CN104368231A

CN104368231A - 一种控制烟气脱硫吸收液中氯/氟含量的方法

Info

Publication number: CN104368231A
Application number: CN201410532488.2A
Authority: CN
Inventors: 罗静; 徐长香; 祁丽昉; 傅国光; 高瑞华
Original assignee: JIANGSU NEW CENTURY JIANGNAN ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: JIANGSU NEW CENTURY JIANGNAN ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-02-25

Abstract

一种控制烟气脱硫吸收液中氯/氟含量的方法，步骤为：1)从脱硫系统中氯含量较高的位置引出吸收液，取出的高氯吸收液量根据所需控制脱硫吸收液中氯含量确定；2)将取出的高氯吸收液直接送干燥系统进行干燥；3)干燥系统进行干燥经收集干燥产物，干燥系统尾气再经干式处理或湿式洗涤净化后排放，或直接将此干燥尾气送脱硫系统与烟气一起进行净化处理排放。本发明尤其是涉及氨-硫酸铵法脱硫吸收液中氯(氟)含量控制的方法。1)可高效排出脱硫系统的氯(氟)，使得脱硫吸收液中氯(氟)含量控制在一定范围内。2)可明显减轻或消除脱硫系统设备腐蚀现象，保证了脱硫系统的安全。3)无废水排放。

Description

一种控制烟气脱硫吸收液中氯/氟含量的方法

技术领域

本发明属环境保护领域，涉及一种控制烟气脱硫系统中吸收液氯/氟(或/与氟，下同)含量的方法，尤其是涉及氨法脱硫吸收液中氯(氟)含量的方法。

技术背景

随着社会经济的发展，我国在环境保护方面的要求不断提高，政府和民众对二氧化硫削减也越来越重视，我国对火电厂脱硫的治理力度也在不断加大，烟气脱硫的应用进展迅速，火电企业多数已装设或正在增设烟气脱硫装置，为缓解日益严重的大气污染问题做出了贡献。

以石灰石石膏法、氨-硫酸铵法为代表的湿式烟气脱硫工艺技术成熟、脱硫效率高得到广泛应用。尤其是氨-硫酸铵法还具有无二次污染、可资源化回收二氧化硫能满足循环经济要求等明显优势近年来发展迅猛。典型的湿式烟气脱硫工艺包括：烟气系统、吸收循环系统、氧化空气系统、副产物后处理系统、吸收剂供应系统、公用工程系统等。

一般常温下脱硫用的金属材料耐受氯含量在40000mg/L以下，且很高的氯含量造成吸收液的阴离子效应，对脱硫吸收过程、氧化结晶过程皆有不利的影响。但由于脱硫原烟气、脱硫用水中均含有氯，在脱硫的同时氯转移到吸收液中，绝大多数氯化物易溶于水，采用常规的分离手段很难将氯离子脱除，容易造成Cl-在脱硫液中富集，吸收液中常常形成较高的Cl-浓度，导致设备腐蚀寿命缩短、硫酸铵品质下降，严重时会影响整套脱硫系统的稳定运行。

目前，为控制脱硫吸收液中氯含量，石灰石-石膏法等工艺通常采用排放含氯脱硫废水的方法。但是氨-硫酸铵法等脱硫工艺是采用高附加值的脱硫剂来进行脱硫的，且副产物如硫酸铵也具有较高价值并也溶解于水，脱硫液中均溶解有大量的脱硫副产物硫酸盐，外排废水无论是从运行的经济性还是环保的要求上都是不允许的，所以这些脱硫装置一般要求不得排放生产性废水的。

本发明提出一种控制脱硫吸收液中氯(氟)离子浓度的方法，能有效控制脱硫液中的氯(氟)含量，具有操作方便、投资省、运行费用低的特点，且不外排废水，具有极高的推广价值。

发明内容

本发明目的是：提供一种控制脱硫吸收液中氯(氟)含量的方法，本发明在不影响脱硫系统正常运行的情况下，稳定地排出氯(氟)，控制脱硫吸收液中氯(氟)含量，减轻设备腐蚀、提高副产物品质。为湿法脱硫成功应用于各种含氯量的烟气脱硫中创造良好条件。

