CN102485325B - 硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺 - Google Patents

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Abstract

一种硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺，其特征是：以硫酸铵为过程吸收剂，以硫酸铵、亚硫酸铵与电石泥(氢氧化钙)反应生成氨为吸收剂，烟气在吸收塔中部进入与吸收液逆流接触传质，从塔顶离开，浆液大部分在吸收塔中循环，小部分浆液送脱硫渣脱水，脱硫渣脱水工艺水回吸收系统。本发明的有益效果是：脱硫吸收塔脱硫速度加快，相同的塔可处理更多的烟气；吸收塔操作弹性大，操作稳定，操作能耗低；脱硫的同时达到部分脱硝；脱硫渣后处理工序保留更大的综合利用空间，包括设煅烧工序回收二氧化硫。

Description

硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺
技术领域
本发明属于锅炉尾气处理领域。本发明涉及一种除去二氧化硫的方法，更具体地说，是一种以电石泥为原料，硫酸铵为介质的湿式脱硫、部分脱硝的方法。
背景技术
我国的能源结构90％以上以燃煤作为动力，燃烧煤炭都会产生SO2，其中以电厂排放量最大，由SO2为主所致的酸雨污染危害面积已占国土面积的约40％，全国每年因此而造成的经济损失已达上千亿元。
目前，世界上烟气脱硫的方法已达100多种，工业上应用的方法也约有20种。其中湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的85％左右，其中氨法脱硫仅次于石灰/石膏法，在当今脱硫技术中居重要地位。
氨法脱硫相关专利如下：
CN1093015A公开了一种吸收氧化硫并同时生产硫酸铵的方法，采取预吸收塔和吸收塔两塔吸收二氧化硫并生成硫酸铵。
CN1211465公开了一种脱硫方法，采取硫酸铵并流预吸收和氨水吸收，采取的是一个设备两个空间。
CN1104935C公开了一种从烟气中除去二氧化硫的方法，其中烟气在洗涤器的洗涤区中用吸收流体逆流处理。吸收流体是由氨水、从洗涤区下的洗涤器中抽出并不经中间处理的亚硫酸铵流体和从氧化装置返回的硫酸铵溶液的混合物组成。
CN1401414公开了一种从烟道气中脱除二氧化硫并制得硫酸铵的方法，其特征是：使烟道气通过亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵与烟道气中的二氧化硫和水发生反应生成亚硫酸氢铵溶液，再向亚硫酸氢铵溶液中加氨，反应生成亚硫酸铵溶液，再在含氧气体中用电子束辐照亚硫酸铵，使之生成硫酸铵。
氨法脱硫，利用氨吸收二氧化硫，反应属于气液相反应，与石灰/石膏法相比具有吸收速度快、无结垢的优点；但该法也有设备磨损严重，脱硫除尘效率不够高，需消耗价值较高的氨，副产硫酸铵价值低的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从烟气中除去二氧化硫的方法，改变脱硫过程，提高脱硫效率。
本发明的方法是以硫酸铵为过程吸收剂，以硫酸铵、亚硫酸铵与电石泥(氢氧化钙)反应生成氨为吸收剂，烟气在吸收塔中部进入与吸收液逆流接触传质，从塔顶离开，浆液大部分在吸收塔中循环，小部分浆液送脱硫渣脱水，脱硫渣脱水工艺水回吸收系统。
本发明体现在以下几点：
(1)吸收剂主要成分是硫酸铵，其次是亚硫酸铵和氨，其中硫酸铵浓度达20～40％；吸收剂氨在吸收塔内循环。
(2)吸收塔底部可设氧化风机，也可不设氧化风机。常规设氧化风机时脱硫渣主要成分为硫酸钙；不设氧化风机时脱硫渣主要成分为亚硫酸钙
(3)以硫酸铵为过程吸收剂，抑制了氢氧化钙在烟气环境下生成碳酸钙的反应，促进电石泥完全反应，脱硫渣品质较好，开辟了脱硫渣综合利用空间。
本发明的具体实现过程如下：
整个脱硫反应可以分为5步：(1)烟气中二氧化硫由气相进入液相，与水结合成为亚硫酸；(2)亚硫酸与硫酸铵液反应生成硫酸氢铵和亚硫酸氢铵；(3)硫酸氢铵和亚硫酸氢铵与氨发生中和反应分别生成硫酸铵和亚硫酸铵；(4)亚硫酸铵、硫酸铵使氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，同时生成氨；(5)亚硫酸钙氧化生成硫酸钙。
每步对应的反应式如下：
SO2+H2O＝H2SO3   (1)
(NH4)2SO4+H2SO3＝NH4HSO4+NH4HSO3   (2)
NH4HSO4+NH3＝(NH4)2SO4   (3-1)
NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3   (3-2)
(NH4)2SO3+Ca(OH)2＝CaSO3↓+2NH3+2H2O   (4-1)
(NH4)2SO4+Ca(OH)2＝CaSO4+2NH3+2H2O   (4-2)
烟气与再生氨首先进入脱硫塔中部，与从上部喷淋下的循环液接触首先发生如反应式(1)、(2)的脱硫反应；电石泥注入吸收塔底部，在侧搅拌的作用下与塔内浆液混合，发生反应式(4-1)、(4-2)的生成氨反应；脱硫反应后的吸收液与生成的氨发生反应式(3-1)、(3-2)的中和反应。空气用罗茨风机鼓入脱硫塔下部槽体，将循环液中亚硫酸钙氧化成硫酸钙，参见反应式(5)。通过喷淋洗涤，烟气中的二氧化硫、粉尘被除去，再经塔顶工艺水洗涤，离开吸收系统送烟囱。脱硫塔下部槽体部分溶液由浆液泵送脱硫渣脱水。
从浆液泵送来的浆液，经旋流器浓缩后通过压滤机分离，液相再回送吸收工序，固相经洗涤送后处理工序。
附图说明
附图1是本发明实施例1的工艺流程示意图
具体实施方式
实施例1
图1中吸收塔1，循环泵2，浆液泵3，旋流器4，压滤机5，工艺水槽6，工艺水泵7，电石泥浆槽8，电石泥浆液泵9；烟气A，净化烟气B，洗涤水C，脱硫渣D，电石泥E。
进入吸收塔1的流量为200000Nm3/h，温度为140℃的烟气A首先进入脱硫吸收塔1中部，与从上部喷淋下的循环液接触，通过循环泵2的循环液中硫酸铵的浓度为30％，循环液量为480m3/h；不设氧化风机；805Kg/h的50％电石泥E进入电石泥浆液槽8，由电石泥浆液泵9输送进吸收塔1底部，在侧搅拌的作用下与塔内浆液混合。通过喷淋洗涤，烟气中的二氧化硫、粉尘被除去，再经塔顶50℃工艺水洗涤，净化烟气B离开吸收系统送烟囱。脱硫塔下部槽体溶液温度约80℃，部分浆液由浆液泵3排至脱硫渣脱水工序，流量为20m3/h。
由吸收塔1底部来浆液经浆液泵3送旋流器，旋流器3底流送压滤机5，滤渣再经洗涤水C洗涤后送脱硫渣D后处理工序。旋流器4的顶流、压滤机过滤液及洗涤水收集于工艺水槽6，由工艺水泵7送吸收塔1顶部。
本例1能达到的效果：(1)脱硫率≥97％；(2)脱硝率≥30％；(3)脱硫渣中氢氧化钙、碳酸钙含量≤1.0％。
本发明的有益效果是：脱硫吸收塔脱硫速度加快，相同的塔可处理更多的烟气；吸收塔操作弹性大，操作稳定，操作能耗低；脱硫的同时达到部分脱硝；脱硫渣后处理工序保留更大的综合利用空间，包括设煅烧工序回收二氧化硫。

Claims (4)

1.硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺，是以硫酸铵为过程吸收剂，以硫酸铵、亚硫酸铵与电石泥反应生成氨为吸收剂，烟气在吸收塔中部进入与吸收液逆流接触传质，从塔顶离开，浆液大部分在吸收塔中循环，小部分浆液送脱硫渣脱水，脱硫渣脱水工艺水送回吸收系统；其脱硫反应具体步骤为：
a、烟气中二氧化硫由气相进入液相，与水结合成为亚硫酸；
b、亚硫酸与硫酸铵液反应生成硫酸氢铵和亚硫酸氢铵；
c、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵与氨发生中和反应分别生成硫酸铵和亚硫酸铵；
d、亚硫酸铵、硫酸铵与电石泥中的氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，同时生成氨；
e、亚硫酸钙氧化生成硫酸钙。
2.根据权利要求1所述的硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺，其特征在于：吸收剂主要成分是硫酸铵，其次是亚硫酸铵和氨，其中硫酸铵浓度达20～40％；吸收剂氨在吸收塔内循环。
3.根据权利要求1所述的硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺，其特征在于：吸收塔底部常规设氧化风机时脱硫渣主要成分为硫酸钙；不设氧化风机时脱硫渣主要成分为亚硫酸钙。
4.根据权利要求1所述的硫铵-电石泥法烟气脱硫工艺，其特征在于：以硫酸铵为过程吸收剂，抑制了氢氧化钙在烟气环境下生成碳酸钙的反应，促进电石泥完全反应，脱硫渣品质较好，开辟了脱硫渣综合利用空间。
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