CN105749704A - 一种亚硫酸铵脱硫系统及工艺 - Google Patents

一种亚硫酸铵脱硫系统及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种亚硫酸铵脱硫系统和工艺，属于脱硫技术领域，该工艺的步骤包括：(1)烟气经烟道入口进入脱硫塔的降温段；(2)烟气在脱硫塔内经过三层喷淋吸收，除去烟气中的SO2；(3)吸收了SO2的吸收液通过吸氨器在中喷淋吸收段加氨中和后，进入脱硫塔底部；(4)经过吸收段喷淋后的气体，经过水洗喷淋后，再经过双层除雾器除雾，然后进行排放；(5)脱硫塔底部的液体通过吸收循环泵，一部分进入脱硫塔的吸收段，做为吸收段的喷淋液，另一部分在吸收循环泵的出口进行分流出料，进入第一浓缩循环槽。本发明的系统和工艺简单，易于实现，整个过程采用亚硫酸铵作为吸收剂，吸收效果好，能够充分达到吸收效果。

Description

一种亚硫酸铵脱硫系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种亚硫酸铵脱硫系统及工艺，属于脱硫技术领域。
背景技术
我国燃煤电厂众多，特别是供热、大型石化、化工、冶金等企业建有的中小机组(100MW机组以下)更是星罗棋布。燃煤产生的SO2给大气造成严重污染，为减少SO2危害，国家要求新建燃煤电厂锅炉必须同时建设烟气脱硫装置，在役电厂也要限期治理。由于脱硫装置投资较大，目前主导的石灰石-石膏法脱硫工艺，中小热电厂难于承受，且运行成本较高，脱硫副产物石膏受品质、产量及成本的限制，用途有限，造成额外的处理成本。因此寻求一种与钙法相比，具有较低的运行成本，同时副产硫酸铵化肥的氨法脱硫工艺，将大大降低烟气脱硫成本。
目前，国内一些小锅炉采用一种简易的氨法喷淋塔脱硫装置，采用在塔的上部用氨水直接喷淋，但由于喷淋量少，烟气温度高(～100℃)，加之氨水极易挥发，使排放的烟气夹带大量的游离氨，脱硫效率极低，很难回收硫酸铵产品，造成脱硫剂大量流失，运行成本高，而且还形成了氨的二次污染。
国外一些公司，采用喷淋塔技术的氨法脱硫装置，由于要满足较高的传质、传热要求，所以脱硫塔的液气比很大，接近石灰石-石膏法脱硫工艺，使得吸收循环液的流量很大，能耗较大，同时由于液膜夹带严重，脱硫塔的除雾要求很高，甚至采用了电除雾，加之整个装置防腐要求高，使得氨法脱硫的工程造价比同等的石灰石-石膏法脱硫工艺还要高～20％，严重制约了氨法脱硫技术的推广。
传统的氨法脱硫工艺包括氨水加入、循环系统、氧化系统、硫酸铵后处理系统、除雾系统。氨水加入系统后随着循环液进行喷淋吸收SO2，在脱硫塔底部通过氧化空气的加入，强制氧化得到硫酸铵溶液，经过出料的操作直接得到硫酸铵化肥。
2008年1月2日公告的，专利申请号为CN200720067184.9，名称为“浓缩结晶和吸收氧化组合式氨法脱硫塔”的中国实用新型专利公开了一种浓缩结晶和吸收氧化组合式氨法脱硫塔，提供一种能耗低、运行可靠的新型氨法脱硫装置，包括脱硫塔、浓缩结晶塔及连接脱硫塔与浓缩结晶塔的连接管，脱硫塔中将进入的烟气进行脱硫，生成的硫酸铵溶液作为装置中的吸收循环液，排出净烟气，其包括：除雾段、吸收段、降温段、氧化段，在待脱硫的烟气进入脱硫塔之前先进入浓缩结晶塔，所述浓缩结晶塔中将脱硫塔中生成的硫酸铵溶液浓缩饱和结晶并成为浆液排出，其包括烟气入口、带有喷嘴的分布器、使硫酸铵溶液浓缩饱和结晶的结晶池。本实用新型的装置脱硫率高、吸收剂利用率高、无二次污染，同时利用热烟气的热量蒸发浓缩生成的硫酸铵溶液，使其饱和结晶，大大降低后续加工硫酸铵溶液所需的能耗。该技术方案的缺点是：最终得到的是硫酸铵。
2010年9月22日公告的，专利申请号为CN200910119053.4，名称为“一种低耗高效的锅炉烟气脱硫工艺”的中国实用新型专利公开了一种脱除锅炉烟气中二氧化硫副产硫铵化肥的工艺技术，高温烟气经浓缩塔降温进入脱硫塔脱硫后排空。亚硫铵吸收液在塔内循环脱硫后送入氧化塔，将亚硫铵充分氧化为硫铵，后进入浓缩塔与高温烟气逆流换热。硫铵溶液浓度由约30％提高到45％达到过饱和，即有硫铵晶体析出。含有硫铵晶体的悬浊液经过旋流、过滤、干燥为成品。本发明由于高温烟气先进入浓缩塔，使烟气温度降低的同时，对硫铵溶液进行了提浓，省去硫铵蒸发系统，简化了工艺；采用脱硫塔外氧化，使氧化更加充分，提高了产品硫铵化肥的品质，同时由于在脱硫塔内不生成硫酸铵，大大增加了溶液的吸收催动力，从而提高了吸收率，可降低液气比，装置更加节能。该技术方案的缺点同样是：最终得到的是硫酸铵。
然而在造纸的过程中需要的原料是亚硫酸铵，因此如何将原有的传统的脱硫工艺改造为亚硫酸铵脱硫工艺系统和工艺就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明目的之一在于，针对上述的不足，提供一种工艺简单，能得到亚硫酸铵溶液的脱硫系统。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种亚硫酸铵脱硫工艺系统，其特征在于：包括脱硫塔，吸收循环泵，第一浓缩循环槽,吸收循环泵，第二浓缩循环槽，中转泵，降温泵，降温水槽，净化水槽，净化水泵，工艺水槽，工艺水泵；
所述脱硫塔包括浆液池、降温段(包括隔板、喷淋装置)，浓缩段(包括积液槽、喷淋装置)、吸收段(包括积液槽、填料、喷淋装置)，水洗段(包括积液槽、填料、喷淋装置)，除雾段；
所述脱硫塔的事故喷淋装置通过烟道入口和管线分别与锅炉引风机和降温泵相连接，所述脱硫塔的浆液池通过管线与所述事故泵相连接，所述脱硫塔的浆液池一方面通过管线和吸收循环泵与所述脱硫塔的吸收段喷淋装置相连接，另一方面通过管线与第一浓缩循环槽相连接,所述脱硫塔的隔板下方通过管线与所述脱硫塔的吸收积液槽相连接，所述第一浓缩循环槽的底部通过管线和吸收循环泵与所述脱硫塔的浓缩段喷淋装置相连接，所述第一浓缩循环槽的上部通过管线与所述第二浓缩循环槽相连接，所述第二浓缩循环槽的上部通过管线与所述脱硫塔的浓缩积液槽相连接，另一管线与所述脱硫塔的吸收段相连接，所述第二浓缩循环槽的下部通过管线和中转泵与后处理装置相连接；所述脱硫塔的隔板上方通过管线与所述降温水槽的上部相连接，所述降温水槽的上部通过管线与所述所述脱硫塔的吸收段相连接，所述降温水槽的下部通过管线和降温泵与所述脱硫塔的降温段喷淋装置相连接，所述脱硫塔的净化段喷淋装置通过管线与所述净化水槽的上部相连接，所述净化水槽的上部通过管线与所述脱硫塔的吸收段相连接，所述净化水槽的下部通过管线与所述脱硫塔的净化段相连接，所述工艺水槽的下部通过管线和工艺水泵与所述脱硫塔的除雾段相连接。
优选地，所述吸收段喷淋装置，浓缩段喷淋装置和降温段喷淋装置包括若干个支管和喷头，喷头均匀分布在支管。
优选地，所述喷头为10、30、60个。
优选地，所述隔板倾斜放置。
本发明脱硫塔中的降温段用于烟气降温防止气溶胶的产生；吸收循环出去烟气中的SO2和尘；水洗段能够有效置换液滴夹带，降低尘含量，同时可以防止氨逃逸。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单，能得到亚硫酸铵的脱硫工艺。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种亚硫酸铵脱硫工艺，包括以下步骤：
(1)烟气经烟道入口进入脱硫塔的降温段；
(2)烟气在脱硫塔内经过三层喷淋吸收，除去烟气中的SO2；
(3)吸收了SO2的吸收液通过吸氨器在中喷淋吸收段加氨中和后，进入脱硫塔底部；
(4)经过吸收段喷淋后的气体，经过水洗喷淋后，再经过双层除雾器除雾，然后进行排放；
(5)脱硫塔底部的液体通过吸收循环泵，一部分进入脱硫塔的吸收段，做为吸收段的喷淋液，另一部分在吸收循环泵的出口进行分流出料，进入第一浓缩循环槽；浓缩循环泵从第一浓缩循环槽中抽取液体，作为脱硫塔浓缩段的喷淋液吸收烟气中的SO2，吸收完SO2的液体自流回第二浓缩循环槽，第二浓缩循环槽中的重液通过中转泵输送到后处理装置处理，轻液通过与第一浓缩循环槽的连接管道返回第一浓缩循环槽。
优选地，所述烟气经过三层喷淋液喷淋后除去大部分的SO2和灰尘，浓缩吸收液来自第一浓缩循环槽，单独循环，吸收喷淋液通过脱硫塔底部进行循环。
优选地，所述烟气进入脱硫塔经过淋降温，温度降低到60℃，降温后的喷淋液自流进入降温水槽，用于降温；第一浓缩循环槽，第二浓缩循环槽，降温水槽，净化水槽的放空管道均接入脱硫塔内，防止暴露在空气中造成氧化。
优选地，吸收完烟气中SO2的吸收液经过吸氨器加氨，通过连锁控制PH值在7左右，随后溶液自流进入脱硫塔底部。
优选地，所述步骤(2)中所述三层喷淋吸收包括：降温喷淋，浓缩喷淋和吸收喷淋。
本发明中，吸收液一部分用于循环泵循环吸收，一部分用于进入浓缩循环槽吸收，吸收后的液体一部分自流回脱硫塔底部，一部分自流回浓缩循环槽进行出料的操作。
有益效果：本发明提供的系统和工艺简单易行，整个过程采用亚硫酸铵作为吸收剂，吸收效果好，能够充分达到吸收效果。同时由于独特的工艺设计，每层喷淋单独循环，脱硫塔底部液体一部分用于吸收，一部分用于分流到浓缩循环槽中，浓缩循环槽中的液体用于吸收后，浓度增大，自流进入浓缩循环槽，该部分浓度较高，用于出料的操作。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1是本发明亚硫酸铵脱硫系统的结构示意图。
主要附图标记说明：
1脱硫塔2吸收循环泵
3第一浓缩循环槽4浓缩循环泵
5第二浓缩循环槽6中转泵
7降温泵8降温水槽
9净化水槽10净化水泵
11工艺水槽12工艺水泵
13浆液池14降温段
15浓缩段16吸收段
17水洗段18除雾段
具体实施方式
实施例1
如图1所示，是本发明的亚硫酸铵脱硫系统的结构示意图，图中，1为脱硫塔，2为吸收循环泵，3为第一浓缩循环槽,4为浓缩泵，5为第二浓缩循环槽，6为中转泵，7为降温泵，8为降温水槽，9为循环水槽，10为净化水泵，11为工艺水槽，12为工艺水泵；所述脱硫塔1包括浆液池13、降温段14(包括隔板、降温段喷淋装置)，浓缩段15(包括浓缩积液槽、浓缩段喷淋装置)、吸收段16(包括吸收积液槽、填料、吸收段喷淋装置)，水洗段17(包括水洗积液槽、填料、喷淋装置)，除雾段18。
所述脱硫塔1的事故喷淋装置通过烟道入口和管线分别与锅炉引风机和降温泵相连接，所述脱硫塔1的浆液池13通过管线与所述事故泵相连接，所述脱硫塔1的浆液池13一方面通过管线和吸收循环泵2与所述脱硫塔1的吸收喷淋装置相连接，另一方面通过管线与第一浓缩循环槽3相连接,所述脱硫塔1的隔板(所述隔板倾斜放置，角度为15-45度)下方通过管线与所述脱硫塔1的吸收积液槽相连接，所述第一浓缩循环槽3的底部通过管线和系数循环泵4与所述脱硫塔1的浓缩喷淋装置相连接，所述第一浓缩循环槽3的上部通过管线与所述第二浓缩循环槽5相连接，所述第二浓缩循环槽5的上部通过管线与所述脱硫塔1的浓缩积液槽相连接，另一管线与所述脱硫塔1的吸收段16相连接，所述第二浓缩循环槽5的下部通过管线和中转泵6与后处理装置相连接；所述脱硫塔1的隔板上方通过管线与所述降温水槽8的上部相连接，所述降温水槽8的上部通过管线与所述所述脱硫塔1的吸收段16相连接，所述降温水槽8的下部通过管线和降温泵7与所述脱硫塔1的降温段喷淋装置相连接，所述脱硫塔1的净化段喷淋装置通过管线与所述净化水槽9的上部相连接，所述净化水槽9的上部通过管线与所述脱硫塔1的吸收段16相连接，所述净化水槽9的下部通过管线与所述脱硫塔1的净化段相连接，所述工艺水槽11的下部通过管线和工艺水泵12与所述脱硫塔1的除雾段相连接。
所述吸收段喷淋装置，浓缩段喷淋装置，降温段喷淋装置包括10、30、60个支管和喷头，喷头均匀分布在支管。
本发明的亚硫酸铵脱硫工艺过程如下：
(1)烟气自烟道入口进入脱硫塔，经过喷淋降温，至60℃后进入吸收段，降温后的水喷淋液自流进入降温水槽8；
(2)经过浓缩段喷淋和吸收段喷淋并在多层填料的作用下吸收掉大部分的SO2和灰尘；
(3)吸收了SO2的吸收液通过吸氨器在吸收段喷淋加氨中和后，进入脱硫塔底部的浆液池13；
(4)经过吸收段喷淋后的气体，经过水洗喷淋后，置换掉气液中含盐雾滴，再经过双层除雾器除雾，然后进行排放；
(5)脱硫塔1中来自底部(浆液池13)的被氨水中和后的溶液为亚硫酸铵溶液，一方面通过管线和吸收循环泵2进入所述脱硫塔的吸收喷淋，另一方面通过管线进入第一浓缩循环槽3中，所述脱硫塔1的隔板上方的降温水通过管线进入所述降温水槽8，同时，净化水通过管线进入所述降温水槽8与所述降温水混合，所述降温水槽8中形成的气体通过管线进入脱硫塔的吸收段16，所述降温水槽8中得到的下层混合液通过管线和降温泵7进入脱硫塔的降温段14；所述脱硫塔1的浓缩喷淋装置中的循环液通过管线进入第二浓缩循环槽5中，氨水通过管线分别进入脱硫塔1的隔板下方和脱硫塔的浓缩段15，所述第一浓缩循环槽3的脱硫液通过底部出口和浓缩循环泵4进入所述脱硫塔1的浓缩段15，所述第二浓缩循环槽5的气体通过上部出口和管线进入所述脱硫塔1的吸收段16，来自脱硫塔1的净化喷淋装置的净化液通过管线进入净化水槽9，与外来工艺水混合后，上部气体通过管线进入脱硫塔1的吸收段16，下层液通过净化水泵10和管线进入脱硫塔1的净化段17，来自所述工艺水槽11的溶液与工艺水泵12通过管线进入所述脱硫塔1的除雾段18。
本发明的亚硫酸铵脱硫系统和工艺，烟气自下而上进入脱硫塔，吸收循环泵将脱硫液打入脱硫塔吸收段吸收烟气中的二氧化硫，吸收完二氧化硫的吸收液经过加氨后自流进入脱硫塔底部，被氨水中和后的溶液为亚硫酸铵溶液，进一步通过吸收循环泵再次打入脱硫塔吸收段作为循环液，循环吸收烟气中的二氧化硫。从吸收循环泵的输出管道上分流一部分液体进入浓缩循环槽，浓缩槽中的液体一部分作为吸收剂输送回脱硫塔内作为吸收剂使用，另一部分进入浓缩循环槽作为造纸制浆使用。
上述实施例的说明，不是对本发明结构、工艺的限定，任何对本发明作简单变换后的结构，或具有相同功能的工艺，均属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种亚硫酸铵脱硫系统，其特征在于：包括脱硫塔，吸收循环泵，第一浓缩循环槽,吸收循环泵，第二浓缩循环槽，中转泵，降温泵，降温水槽，净化水槽，净化水泵，工艺水槽，工艺水泵；
所述脱硫塔包括浆液池、降温段，浓缩段、吸收段，水洗段和除雾段；
所述脱硫塔的事故喷淋装置通过烟道入口和管线分别与锅炉引风机和降温泵相连接，所述脱硫塔的浆液池通过管线与所述事故泵相连接，所述脱硫塔的浆液池一方面通过管线和吸收循环泵与所述脱硫塔的吸收段喷淋装置相连接，另一方面通过管线与第一浓缩循环槽相连接,所述脱硫塔的隔板下方通过管线与所述脱硫塔的吸收积液槽相连接，所述第一浓缩循环槽的底部通过管线和吸收循环泵与所述脱硫塔的浓缩段喷淋装置相连接，所述第一浓缩循环槽的上部通过管线与所述第二浓缩循环槽相连接，所述第二浓缩循环槽的上部通过管线与所述脱硫塔的浓缩积液槽相连接，另一管线与所述脱硫塔的吸收段相连接，所述第二浓缩循环槽的下部通过管线和中转泵与后处理装置相连接；所述脱硫塔的隔板上方通过管线与所述降温水槽的上部相连接，所述降温水槽的上部通过管线与所述所述脱硫塔的吸收段相连接，所述降温水槽的下部通过管线和降温泵与所述脱硫塔的降温段喷淋装置相连接，所述脱硫塔的净化段喷淋装置通过管线与所述净化水槽的上部相连接，所述净化水槽的上部通过管线与所述脱硫塔的吸收段相连接，所述净化水槽的下部通过管线与所述脱硫塔的净化段相连接，所述工艺水槽的下部通过管线和工艺水泵与所述脱硫塔的除雾段相连接。
2.根据权利要求1所述的亚硫酸铵脱硫系统，其特征在于：所述降温段包括隔板和降温段喷淋装置；所述浓缩段包括积液槽和浓缩段喷淋装置；所述吸收段包括积液槽、填料和吸收段喷淋装置；所述水洗段包括积液槽、填料和喷淋装置。
3.根据权利要求2所述的亚硫酸铵脱硫系统，其特征在于：所述吸收段喷淋装置，浓缩段喷淋装置和降温段喷淋装置包括若干个支管和喷头，喷头均匀分布在支管。
4.根据权利要求3所述的亚硫酸铵脱硫系统，其特征在于：所述喷头为10、30、60个。
5.根据权利要求4所述的亚硫酸铵脱硫系统，其特征在于：所述隔板倾斜放置。
6.一种亚硫酸铵脱硫工艺，包括以下步骤：
(1)烟气经烟道入口进入脱硫塔的降温段；
(2)烟气在脱硫塔内经过三层喷淋吸收，除去烟气中的SO2；
(3)吸收了SO2的吸收液通过吸氨器在中喷淋吸收段加氨中和后，进入脱硫塔底部；
(4)经过吸收段喷淋后的气体，经过水洗喷淋后，再经过双层除雾器除雾，然后进行排放；
(5)脱硫塔底部的液体通过吸收循环泵，一部分进入脱硫塔的吸收段，做为吸收段的喷淋液，另一部分在吸收循环泵的出口进行分流出料，进入第一浓缩循环槽；浓缩循环泵从第一浓缩循环槽中抽取液体，作为脱硫塔浓缩段的喷淋液吸收烟气中的SO2，吸收完SO2的液体自流回第二浓缩循环槽，第二浓缩循环槽中的重液通过中转泵输送到后处理装置处理，轻液通过与第一浓缩循环槽的连接管道返回第一浓缩循环槽。
7.根据权利要求6所述的亚硫酸铵脱硫工艺，其特征在于：所述步骤(2)中所述三层喷淋吸收包括：降温喷淋、浓缩喷淋和吸收喷淋。
8.根据权利要求7所述的亚硫酸铵脱硫工艺，其特征在于：所述浓缩吸收液来自第一浓缩循环槽，单独循环，所述吸收喷淋液通过脱硫塔底部进行循环。
9.根据权利要求6所述的亚硫酸铵脱硫工艺，其特征在于：所述烟气经过喷淋降温，温度降低到60℃，降温后的喷淋液自流进入降温水槽，用于降温；第一浓缩循环槽，第二浓缩循环槽，降温水槽，净化水槽的放空管道均接入脱硫塔内。
10.根据权利要求6所述的亚硫酸铵脱硫工艺，其特征在于：所述步骤(3)中吸收完烟气中SO2的吸收液经过吸氨器加氨，通过连锁控制pH值在6-8。
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