本发明的技术方案是：一种控制烟气脱硫吸收液中氯/氟含量的方法，具体流程是：

1)脱硫系统吸收液在循环脱除吸收二氧化硫的同时，吸收了原烟气、水等原料中的氯，形成含氯(氟)的吸收液。

2)从脱硫系统中氯(氟)含量较高的位置引出吸收液，如氨-硫酸铵法脱硫可以从固液分离后的母液中取出，或对吸收液循环一段时间后检测氯(氟)离子含量后取出，取出的高氯(氟)吸收液量根据所需控制脱硫吸收液中氯(氟)含量确定。

3)将这部分高氯(氟)吸收液直接送干燥系统进行干燥，将含氯(氟)吸收液直接干燥成固体的含氯(氟)脱硫副产物。干燥系统采用喷雾干燥、气流干燥、沸腾干燥、闪蒸干燥等高速蒸发干燥设备。干燥系统利用120℃以上的热风使高氯(氟)吸收液迅速干燥。

4)干燥系统进行干燥经收集干燥产物，尾气再经干式处理或湿式洗涤净化后排放，或直接将此干燥尾气送脱硫系统与烟气一起进行净化处理排放。

5)干燥产物为含氯(氟)脱硫副产物，可根据用户要求经包装外运或直接散装外运。

通过上述流程可将脱硫液中的氯(或与氟)与脱硫副产物一并排出，并得到固态的产品。不排放脱硫废水，彻底解决氯(氟)离子在脱硫液中富集的难题。

烟气脱硫系统吸收液在循环脱除吸收二氧化硫的同时，吸收了原烟气、水等原料中的氯(氟)，形成含氯(氟)的吸收液，其中氯(氟)的含量与进入吸收液的总氯(氟)、脱硫系统由脱硫副产物和脱硫废水等排出氯(氟)量有关，限于有些脱硫工艺和装置不能排放废水，不能靠排放吸收液的方法排出氯，本发明提出一种引出脱硫系统中高氯(氟)吸收液直接进行干燥的方法，将含氯(氟)吸收液通过热风进行直接干燥成固体的含氯(氟)脱硫副产物，从而在避免排放废水的前提下，从脱硫系统排出大量氯(氟)，保持脱硫系统的氯(氟)平衡，达到控制氯(氟)含量的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提出一种引出脱硫系统中高氯(氟)吸收液直接进行干燥的方法，将含氯(氟)吸收液通过热风进行直接干燥成固体的含氯(氟)脱硫副产物，从而在避免排放废水的前提下，从脱硫系统排出大量氯(氟)，保持脱硫系统的氯(氟)平衡，达到控制氯(氟)含量的目的。

1)本发明工艺可高效脱除脱硫吸收液中的氯(氟)，使得脱硫吸收液中氯(氟)含量控制在一定范围内。

2)采用本发明工艺可减轻脱硫系统设备腐蚀现象，保证了脱硫系统的安全。

3)采用本发明工艺无废水排放，无二次污染。

4)本发明工艺及系统简单、占地面积小、运行费用低。

附图说明：

图1为本发明控制脱硫吸收液中氯/氟含量的方法示意图。

图2为一种氨法烟气脱硫控制脱硫吸收液氯含量方法的流程图。

图3为另一种氨法烟气脱硫控制脱硫吸收液氯含量方法的流程图。

具体实施方式：

1)脱硫系统吸收液在循环脱除吸收二氧化硫的同时，吸收了原烟气、水等原料中的氯(氟)，形成含氯(氟)的硫酸盐吸收液。如典型的是氨-硫酸铵氨法产生的是含氯(氟)的硫酸铵溶液。

2)从脱硫系统中氯(氟)含量较高的位置引出吸收液，如氨-硫酸铵的氨法脱硫可以从固液分离后的母液中取出，取出的高氯(氟)吸收液量根据所需控制脱硫吸收液中氯(氟)含量确定。

从节能考虑，氨法脱硫可以从结晶浆液经固液分离后的母液中取出，此处一般为饱和的硫酸铵溶液，密度约1260kg/m³-1290kg/m³，含氯(氟)最高且结晶含量少，取此处溶液更有利于后续干燥系统运行。

