CN105126589B - 氨法脱硫装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨法脱硫装置，包括烟道进口、烟道出口，氧化段、浓缩段、吸收段、回收段、洗涤段、浓缩槽、氨水槽、洗涤槽、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、氧化空气喷枪。本发明对原有反应装置进行内部分割，形成氧化、加氨还原两个截然不同的反应区域，提高了反应效率的同时保证了系统运行稳定。本发明还公开了一种氨法脱硫工艺，烟气从烟道进口进入，在进入回收段后，通过淋喷氧化段生成的ph<5的硫酸铵溶液对夹带氨气的烟气进行二次喷淋洗涤，使吸收循环液中始终保持部分亚硫酸铵浓度将氨水由原吸收剂作用改为还原剂作用。提高氨水利用效率，同时保持吸收液的吸收效果。

Description

氨法脱硫装置及工艺

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其是一种氨法脱硫装置及工艺。

背景技术

在原锅炉烟气氨法脱硫工艺中，脱硫塔脱硫效率较低，且脱硫效率完全依靠氨水加入量来提高，对资源造成较大浪费，排放烟气中氨逃逸及气溶胶含量较高，烟气拖尾严重，随着国家环保形势日趋严峻，原氨法脱硫工艺已无法满足环保要求，无法达到超低排放标准。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种氨法脱硫装置及工艺。

本发明采用下述技术方案：一种氨法脱硫装置，包括烟道进口、烟道出口，氧化段、浓缩段、吸收段、回收段、洗涤段、浓缩槽、氨水槽、洗涤槽、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵和氧化喷枪。氧化段向上连接浓缩段、浓缩段对外设置烟道进口，浓缩段向上连接到吸收段，吸收段向上连接到回收段，回收段向上连接到洗涤段，洗涤段向上连接到除雾器，除雾器上面连接设置烟道出口。氧化段内设置氧化空气喷枪，氧化空气通过氧化空气喷枪进入氧化段，确保吸收过程中产生的亚硫酸铵全部氧化为硫酸铵。氧化段通过管道连接到回收段，在氧化段连接到回收段的管道上设置第一循环泵。浓缩段下端通过管道连接到浓缩槽，浓缩槽又通过管道连接回浓缩段上端，浓缩段上端与浓缩槽连接的管道上设置第二循环泵。吸收段的下端通过管道连接到氨水槽，氨水槽又通过管道连接回吸收段上端，吸收段上端和氨水槽连接的管道上设置第三循环泵；洗涤段下端通过管道连接到洗涤槽，洗涤槽又通过管道连接回洗涤段上端，洗涤段上端与洗涤槽连接的管道上设置第四循环泵。所述浓缩段、吸收段、回收段和洗涤段均设置喷淋层。

