CN103949155B - 用于降低Cl-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺及装置，它是将硫铵蒸发结晶系统结晶器中排出的硫铵结晶浓溶液分离出固体硫酸铵之后，其离心分离液不返回结晶器，而是进入到耙式真空蒸发干燥器中，耙式真空蒸发干燥器通入蒸汽，使分离液蒸发、干燥；分离液分离出的固体从耙式真空蒸发干燥器下部中排放并加工；在耙式真空蒸发干燥器中蒸发出的气体从耙式真空蒸发干燥器上部进入到空气过滤器中，以分离出硫酸铵颗粒；从空气过滤器中出来的气体进入到冷凝冷却器中，以分离出不凝性气体；分离出来的不凝性气体进入到真空泵中，并通过真空泵排放。本发明可有效降低氨法脱硫蒸发结晶系统Cl^-浓度，解决Cl^-在蒸发结晶系统富集的难题。

Description

用于降低Cl-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺及装置

技术领域

本发明涉及氨法烟气脱硫技术领域，具体地指一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺及装置。

背景技术

氨-硫酸铵烟气脱硫工艺是利用氨作为脱硫吸收剂，生成副产物硫酸铵。氨是一种良好的碱性吸收剂，碱性强于钙基脱硫剂，用氨吸收烟气中SO₂，反应速率高，吸收剂利用率高，所以氨法脱硫工艺在电厂、烧结烟气脱硫中应用较广。

由于电厂、烧结原烟气中含有Cl^-、F^-离子等，在脱出SO₂的同时，也会将烟气中的Cl^-、F^-离子等转移到脱硫浆液中。

对于氨法脱硫双塔塔外结晶工艺，脱硫塔每天定量排出浆液，这部分浆液不再回到脱硫吸收系统，所以，脱硫塔系统的Cl^-、F^-离子不会富集。实际生产中Cl^-可以控制在8000mg/L左右。

氨法脱硫副产品硫酸铵蒸发结晶系统技术方案为：从脱硫塔排出的浓度为30～40％的硫铵浆液，通过双效蒸发结晶系统，生产65～70％的硫铵结晶溶液，具体工艺流程为：30～40％的硫铵浆液首先进入升膜加热蒸发器，在真空条件下蒸发浓缩至40～45％的浓溶液，蒸发浓缩后的硫铵浓溶液，通过管道自流进入结晶系统，结晶系统由DTB结晶器、硫铵加热器、结晶器循环泵、结晶器反冲循环泵、硫铵出料泵等组成，硫铵出料泵将结晶器中产生的65～70％的硫铵结晶浓溶液输出，送旋流器、离心机脱除自由水。经过旋流器、离心机脱除自由水分离出的固体硫酸铵产品含水约3～5％，可以带走少部分Cl^-、F^-，大部分Cl^-、F^-离子又随着旋流、离心分离液返回到结晶系统，如此循环，造成Cl^-、F^-离子的富集，形成极强的腐蚀性介质。

例如，对于一个450平米的烧结机烟气脱硫，若按烟气量160万Nm³/h，烟气中氯的浓度30mg/Nm³计算，在平衡状态下，浆液中Cl^-浓度为375g/L。实际生产中，由于部分Cl^-、F^-离子以NH₄Cl、NH₄F的形式被固体硫酸铵产品带走，以及烟气中氯的含量的变化，浆液中Cl^-一般在150000mg/L(150g/L)左右，所以蒸发结晶系统中的浆液具有极强的腐蚀性。而蒸发结晶系统设备、管道只能用不锈钢金属材料，所以引起蒸发结晶系统设备、管道的严重腐蚀。尽管在工艺设计上尽量降低蒸发系统温度，不断采取各种防腐措施，不断提高材质的防腐档次，仍然难以解决腐蚀难题，所以必须降低蒸发结晶系统浆液Cl^-浓度。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺及装置，以降低蒸发结晶系统浆液的强腐蚀性，达到延长设备使用寿命的目的。