取出含氯(氟)吸收液量

V = \frac{n_{1} V_{1} + {1000 n}_{2} V_{2} + . . . . . . + n_{a} V_{a} - n_{0} W_{0}}{1000 n}

其中:

V—从脱硫系统取出含氯(氟)吸收液量，m³/h。

n₁—进入脱硫系统原烟气中氯(氟)含量，mg/m³。

V₁—进入脱硫系统原烟气的量，m³/h。

n₂—进入脱硫系统水中氯(氟)含量，mg/L。

V₂—进入脱硫系统原烟气的量，m³/h。

n_a—进入脱硫系统其它原辅材料中氯(氟)含量，mg/m³。

V_a—进入脱硫系统含氯(氟)的其它原辅材料的量，m³/h。

n₀—脱硫副产物处理系统产出副产物中氯(氟)含量，mg/kg。

W₀—脱硫副产物处理系统产出副产物的重量，kg。

n—从脱硫系统取出含氯吸收液量中氯(氟)的含量，mg/L。根据装置选材耐腐性能、工艺运行要求以及副产物质量要求确定。

n＝A×B％

其中:A—从脱硫系统取出含氯(氟)吸收液中的所有溶解固体及悬浮固体总含量，mg/L。B—要求副产物中氯(氟)含量，％。

3)将这部分高氯(氟)吸收液直接送干燥系统进行干燥，将含氯(氟)吸收液直接干燥成固体的含氯(氟)脱硫副产物。干燥系统采用喷雾干燥、气流干燥、沸腾干燥、闪蒸干燥等高速蒸发干燥设备。干燥热风干燥物料后，经除尘器收集产品粉尘后成为干燥尾气。

干燥系统利用120℃以上的热风使高氯(氟)吸收液迅速干燥，干燥产品的含水量小于0.3％，也可根据产品质量要求确定干燥成品指标。干燥热源优选锅炉热风，其次可用蒸汽、电、燃烧炉等加热空气产生的热风。干燥热风的温度不低于120℃为宜，干燥系统尾气温度不低于70℃为宜。

干燥系统的除尘采用重力除尘、旋风除尘、袋式除尘等干式除尘器。

4)干燥尾气再经二级干式高效净化或湿式洗涤净化达到排放要求后排放，也可直接将此干燥尾气送脱硫系统与烟气一起进行净化处理后排放。干式高效净化收集的粉尘与干燥系统产出的产物一并处理。湿式洗涤净化产生的洗涤液控制在接近饱和的浓度，与脱硫系统来溶液一并送干燥系统进行干燥。

5)干燥产物为含氯(氟)脱硫副产物，其中的含氯(氟)量较脱硫主系统副产的脱硫副产物高，可根据用户要求经包装外运或直接散装外运。

6)本发明适用于氨硫酸铵法或钠法、镁法等脱硫方法。

本发明的应用实例：

实例1：一项480t/h锅炉烟气的氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法

用于480t/h锅炉烟气的氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法，其处理烟气量为584000Nm³/h，烟气中SO₂含量为2200mg/Nm³，烟气中HCl含量50mg/Nm³，脱硫工艺水耗量30m³/h，水中含氯50mg/L。

此氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法的装置包括：1台缓冲槽，1台进料泵，1台喷雾干燥塔(含1台雾化器)，1台输送机，1台包装机，1台旋风分离器，1台引风机，1台尾气洗涤塔，1台尾气洗涤泵，1台送风机，1台加热器。详见图2一种氨法烟气脱硫控制脱硫吸收液氯含量方法的流程图。

具体方法如下：

1)氨法烟气脱硫系统吸收液在循环脱除吸收二氧化硫的同时，吸收了原烟气、水等原料中的氯，形成含氯的硫酸铵吸收液。

2)从氨法烟气脱硫系统中氯含量较高的旋流器和离心机固液分离后的母液引出0.5m³/h硫铵吸收液进入缓冲槽1贮存，控制其浓度近饱和的45％左右，密度1280g/L。

脱硫系统硫铵后处理系统中固液分离后得到的吸收液硫铵母液引出溶液量确定(可使硫含量低于一个阈值)：

n＝A×B％＝576000*5.2％＝30000mg/L

\begin{matrix} V = \frac{n_{1} V_{1} + {1000 n}_{2} V_{2} - n_{0} W_{0}}{100 n} = \frac{584000 * 50 + 1000 * 50 * 30 - 5000 * 2600}{1000 * 30000} \\ = 0.545 m^{3} / h \end{matrix}