优选的，所述氨水槽和吸收段的氨气量控制通过调节阀自动控制，调节依据分别为氨水槽液位和进出口硫含量、PH值。

优选的，所述吸收段和回收段的下端设置溢流的渠道，以保持匀液和持续降低吸收循环密度的效果。

优选的，所述第四循环泵出口设置旁路对吸收段进行匀液。

优选的，所述氨法脱硫装置内采用管件穿透支撑，并设置防护套管，防止管件因冲击震动等原因造成损坏，延长设备运行周期。

优选的，所述浓缩段、吸收段、回收段和洗涤段喷淋层均设置两层，喷淋层交错布置。

本发明还提供了一种氨法脱硫的工艺，包括烟气从烟道进口进入浓缩段，浓缩段的上端通过第二循环泵的循环向烟气喷洒浓缩段喷淋液，使烟气温度下降，同时浓缩段喷淋液与烟气接触反应，得到硫酸铵与亚硫酸铵溶液。硫酸铵在烟气的高温下浓缩结晶，进入浓缩槽，亚硫酸铵溶液回流至氧化段，全部氧化成硫酸铵溶液。所述烟气上升至吸收段，富含氨水的吸收段喷淋液通过第三循环泵从氨水槽中循环出来，与烟气接触，使二氧化硫与氨水反应，生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。夹带着逃逸氨气的烟气继续上升进入回收段，回收段喷淋液为氧化段生成的ph<5的酸性硫酸铵溶液，通过第一循环泵从氧化段循环至回收段，对烟气进行二次喷淋洗涤，同时对未完全吸收的二氧化硫进行补充脱除，达到提高脱硫效率和对烟气进一步净化的效果。所述烟气继续上升至洗涤段，洗涤段喷淋液通过循环洗涤槽进行循环，对形成的部分气溶胶及少量残留的逃逸氨进行回收，有效的利用了资源，同时达到了除尘的效果。经洗涤后的烟气，通过除雾器除雾后，从烟道出口排出。

优选的，洗涤段的补充水为来自化学水处理装置的淡水。

本发明采用空塔结构，分隔控制、分段单独循环的方法，装置阻力小，节省运行能耗，降低运作成本，循环泵的功耗降低近50％。

现有技术中，塔内吸收液、氧化液、浓缩液等由于管道互通，在溶液密度、组分等方面较为复杂，各种功能会相互干扰，对循环液的调配不易做到兼顾所有工艺，难以优化调节。本发明由于分隔控制，单独循环，可以保证吸收液、氧化液、浓缩液按其主要功能合理调节密度、ph值及组成，使其形成不同的功能区，在提高吸收效率的同时，有效的降低了氨气逃逸量，解决了困扰氨法脱硫技术烟羽难以控制的难题，具有广泛的推广意义和进一步发展空间。

氨法脱硫工艺中，容易在气相中形成亚硫酸铵的固体，即气溶胶，在热烟气与水溶液接触时会成为水蒸气冷凝结露的核心或晶种，阻碍气液传质过程。本发明通过对亚硫酸铵全部氧化成硫酸铵，同时通过氨水的还原作用，使得吸收循环液中保持少量亚硫酸铵浓度，一方面能够减少亚硫酸铵气溶胶的形成，另一方面能够保证对二氧化硫的吸收率。本发明单独设置加氨空间，将氨水由原吸收剂作用改为还原剂作用，使吸收循环液中始终保持部分亚硫酸铵浓度，利用亚硫酸铵吸收二氧化硫，减少了氨气的加入量，保证了系统在低PH值条件下对二氧化硫的吸收效果，减少了氨气的逃逸，降低环境污染。回收段的对烟气进行二次喷淋时，使用的酸性溶液ph低于5，若ph值过低，会加速管道腐蚀，增加设备维护成本。本发明选用的ph值既能形成酸性溶液，达到对氨气回收的要求，又能兼顾保护管道，降低后期维修成本。

本发明通过增加回收段和洗涤段两道工艺对烟气中夹带的氨气、未完全吸收的二氧化硫及少量气溶胶进行回收脱除，能够在现有技术基础上更加充分的去除有害气体，同时采用科学的循环方式，环保节能，同时由于本发明是对原有塔内结构重新设计布局，不占用新的场地空间，降低成本。

本发明的有益效果是，本发明对原有装置进行内部分割，形成浓缩、吸收、回收、洗涤、出料五套单独的循环系统，又通过适当的方式进行互通，保持系统平衡。本装置含有氧化、加氨还原两个截然不同的反应区域，并各自单独循环。同时保持回收段域向氧化段溢流的渠道，以保持匀液和持续降低吸收循环密度的效果。氧化段经过计算控制合适和混合流速，提高了反应效率的同时保证了系统运行稳定。本装置对喷淋进行双层上下交错布置；提高液气比、增加喷淋密度，实现液气接触效果的加强，从而提高二氧化硫的吸收效果，使得脱硫塔出口的氨含量低于5mg/Nm³，脱硫塔出口尘含量低于30mg/m³，出口烟羽控制在100米范围内。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

其中1.除雾器，2.洗涤段，3.回收段，4.吸收段，5.浓缩段，6.氧化段，7.浓缩槽，8.氨水槽，9.洗涤槽，10.烟道进口，11.烟道出口，12.第二循环泵，13.第一循环泵，14.第三循环泵，15.第四循环泵，16.氧化空气喷枪，17.溢流渠道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