本发明的技术方案为：

一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

1)、采用升膜蒸发器和DTB结晶器，将从脱硫塔排出的质量百分比浓度为30～40％的硫铵浆液，浓缩成质量百分比浓度为65～70％的硫酸铵结晶浆液；

2)、对所得硫酸铵结晶浆液进行固液分离，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和硫酸铵残存液；

3)、将大部分硫酸铵残存液返回至DTB结晶器中进行循环，小部分硫酸铵残存液则输入到耙式真空蒸发干燥器中，并向耙式真空蒸发干燥器通入蒸汽，使硫酸铵残存液蒸发、干燥，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和蒸发气体；

4)、将所得蒸发气体从耙式真空蒸发干燥器上部导入到空气过滤器中，进一步分离出硫酸铵颗粒；

5)、将从空气过滤器输出的气体导入到冷凝冷却器中，分离出不凝性气体；

6)、将所得不凝性气体导入到真空泵中，并通过真空泵输送至脱硫塔中。

上述方案中：

所述步骤3)中，耙式真空蒸发干燥器中分离出的冷凝水从耙式真空蒸发干燥器中排出并汇集到一起，以进行再利用。

所述步骤3)中，在耙式真空蒸发干燥器内设置两根敲击棒，当耙式真空蒸发干燥器的耙齿转到上部时，敲击棒自动掉落敲击，震动耙轴，使硫酸铵残存液从耙齿及主轴上掉落。

从所述步骤3)中获得的含水率为3～5％的固体硫酸铵产品从耙式真空蒸发干燥器下方排出，并通过输送机运送至包装机上进行加工包装。

所述耙式真空蒸发干燥器、空气过滤器、冷凝冷却器接入水或蒸汽进行吹扫冲洗；所述真空泵至脱硫塔的管道上进行蒸汽吹扫。

从空气过滤器和冷凝冷却器分离后的液体进入到冷凝灌中收集，冷凝灌通过水泵排放至排放区域。

一种为实现上述工艺而设计的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置，其特征在于：它包括耙式真空蒸发干燥器，所述耙式真空蒸发干燥器设有多个用于输送蒸汽的进气口、用于输送分离出固体硫酸铵之后的分离液的进料口和用于输送蒸发气体的出气口，所述出气口通过管道依次与空气过滤器、冷凝冷却器、真空泵连通，所述真空泵通过管道连通至脱硫塔；所述耙式真空蒸发干燥器还设有出料口和多个用于排放蒸汽冷凝水的出水口，所述出料口下方设有输送机及包装机。

进一步地，所述耙式真空蒸发干燥器内设有敲击棒。

所述空气过滤器与冷凝冷却器通过管道与冷凝灌接通，所述冷凝灌通过管道与水泵接通，所述水泵通过管道连通至排放区域。

所述冷凝灌和水泵之间设有回流管道。

本发明可有效降低氨法脱硫蒸发结晶系统Cl^-浓度，解决Cl^-在蒸发结晶系统富集的难题，并具有减缓设备腐蚀的目的，相应的可以适当的降低蒸发结晶设备材质的防腐档次，节省成本，以达到提高设备的使用寿命的目的，还可适当提高蒸发结晶器中加热蒸汽的温度，从而提高设备的能源利用效率。

附图说明

图1为本发明的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1所示的一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置，它包括耙式真空蒸发干燥器1、空气过滤器2、冷凝冷却器3、真空泵4、冷凝灌5及水泵6，耙式真空蒸发干燥器1设有多个用于输送蒸汽的进气口1.1、用于输送分离出固体硫酸铵之后的分离液的进料口1.2和用于输送蒸发气体的出气口1.3，出气口1.3通过管道依次与空气过滤器2、冷凝冷却器3、真空泵4连通，真空泵4通过管道与脱硫塔连通。通过进料口1.2向耙式真空蒸发干燥器1内输送硫酸铵残存液，随后向耙式真空蒸发干燥器1输送蒸汽，使硫酸铵残存液结晶气话，含有一些杂质的气体则通过出气口1.3被依次输送到空气过滤器2、冷凝冷却器3、真空泵4中进行过滤排放。