3)缓冲槽1中高含氯硫酸铵吸收液通过给料泵2加压后送至干燥塔顶部的雾化器3。送风机11将空气送入到加热器12加热到150～200℃后送到干燥塔4。

高含氯硫酸铵吸收液在干燥塔内被雾化器迅速连续不断地且均匀地变成细小的雾滴，在喷雾干燥塔4雾滴比表面积扩大与高温空气进行充分的传热、传质，水份被迅速蒸发，在数秒时间内直接将高含氯硫酸铵吸收液干燥成固体副产品。干燥后的热风经旋风分离器7回收固体副产品粉尘。

喷雾干燥塔具体特征：

喷雾干燥塔4的作用为将含氯化物的硫酸铵溶液直接干燥成固态混合物，以达到将氯化物带出脱硫系统的目的。

喷雾干燥塔主要流程：热风由管道送到喷雾主塔顶部的等压热风蜗壳、热风分配器均匀进入干燥塔内。料液经加压后输送到安装在干燥塔顶部的雾化器内，被雾化成细小的雾滴，并与高温热风以并流的方式进行充分的传热、传质，水份被迅速蒸发，在数秒时间内即被干燥成固态混合物，干燥后的成品混合物物料经旋风分离器回收。

干燥塔为连续操作，尺寸应以保证热交换效率和减小流体阻力为基本原则。

4)旋风分离器7回收固体副产品粉尘后的干燥尾气经引风机8抽出，送到尾气洗涤塔9，尾气洗涤塔内经洗涤除尘后排放，接近饱和的浓度的洗涤液(硫酸铵溶液)送回缓冲槽1回用。

5)干燥产物为含氯硫酸铵副产物，含氯硫酸铵副产物通过输送机5送入包装机6经包装成袋装产品外销。

结果：氨法脱硫系统硫酸铵后处理系统副产硫铵产量为2.6t/h，引出料液到喷雾干燥系统的流量为0.5m³/h，干燥系统产出高含氯副产硫铵品225kg/h，其氮含量≥20.6％，Cl含量≤5.2％，可实现稳定地控制氨法脱硫系统的脱硫吸收液氯含量为30000mg/L。

实例2一项540t/h锅炉烟气的氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法，

用于480t/h锅炉烟气的氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法，其处理烟气量为674000Nm³/h，烟气中SO₂含量为3500mg/Nm³，烟气中HCl含量45mg/Nm³，脱硫工艺水耗量40m³/h，水中含氯350mg/L。

此氨法脱硫工程脱硫吸收液氯含量控制方法的装置包括：1台缓冲槽，1台进料泵，1台闪蒸干燥塔，1台输送机，1台包装机，1台旋风分离器，1台引风机，1台送风机，1台加热器。详见图3一种氨法烟气脱硫控制脱硫吸收液氯含量方法的流程图。干燥后尾气回脱硫系统再处理后排放。

具体方法如下：

脱硫系统硫铵后处理系统中固液分离后得到的吸收液硫铵母液引出溶液量确定：

n＝A×B％＝570000*4.5％＝25650mg/L

\begin{matrix} V = \frac{n_{1} V_{1} + {1000 n}_{2} V_{2} - n_{0} W_{0}}{100 n} = \frac{674000 * 45 + 1000 * 350 * 40 - 7000 * 4850}{1000 * 25650} \\ = 0.405 m^{3} / h \end{matrix}

3)缓冲槽1中高含氯硫酸铵吸收液通过给料泵2加压后送至干燥塔下部的雾化器3。送风机11将空气送入到加热器12加热到180～250℃后送到闪蒸干燥塔4。13为脱硫系统。

高含氯硫酸铵吸收液在干燥塔内被雾化器3迅速连续不断地且均匀地变成细小的雾滴，在干燥塔4雾滴与高温空气、热物料进行充分的传热、传质，水份被迅速蒸发，直接将高含氯硫酸铵吸收液干燥成固体副产品。干燥后的热风经旋风分离器7回收固体副产品粉尘。

闪蒸干燥塔具体特征：

闪蒸干燥塔4的作用为将含氯化物的硫酸铵溶液直接干燥成固态混合物，以达到将氯化物带出脱硫系统的目的。

闪蒸干燥塔主要流程：热风由管道送到闪蒸干燥主塔底部的热风分配器均匀进入干燥塔内。料液经加压后输送到安装在干燥塔底部的雾化器内，被雾化成细小的雾滴，并与高温热风、热物料以并流的方式进行充分的传热、传质，水份被迅速蒸发，被干燥成固态物，干燥后的成品经旋风分离器回收。

4)旋风分离器7回收固体副产品粉尘后的干燥尾气经引风机8抽出，送到脱硫系统与原烟气一并处理后排放。

5)干燥产物为含氯硫酸铵副产物，含氯硫酸铵副产物经输送机5送入包装机6经包装成袋装产品外销。

n₀—脱硫副产物处理系统产出副产物中氯含量，mg/kg和W₀—脱硫副产物处理系

统产出副产物的重量、单位为kg；n₀和W₀是表示控制的氯含量标准后的实际值。

结论：氨法脱硫系统硫酸铵后处理系统副产硫铵产量为4.85t/h，引出料液到喷雾干燥系统的流量为0.45m³/h，干燥系统产出高含氯副产硫铵品250kg/h，其氮含量≥20.7％，Cl含量≤4.5％，可实现稳定地控制氨法脱硫系统的脱硫吸收液氯含量为25650mg/L，保证装置设备长寿命。

以上实施例亦适于控制烟气脱硫吸收液中的氟或其它卤素的含量。

Claims

1.一种控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是步骤为：

1)从脱硫系统中氯含量较高的位置引出吸收液，取出的高氯吸收液量根据所需控制脱硫吸收液中氯含量确定；

2)将取出的高氯吸收液直接送干燥系统进行干燥；

3)干燥系统进行干燥经收集干燥产物，干燥系统尾气再经干式处理或湿式洗涤净化后排放，或直接将此干燥尾气送脱硫系统与烟气一起进行净化处理排放。

2.根据权利要求1所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是干燥产物为含氯脱硫副产物，根据用户要求经包装外运或直接散装外运。

3.根据权利要求1所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是用于包括石灰石石膏法、氨-硫酸铵法的湿式烟气脱硫工艺。

4.根据权利要求1所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是将含氯吸收液直接干燥的含氯脱硫副产物干燥系统采用喷雾干燥、气流干燥、沸腾干燥或闪蒸干燥等高速蒸发干燥设备。

5.根据权利要求1所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是干燥系统利用120℃以上的热风使高氯吸收液迅速干燥。

6.根据权利要求1-5之一所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，其特征是氨法脱硫从结晶浆液经固液分离后的母液中取出，此处为近似饱和的硫酸铵溶液，取出含氯吸收液量

V = \frac{n_{1} V_{1} + 1000 n_{2} V_{2} + . . . . . . + n_{a} V_{a} - n_{0} W_{0}}{1000 n}

其中:

V—从脱硫系统取出含氯吸收液量，m³/h

n₁—进入脱硫系统原烟气中氯含量，mg/m³

V₁—进入脱硫系统原烟气的量，m³/h

n₂—进入脱硫系统水中氯含量，mg/L

V₂—进入脱硫系统原烟气的量，m³/h

n_a—进入脱硫系统其它原辅材料中氯含量，mg/m³

V_a—进入脱硫系统含氯的其它原辅材料的量，m³/h

n₀—脱硫副产物处理系统产出副产物中氯含量，mg/kg

W₀—脱硫副产物处理系统产出副产物的重量，kg

n—从脱硫系统取出含氯吸收液量中氯的含量，mg/L。根据装置选材耐腐性能、工艺运行要求以及副产物质量要求确定；

n＝A×B％

其中:A—从脱硫系统取出含氯吸收液中的所有溶解固体及悬浮固体总含量，mg/L。

B—要求副产物中氯含量，％。

7.根据权利要求1-5之一所述的控制烟气脱硫吸收液中氯含量的方法，适于于控制烟气脱硫吸收液中的氟含量。