一种氨法脱硫装置，包括除雾器1、洗涤段2、回收段3、吸收段4、浓缩段5、氧化段6、浓缩槽7、氨水槽8、洗涤槽9、烟道进口10、烟道出口11，第二循环泵12、第一循环泵13、第三循环泵14、第四循环泵15、氧化空气喷枪16和溢流渠道17。氧化段6向上连接浓缩段5、浓缩段5对外设置烟道进口10，浓缩段5向上连接到吸收段4，吸收段4向上连接到回收段3，回收段3向上连接到洗涤段2，洗涤段2向上连接到除雾器1，所述除雾器1设置两层。除雾器1上面连接设置烟道出口11。氧化段6内设置氧化空气喷枪16，氧化空气通过氧化空气喷枪16进入氧化段6，确保吸收过程中产生的亚硫酸铵全部氧化为硫酸铵。氧化段6通过管道连接到回收段3，在氧化段6连接到回收段3的管道上，设置第一循环泵13。浓缩段5下端通过管道连接到浓缩槽6，浓缩槽6又通过管道连接回浓缩段5上端，浓缩段5上端与浓缩槽6连接的管道上设置第二循环泵12。吸收段4的下端通过管道连接到氨水槽8，氨水槽8又通过管道连接回吸收段4上端，吸收段4上端和氨水槽8连接的管道上设置第三循环泵14，所述氨水槽8和吸收段4的氨气量控制采用调节阀自动控制，调节依据分别为氨水槽8液位和进出口硫含量、PH值；所述吸收段4和回收段3的下端设置溢流渠道17，以保持匀液和持续降低吸收循环密度的效果；洗涤段1下端通过管道连接到洗涤槽9，洗涤槽9又通过管道连接回洗涤段1上端，洗涤段1上端与洗涤槽9连接的管道上设置第四循环15泵，第四循环泵15出口设置旁路对吸收段4进行匀液。所述浓缩段5、吸收段4、回收段3和洗涤段1均设置两层喷淋层。喷淋层交错布置。所述氨法脱硫装置采用管件穿透支撑，并设置防护套管，防止管件因冲击震动等原因造成损坏，延长设备运行周期。本装置采用空塔结构，分隔控制、分段单独循环的方法，装置阻力小，节省运行能耗，降低运作成本，循环泵的功耗降低近50％，还可以保证吸收液、氧化液、浓缩液按其主要功能合理调节密度、ph值及组成，使其形成不同的功能区，在提高吸收效率的同时，有效的降低了氨气逃逸量，解决了困扰氨法脱硫技术烟羽难以控制的难题

一种氨法脱硫的工艺，包括烟气从烟道进口10进入浓缩段5，浓缩段5的上端通过第二循环泵12的循环向烟气喷洒浓缩段喷淋液，使烟气温度下降，同时浓缩段喷淋液与烟气接触反应，得到硫酸铵与亚硫酸铵溶液。硫酸铵在烟气的高温下浓缩结晶，进入浓缩槽7，亚硫酸铵溶液回流至氧化段6，全部氧化成硫酸铵溶液，减少亚硫酸铵气溶胶的形成。所述烟气上升至吸收段4，通过富含氨水的吸收段喷淋液通过第三循环泵14从氨水槽中循环出来，与烟气接触，使二氧化硫与氨水反应，生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。夹带着逃逸氨气的烟气继续上升进入回收段3，回收段喷淋液为氧化段6生成的ph<5的酸性硫酸铵溶液，通过第一循环泵13从氧化段6循环至回收段3，对烟气进行二次喷淋洗涤，将氨水由原吸收剂作用改为还原剂作用，使吸收循环液中始终保持部分亚硫酸铵浓度，利用亚硫酸铵吸收二氧化硫，减少了氨气的加入量，保证了系统在低PH值条件下对二氧化硫的吸收效果，同时对未完全吸收的二氧化硫进行补充脱除，达到提高脱硫效率和对烟气进一步净化的效果。烟气继续上升至洗涤段1，洗涤段喷淋液通过循环洗涤槽9进行循环，对形成的部分气溶胶及少量残留的逃逸氨进行回收，有效的利用了资源，同时达到了除尘的效果。对洗涤段的补充水为来自化学水处理装置的淡水，节约了水资源。经洗涤后的烟气，通过除雾器1除雾后，从烟道出口排出。

本发明通过增加回收段和洗涤段两道工艺对烟气中夹带的氨气、未完全吸收的二氧化硫及少量气溶胶进行回收脱除，能够在现有技术基础上更加充分的去除有害气体，同时采用科学的循环方式，环保节能，同时由于本发明是对原有塔内结构重新设计布局，不占用新的场地空间，降低成本。

Claims (4)

1.一种氨法脱硫装置，其特征是，包括烟道进口、烟道出口，氧化段、浓缩段、吸收段、回收段、洗涤段、浓缩槽、氨水槽、洗涤槽、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵和氧化喷枪；氧化段向上连接浓缩段、浓缩段对外设置烟道进口，浓缩段向上连接到吸收段，吸收段向上连接到回收段，回收段向上连接到洗涤段，洗涤段向上连接到除雾器，除雾器上面连接设置烟道出口；氧化段内设置氧化空气喷枪；氧化段通过管道连接到回收段，在氧化段连接到回收段的管道上，设置第一循环泵；浓缩段下端通过管道连接到浓缩槽，浓缩槽又通过管道连接回浓缩段上端，浓缩段上端与浓缩槽连接的管道上设置第二循环泵；吸收段的下端通过管道连接到氨水槽，氨水槽又通过管道连接回吸收段上端，吸收段上端和氨水槽连接的管道上设置第三循环泵；洗涤段下端通过管道连接到洗涤槽，洗涤槽又通过管道连接回洗涤段上端，洗涤段上端与洗涤槽连接的管道上设置第四循环泵；所述浓缩段、吸收段、回收段和洗涤段均设置喷淋层，所述氨水槽和吸收段的氨气量控制采用调节阀自动控制，调节依据分别为氨水槽液位和进出口硫含量、PH值，所述吸收段和回收段的下端设置溢流的渠道，以保持匀液和持续降低吸收循环密度的效果；所述氨法脱硫装置内采用管件穿透支撑，并设置防护套管；所述浓缩段、吸收段、回收段和洗涤段的喷淋层均设置两层，喷淋层交错布置。

2.如权利要求1所述的一种氨法脱硫装置，其特征是，所述第四循环泵出口设置旁路对吸收段进行匀液。

3.如权利要求1-2任一项所述的一种氨法脱硫装置的脱硫工艺，其特征是，包括烟气从烟道进口进入浓缩段，浓缩段的上端通过第二循环泵的循环向烟气喷洒浓缩段喷淋液，使烟气温度下降，同时浓缩段喷淋液与烟气接触反应，得到硫酸铵与亚硫酸铵溶液；硫酸铵在烟气的高温下浓缩结晶，进入浓缩槽，亚硫酸铵溶液回流至氧化段，全部氧化成硫酸铵溶液；所述烟气上升至吸收段，通过富含氨水的吸收段喷淋液通过第三循环泵从氨水槽中循环出来，与烟气接触，使二氧化硫与氨水反应，生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵；夹带着逃逸氨气的烟气继续上升进入回收段，回收段喷淋液为氧化段生成的ph<5的酸性硫酸铵溶液，通过第一循环泵从氧化段循环至回收段，对烟气进行二次喷淋洗涤；烟气继续上升至洗涤段，洗涤段喷淋液通过循环洗涤槽进行循环；经洗涤后的烟气，通过除雾器除雾后，从烟道出口排出。

4.如权利要求3所述的一种氨法脱硫装置的脱硫工艺，其特征是，洗涤段的补充水为来自化学水处理装置的淡水。