本实施例的空气过滤器3与冷凝冷却器4又通过管道与冷凝灌5接通，冷凝灌5通过管道与水泵6接通，水泵6通过管道连通至排放区域。

耙式真空蒸发干燥器1下部还设有出料口1.4和多个用于排放蒸汽冷凝水的出水口1.5，出料口1.4下方设有输送机7及包装机8，在耙式真空蒸发干燥器1中蒸发干燥后分离出来的固体从出料口中进入输送机7，输送机7送至包装机8中，由包装机8打包外运。

为了减少硫酸铵残存液在耙齿及主轴上的粘连，在耙式真空蒸发干燥器1内设有两根敲击棒，当耙齿转到上部，敲击棒自动掉落敲击，起到震动耙轴，防止硫酸铵残存液在耙式真空蒸发干燥器1内发生粘连现象。

另外，在冷凝灌5和水泵6之间设有回流管道，以节约利用资源。

本发明的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺过程是这样的：

1)、采用升膜蒸发器和DTB结晶器，将从脱硫塔排出的质量百分比浓度为30～40％的硫铵浆液，浓缩成质量百分比浓度为65～70％的硫酸铵结晶浆液；

2)、对所得硫酸铵结晶浆液进行固液分离，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和硫酸铵残存液；

3)、将大部分硫酸铵残存液返回至DTB结晶器中进行循环，小部分硫酸铵残存液则输入到耙式真空蒸发干燥器1中，并向耙式真空蒸发干燥器1通入蒸汽，使硫酸铵残存液蒸发、干燥，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和蒸发气体；获得的含水率为3～5％的固体硫酸铵产品需冷却到适合包装的温度，可通过往耙式真空蒸发干燥器1中通入少量空气(继续抽真空)的办法将耙式真空蒸发干燥器1中的硫酸铵颗粒进行冷却，冷却后的固体硫酸铵产品从耙式真空蒸发干燥器1下方排出，并通过输送机7运送至包装机8上进行加工包装；另外，在硫酸铵残存液蒸发、干燥的过程中分离出的冷凝水从耙式真空蒸发干燥器1中排出并汇集到一起，以进行再利用；

4)、将所得蒸发气体从耙式真空蒸发干燥器1上部导入到空气过滤器2中，进一步分离出硫酸铵颗粒；

5)、将从空气过滤器2输出的气体导入到冷凝冷却器3中，分离出不凝性气体；

6)将所得不凝性气体导入到真空泵4中，并通过真空泵4输送至脱硫塔中。

步骤3)中的小部分硫酸铵残存液在耙式真空蒸发干燥器1中进行干燥的过程中(真空条件)，为了使物料受热均匀，需利用耙齿轴的正反转动不断更新界面，但这样很容易使物料粘在耙齿和主轴上，为了降低物料的料粘，在耙式真空蒸发干燥器1中的筒体内部加二根敲击棒，当耙齿转到上部，敲击棒自动掉落敲击，起到震动耙轴的作用，以减少硫酸铵残存液在耙齿及主轴上的粘连。

耙式真空蒸发干燥器1、空气过滤器2、冷凝冷却器3接入水或蒸汽进行吹扫冲洗，以免造成容器堵塞。

由于脱硫塔内为正压，且脱硫塔连通的管道阻力因素，因此真空泵4出口需有一定压力，另外由于耙式真空蒸发干燥器1二次蒸汽携带的硫酸铵纯度较高，易溶于水，因此，在真空泵4至脱硫塔的管道上增加蒸汽吹扫，即可有效防止管道堵塞。

