CN105854604A - 一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统及工艺，属于脱硫技术领域，该系统包括脱硫塔，二级循环结晶槽，脱硫塔设有浓缩喷淋层，浓缩液出口通过管线与二级循环结晶槽的上部相连接，二级循环结晶槽的下部通过二级循环结晶泵和管线与脱硫塔的浓缩喷淋层相连接，浓缩喷淋层包括若干个支管和喷头，喷头均匀分布在支管；二级循环结晶槽设有结晶排出口。本发明的系统和方法利用烟气温度蒸发掉循环液中的水分，使得循环液浓缩，随着浓度的增大，在循环结晶槽内达到一定浓度之后通过结晶泵输送到后硫铵系统进行出料处理。本发明利用烟气温度浓缩结晶，热量的回收利用，省去了后续结晶的操作。

Description

一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种热回收利用结晶系统及工艺，特别涉及一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统及工艺，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烟气通过与出口净烟气进行热交换，净烟气温度升高，防止对烟囱的腐蚀。结晶过程需要加设结晶器，额外加入能量进行结晶。同时由于换热的需要，需要在脱硫塔出口架设烟道和换热器，烟道和换热器也需要一定的投入费用。
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段，所述浓缩结晶段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循环结晶槽。该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：浓缩结晶塔和循环罐分离，结构复杂，运行成本高。
因此，提供一种工艺简单，能极大的提高烟气温度的使用效率，同时节约成本的用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统及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，能极大的提高烟气温度的使用效率，同时节约成本的用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统，其特征在于：包括脱硫塔，二级循环结晶槽，二级循环泵，所述脱硫塔设有浓缩喷淋层，隔板上方设有出口并通过管线与所述循环结晶槽的上部相连接，所述循环结晶槽的侧方通过二级循环泵和管线与所述脱硫塔的浓缩喷淋层相连接，所述浓缩喷淋层包括若干个支管和喷头，喷头均匀分布在支管；所述二级循环结晶槽设有结晶排出口进行出料。
优选地，所述脱硫塔还包括：所述脱硫塔的上部是吸收段；在所述吸收段的上面设置除雾段，并带自动清洗喷淋装置，以产生净烟气，所述自动喷淋装置的水由水泵提供；所述脱硫塔的顶部设有烟气出口，以排出所述净烟气。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单，能极大的提高烟气温度的使用效率，同时节约成本的用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺，包括以下步骤：
(1)烟气通过烟道进入脱硫塔的浓缩喷淋层，与循环液逆流接触，温度降低；
(2)浓缩后的循环液自流进入二级循环结晶槽；
(3)二级循环结晶槽中的上层清液通过二级循环泵输送到脱硫塔浓缩喷淋层进一步循环；
(4)当二级循环结晶槽中的循环液达到一定浓度后出料。
优选地，所述步骤(4)中所述一定浓度为5％-20％。
有益效果：
本发明提供的用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统和方法，工艺简单，易于实现，采用热回收利用技术，使得烟气的热量得到充分的利用，同时由于脱硫塔出口净烟气的排放不需要架设换热器，因此不需要再设置弯曲烟道，将烟气从脱硫塔出口引至换热器，从烟囱排放；同时结晶器不需要额外加设，节省了投资费用，且过程中不需要在结晶部分另外投入能量，又节省了能量的投入。
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是本发明的一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统的结构示意图。
主要附图标记说明：
1 脱硫塔 2 二级循环结晶槽
3 二级循环泵 4 浓缩喷淋层
具体实施方式
实施例1
如图1所示，是本发明的一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统的结构示意图，图中，1为脱硫塔，2为二级循环结晶槽，3为二级循环泵，4为浓缩喷淋层。
一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统，包括脱硫塔1，二级循环结晶槽2二级循环泵3，所述脱硫塔1设有浓缩喷淋层4，设有出口并通过管线与所述二级循环结晶槽2的上部相连接，所述二级循环结晶槽2的下部通过二级循环结晶泵3和管线与所述脱硫塔1的浓缩喷淋层4相连接，所述浓缩喷淋层4设置支管和喷头(支管和喷头的数量根据液/气比需要的浆液量而定，可以是10、30或60个)，喷头均匀分布在支管上，所述支管的材质为玻璃钢，喷头的材质为碳化硅；所述二级循环结晶槽2设有结晶排出口进行出料。
脱硫塔1、二级循环结晶槽2采用碳钢制作，接触料液的部分采用涂树脂磷片或衬胶防腐，降低工程造价。塔内件可采用玻璃钢(FRP)或聚丙烯(PP)制作。
本发明的用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺流程如下：
(1)烟气通过烟道进入脱硫塔1的浓缩喷淋层4，与循环液(硫酸铵溶液)逆流接触，烟气温度由120～160℃降至45～75℃；
(2)浓缩后的循环液(硫酸铵溶液)通过浓缩段出口和管线自流进入二级循环结晶槽2；
(3)二级循环结晶槽2中的上层清液通过二级循环泵3输送到脱硫塔浓缩喷淋层进一步循环；
(4)当二级循环结晶槽2中的循环液浓度达到5重量％-20重量％，进行出料。
本发明通过循环液的喷淋后，烟气温度降为60℃左右，蒸发同时带走水分，使得循环液得到浓缩。
利用烟气温度浓缩结晶，热量的回收利用，省去了后续结晶的操作。
通过循环结晶，一方面烟气温度降低，防止高温烟气与吸收液接触，产生气溶胶；废热的回收节约了后续结晶所需要的能量。
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 (6)

1.一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统，其特征在于：包括脱硫塔，二级循环结晶槽，二级循环泵，所述脱硫塔设有浓缩喷淋层，隔板上方设有出口并通过管线与所述二级循环结晶槽的上部相连接，所述二级循环结晶槽的下部通过二级循环结晶泵和管线与所述脱硫塔的浓缩喷淋层相连接，所述浓缩喷淋层设有支管和喷头，喷头均匀分布在支管；所述二级循环结晶槽设有结晶排出口。
2.根据权利要求1所述用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统，其特征在于：所述脱硫塔还包括：所述脱硫塔的上部是吸收段；在所述吸收段的上面设置除雾段，并带自动清洗喷淋装置；所述脱硫塔的顶部设有烟气出口。
3.根据权利要求1所述用于氨法脱硫的热回收利用结晶系统，其特征在于：所述支管的材质为玻璃钢，所述喷头的材质为碳化硅。
4.一种用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺，包括以下步骤：
(1)烟气通过烟道进入脱硫塔的浓缩喷淋层，与循环液逆流接触，温度降低；
(2)浓缩后的循环液自流进入二级循环结晶槽；
(3)二级循环结晶槽中的上层清液通过二级循环泵输送到脱硫塔浓缩喷淋层进一步循环；
(4)当二级循环结晶槽中的循环液达到一定的浓度后出料。
5.根据权利要求4所述的用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺，其特征在于：所述步骤(4)中所述循环液的浓度为5％～20％。
6.根据权利要求4所述的用于氨法脱硫的热回收利用结晶工艺，其特征在于：所述步骤(1)中所述温度降低为从120～160℃降至45～75℃。
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