶液从氧化罐上部溢流入母液罐内；
(3)母液罐内的硫酸铵溶液经母液泵被送入提浓塔顶部，经雾化后与高温烟气进行热交换，将硫酸铵溶液中的水分蒸发，形成含晶体4％的过饱和溶液，由提浓塔底部流出，经浆液泵送入旋液分离器进行一级固液分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部流出的晶液混合液自流入离心机进行二级固液分离，清液自流入母液罐，固体硫酸铵被送入自动包装机包装入库。
如图3所示，本实施例所使用的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，包括氨水罐1、提浓塔2、脱硫塔3、氧化罐4、母液罐5，提浓塔2与脱硫塔3相连，电除尘器烟气先进入提浓塔2内，经降温增湿后被送入脱硫塔3，氨水泵6将氨水罐1内的氨水送入到提浓塔2与脱硫塔3之间的文丘里预脱硫段，在脱硫塔3的顶部设置有出烟口7，脱硫后的净烟气从烟囱16排出去，脱硫塔3的塔底溶液池的底部通过亚铵液泵21与脱硫塔3外的氧化罐4相连，与经罗茨风机20送入的空气充分接触氧化，在氧化罐4上部设置有溢流出口9，氧化罐4内的溶液经溢流出口9溢流至母液罐5，经母液泵10再送至提浓塔2内，提浓塔2的塔底连接有一浆液泵，将晶液送入旋液分离器11，清液自流入母液罐5，旋液分离器11下部与离心机12相连进行液固分离，母液自流入母液罐5，固体硫酸铵被送入自动包装机19包装入库。除尘后的烟气是经过引风机13被送入到提浓塔2内的。
实施例2
如图2所示，本实施例的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法用于回收工业级硫酸铵，包括以下步骤：
(1)经电除尘器除尘后的烟气先进入提浓塔，经提浓塔的降温增湿后由下部出来，经文丘里预脱硫段与加入的浓度为5％的稀氨水雾化接触吸收烟气中的SO2，经过二级或三级脱硫后，生成亚硫酸铵溶液，脱硫后的净烟气从烟囱排放；
(2)生成的亚硫酸铵溶液经亚铵液泵被送入除杂罐进行除杂，然后经过滤机过滤后，滤渣排放出去，滤液进入中和罐用深度为38％的硫酸中和，然后送入氧化罐内进行氧化，在氧化罐内与风机送入的空气充分接触氧化后，形成硫酸铵溶液，形成的硫酸铵溶液从氧化罐的溢流出口流至母液罐，然后再被送入提浓塔中；
(3)利用原高温电除尘器烟气的热量将被再次送入到提浓塔内的硫酸铵溶液的水分蒸发，形成含晶体5％的过饱和溶液，由提浓塔塔底流出，经浆液泵被直接送入旋液分离器进行一级液固分离，旋液分离器顶部出来的含烟尘的轻液经过滤离心机将粉尘滤出，清液自流入母液罐，旋液分离器下部流出的晶液混合液自流入离心机进行二级液固分离，母液自流入母液罐，固体硫酸铵被送入干燥机，干燥至含水1％的硫酸铵成品，进入自动包装机包装入库。
如图4所示，本实施例所使用的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，包括氨水罐1、提浓塔2、脱硫塔3、氧化罐4、母液罐5、除杂罐8、中和罐15，提浓塔2与脱硫塔3相连，经除尘后的烟气先进入提浓塔2内，经降温增湿后被送入脱硫塔3，氨水泵6将氨水罐1内的氨水送入到到提浓塔2与脱硫塔3之间的文丘里预脱硫段，在脱硫塔3的顶部设置有出烟口7，脱硫后的净烟气从烟囱16排放出去，脱硫塔3的塔底溶液池的底部通过亚氨液泵21与除杂罐8相连，除杂罐8与一过滤机17相连，经过滤机17过滤后的滤液进入到中和罐15进行中和，被中和后的溶液被送入脱硫塔3外的氧化罐4内与经罗茨风机20送入的空气充分接触氧化，在氧化罐4上部设置有溢流出口9，氧化罐4内的溶液经溢流出口9溢流至母液罐5，经母液泵10再送至提浓塔2内，提浓塔2的塔底连接有浆液泵，将晶液送入旋液分离器11进行一级固液分离，旋液分离器11顶部出来的含烟尘的轻液经过滤离心机12将粉尘滤出，清液自流入母液罐5，旋液分离器11下部与离心机12相连进行二级固液分离，母液自流入母液罐5，固体硫酸铵被干燥机18干燥后送入自动包装机19包装入库。除尘后的烟气是经过引风机13被送入到提浓塔2内的。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)锅炉来的烟气经除尘器除尘后，再经引风机进入提浓塔顶部，烟气经降温增湿后首先进入脱硫吸收系统的一级文丘里段，与雾化后一定浓度的氨水接触并发生一级吸收发应，然后进入主脱硫塔，通过脱硫塔中上部的循环喷淋层与脱硫塔亚铵液泵泵入的亚硫酸铵溶液再次雾化充分接触吸收，进行二、三级脱硫，净化后的烟气通过除雾器脱出液滴后经烟囱达标排放；