另外，从空气过滤器2和冷凝冷却器3分离后的液体汇集到冷凝灌5中收集，冷凝灌5通过水泵6排放至排放区域(一般返回脱硫塔)，另外，在冷凝灌5和水泵6之间设有回流管道。

本发明可有效降低氨法脱硫蒸发结晶系统Cl^-浓度，解决Cl^-在蒸发结晶系统富集的难题，并具有减缓设备腐蚀的目的，相应的可以适当的降低蒸发结晶设备材质的防腐档次，节省成本，以达到提高设备的使用寿命的目的，还可适当提高蒸发结晶器中加热蒸汽的温度，从而提高设备的能源利用效率。

Claims (7)

1.一种用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

1)、采用升膜蒸发器和DTB结晶器，将从脱硫塔排出的质量百分比浓度为30～40％的硫铵浆液，浓缩成质量百分比浓度为65～70％的硫酸铵结晶浆液；

2)、对所得硫酸铵结晶浆液进行固液分离，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和硫酸铵残存液；

3)、将大部分硫酸铵残存液返回至DTB结晶器中进行循环，小部分硫酸铵残存液则输入到耙式真空蒸发干燥器中，并向耙式真空蒸发干燥器通入蒸汽，使硫酸铵残存液蒸发、干燥，获得含水率为3～5％的固体硫酸铵产品和蒸发气体；耙式真空蒸发干燥器中分离出的冷凝水从耙式真空蒸发干燥器中排出并汇集到一起，以进行再利用；

4)、将所得蒸发气体从耙式真空蒸发干燥器上部导入到空气过滤器中，进一步分离出硫酸铵颗粒；

5)、将从空气过滤器输出的气体导入到冷凝冷却器中，分离出不凝性气体，从空气过滤器和冷凝冷却器分离后的液体进入到冷凝灌中收集，冷凝灌通过水泵排放至排放区域；

6)、将所得不凝性气体导入到真空泵中，并通过真空泵输送至脱硫塔中。

2.根据权利要求1所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺，其特征在于：所述步骤3)中，在耙式真空蒸发干燥器（1）内设置两根敲击棒，当耙式真空蒸发干燥器的耙齿转到上部时，敲击棒自动掉落敲击，震动耙轴，使硫酸铵残存液从耙齿及主轴上掉落。

3.根据权利要求1所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺，其特征在于：从所述步骤3)中获得的含水率为3～5％的固体硫酸铵产品从耙式真空蒸发干燥器下方排出，并通过输送机运送至包装机上进行加工包装。

4.根据权利要求1所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶工艺，其特征在于：所述耙式真空蒸发干燥器、空气过滤器、冷凝冷却器接入水或蒸汽进行吹扫冲洗；所述真空泵至脱硫塔的管道上进行蒸汽吹扫。

5.一种基于权利要求1所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置，其特征在于：它包括耙式真空蒸发干燥器(1)，所述耙式真空蒸发干燥器(1)设有多个用于输送蒸汽的进气口(1.1)、用于输送分离出固体硫酸铵之后的分离液的进料口(1.2)和用于输送蒸发气体的出气口(1.3)，所述出气口(1.3)通过管道依次与空气过滤器(2)、冷凝冷却器(3)、真空泵(4)连通，所述真空泵(4)通过管道连通至脱硫塔，所述空气过滤器(2)与冷凝冷却器(3)通过管道与冷凝灌(5)接通，所述冷凝灌(5)通过管道与水泵(6)接通，所述水泵(6)通过管道连通至排放区域；所述耙式真空蒸发干燥器(1)还设有出料口(1.4)和多个用于排放蒸汽冷凝水的出水口(1.5)，所述出料口(1.4)下方设有输送机(7)及包装机(8)。

6.根据权利要求5所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置，其特征在于：所述耙式真空蒸发干燥器(1)内设有敲击棒。

7.根据权利要求5所述的用于降低Cl^-浓度的氨法脱硫蒸发结晶装置，其特征在于：所述冷凝灌(5)和水泵(6)之间设有回流管道。