(2)脱硫塔内生成的亚硫酸铵溶液经亚铵液泵送入氧化罐内进行两级氧化，使亚硫酸铵溶液全部被氧化成硫酸铵溶液，氧化后的溶液从氧化罐上部溢流入母液罐内；
(3)母液罐内的硫酸铵溶液经母液泵被送入提浓塔顶部，经雾化后与高温烟气进行热交换，将硫酸铵溶液中的水分蒸发，形成含晶体3～5％的过饱和溶液，由提浓塔底部流出，经浆液泵送入旋液分离器进行一级固液分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部流出的晶液混合液自流入离心机进行二级固液分离，清液自流入母液罐，固体硫酸铵被送入自动包装机包装入库。
2.根据权利要求1所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：所述步骤(1)中氨水的浓度为4-5％。
3.根据权利要求2所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫工序与氧化工序之间还设置有除杂工序与中和工序，即生成的亚硫酸铵溶液被送入除杂罐进行除杂，然后经过滤机过滤后，滤渣排放出去，滤液进入中和罐用硫酸中和，然后送入氧化罐内进行氧化。
4.根据权利要求3所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：所述的除杂工序中加入浓氨水进行除杂。
5.根据权利要求4所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：所述的浓氨水的浓度为18-20％。
6.根据权利要求4所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫方法，其特征在于：所述的中和工序中加入硫酸进行中和，其中硫酸的浓度为30-40％。
7.一种塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，其特征在于：包括氨水罐、提浓塔、脱硫塔、氧化罐、母液罐，提浓塔与脱硫塔相连，经电除尘后的烟气先进入提浓塔，经降温增湿后进入脱硫塔，氨水泵将氨水罐内的氨水送入到提浓塔与脱硫塔之间的文丘里预脱硫段，在脱硫塔的顶部设置有出烟口，脱硫塔的塔底溶液池的底部通过亚铵液泵与脱硫塔外的氧化罐相连，在氧化罐上部设置有溢流出口，氧化罐内的溶液经溢流出口溢流至母液罐，经母液泵再送至提浓塔。
8.根据权利要求7所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，其特征在于：所述的提浓塔的塔底连接有一旋液分离器进行一级液固分离，清液自流入母液罐，旋液分离器下部与一离心机相连进行二级液固分离，清液自流入母液罐。
9.根据权利要求8所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，其特征在于：所述的脱硫塔与氧化罐之间还设置有一除杂罐，除杂罐与一过滤离心机相连，在过滤离心机下部溶液出口处连接有一中和罐，中和罐与氧化罐相连。
10.根据权利要求7-9中任一条所述的塔外氧化提浓的高效湿式氨回收法脱硫装置，其特征在于：所述的烟气通过引风机被送入提浓塔。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110629 Termination date: 20141112 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |