CN106000044B - 一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺 - Google Patents

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Abstract

一种水‑氨法烟气脱硫除尘工艺，涉及到含硫烟气的环保处理技术。该发明以水为脱硫剂在脱硫塔内脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘，以氨为中和剂进行中和反应，中和液与氧气或空气进行氧化反应得到副产品硫酸铵。中和反应和氧化反应在塔外进行，所用的中和反应器和氧化反应器为管式反应器。该发明烟气与氨无接触，无气溶胶生成，无氨逃逸，脱硫塔内件和塔壁无结垢与磨损、喷嘴无堵塞，可保证装置长周期运行。该发明脱硫除尘效果好，装置投资少、操作费用低，所得副产品硫酸铵品质好。

Description

一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺
技术领域
本发明涉及一种湿法烟气脱硫除尘技术，特别是涉及一种以水为脱硫剂，以氨为中和剂的湿法脱硫除尘工艺。
背景技术
湿法脱硫技术是目前国内外使用最多的脱硫技术。按脱硫剂的种类划分有钙法、钠法、镁法、氨法和海水法等。氨法脱硫是一种高效、低能耗的湿法脱硫方式，其形式是以液氨、氨水和碳铵为脱硫剂与原烟进行接触而脱去二氧化硫和三氧化硫。氨法的最大特点是二氧化硫可资源化，可将污染物二氧化硫转化成在我国有很好市场的优质氮肥硫酸铵。
已有氨法技术普遍存在一些技术难点，如氨随脱硫尾气逸出的氨逃逸而出现的二次污染和氨损失的问题；被烟气携带蒸发出的亚硫酸铵以微末级别固相颗粒在水蒸汽中成为晶种而形成的气溶胶问题；脱硫塔内脱硫剂喷嘴堵塞造成喷雾不好引起气液接触不充分导致脱硫效果下降的问题或脱硫剂利用不充分导致操作费用增加的问题；脱硫塔内件及塔壁结垢和磨损问题；整个系统不能长周期运行的问题。人们一直在努力寻求解决氨法脱硫上述技术难点的更好技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，该工艺包括有氨参与并获得副产品硫酸铵的烟气脱硫除尘新装置和烟气脱硫除尘新工艺。该发明以水为脱硫剂与含硫烟气在脱硫塔内接触吸收二氧化硫和三氧化硫生成稀酸溶液，然后使稀酸溶液两次在管式中和反应器内与氨接触生成中和液，中和液再在管式氧化反应器内氧化生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经结晶获得副产品硫酸铵；含硫烟气与水接触完成脱除二氧化硫和三氧化硫的同时也脱除了所含灰尘。
本发明的目的是通过以下装置和工艺实现的：
所述烟气脱硫除尘装置包括：气气换热器、脱硫塔、喷射器、管式第一中和反应器、管式第二中和反应器、氨气液分离器、管式氧化反应器、氧化液分离器、烟囱、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及各种附件。管式第一中和反应器、管式第二中和反应器和管式氧化反应器为空管或管内设置扰流元件；脱硫塔为空塔或塔内设置强化气液传质的元件。
所述的脱硫除尘工艺过程包括：a．原烟经气气换热器降温后进脱硫塔，与进入脱硫塔的脱硫剂接触脱除二氧化硫、三氧化硫及灰尘后由脱硫塔顶排出，再经气气换热器升温后进入烟囱排入大气；进入脱硫塔的脱硫剂为新鲜水、或新鲜水与经或未经废水处理装置处理的硫酸铵结晶蒸发水；由塔釜引出部分一次稀酸溶液循环返回脱硫塔；b．脱硫塔塔釜内吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的一次稀酸溶液通过喷射器与氨气液分离器逸出的过量氨汇合进入管式第一中和反应器边流动、边混合、边进行中和反应，出管式第一中和反应器的二次稀酸溶液与新鲜氨汇合进入管式第二中和反应器边流动、边混合、边进行中和反应，出管式第二中和反应器的中和物料进入氨气液分离器，过量氨经喷射器抽吸进入管式第一中和反应器； c．氨气液分离器分离出的中和液与氧气或空气汇合进入管式氧化反应器边流动、边混合、边进行氧化反应，出管式氧化反应器的氧化混合液进入氧化液分离器，分离出的废空气与脱硫塔排出的净烟气汇合或直接排入大气；氧化反应加或不加助氧化剂；d．出氧化液分离器的不饱和、饱和或过饱和的硫酸铵溶液进行结晶操作得副产品硫酸铵；e．结晶操作的结晶蒸发水去脱硫塔、配制氨水或排出界外；结晶操作的残硫酸铵溶液用于配制氨水或再次参与中和反应或氧化反应。
所述的一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，脱硫塔塔釜一次稀酸溶液循环进入脱硫塔和进入管式第一中和反应器前设置或不设置一次稀酸溶液灰渣分离装置。
所述的一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，硫酸铵溶液结晶操作所用的热源为原烟气或外加热源，或原烟气与外加热源组合；
本发明的优点与效果是：
1. 氨不进脱硫塔，塔内无亚硫酸铵和硫酸铵结晶体，塔内壁及内件无结垢、无磨损，喷嘴无堵塞，可保证装置长周期稳定运行。
2. 采用二次中和操作，中和进行完全且无氨逃逸。
3. 氧化废气不与原烟在脱硫塔内并流，脱硫塔内气体负荷小，烟气在塔内停留时间长，气液接触充分，脱硫效果好；
4. 原烟气与氨无接触，避开了气溶胶生成的条件，净化烟气无气溶胶。
5. 塔内烟气流速低，有利于除雾，液体夹带少。
6. 控制脱硫塔塔釜稀酸溶液的p H值和循环量，可同时完成除尘与初脱硫。
7. 氧化反应在管式反应器内进行，气液接触时间长，混合传质充分，氧化效果好。
8. 与传统工艺相比，无除雾器清洗水，除雾器清洗水也用作脱硫喷淋水，可极大提高喷淋覆盖率，增加脱硫效果。
附图说明
图1是以水为脱硫剂，先中和再氧化的水-氨法脱硫除尘流程简图；
图2是以水为脱硫剂，先氧化再中和的水-氨法脱硫除尘流程简图；
图3是氧化液部分循环返回管式氧化反应器再次参与氧化反应的水-氨法脱硫除尘流程简图。
具体实施方式
实施例1
实施例1所用的脱硫除尘装置包括：气气换热器1、脱硫塔2、喷射器3、管式第一中和反应器4、管式第二中和反应器5、氨气液分离器6、管式氧化反应器7、氧化液分离器8、烟囱9、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及各种附件。其中管式第一中和反应器4、管式第二中和反应器5、管式氧化反应器7由直管和曲管串联组成，管内装有化工填料；进入脱硫塔的水包括新鲜水、硫酸铵结晶蒸发水；塔釜中的稀酸溶液部分循环返回脱硫塔2。新鲜水、硫酸铵结晶蒸发水、稀酸溶液进塔的位置依次为脱硫塔2的上、中、下部，其在塔内状态为气相为连续相，液相为分散相。由前述装置形成的脱硫除尘工艺包括：a．原烟经气气换热器1降温后进脱硫塔2，与进入脱硫塔2的液相接触脱除二氧化硫、三氧化硫及灰尘后由脱硫塔2顶排出，再经气气换热器1升温后进入烟囱9排入大气； b．脱硫塔2塔釜内吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰渣的一次稀酸溶液经喷射器3与氨气液分离器6逸出的过量氨汇合进入管式第一中和反应器4边流动、边混合、边进行中和反应，出管式第一中和反应器4的二次稀酸溶液与新鲜氨汇合进入管式第二中和反应器5边流动、边混合、边继续进行中和反应，出管式第二中和反应器5的中和物料进入氨气液分离器6，分离出的过量氨经喷射器3抽吸进入管式第一中和反应器4； c．氨气液分离器6分离出的中和液与空气汇合进入管式氧化反应器7边流动、边混合、边进行氧化反应，出管式氧化反应器7的氧化混合液进氧化液分离器8，分离出的废空气与脱硫塔2排出的净烟气汇合经烟囱排入大气；d．出氧化液分离器8的硫酸铵溶液进行结晶操作得副产品硫酸铵；e．结晶操作的结晶蒸发水一部分去脱硫塔2，一部分排出界外；结晶操作的残硫酸铵溶液去配制中和操作所需的氨水。流程简图见图1。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于所用的管式第一中和反应器4，管式第二中和反应器5，管式氧化反应7的直管部分为静态混合器，曲管部分为空管，脱硫塔2塔釜内的稀酸溶液先进行氧化反应再进行中和反应。流程简图见图2。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于氧化分离器分离出去的氧化液一部分循环返回管式氧化反应器7再次参与氧化反应，流程简图见图3。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于脱硫塔2塔釜内的稀酸溶液经脱除所含灰渣后再去进行中和反应。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于无硫酸铵蒸发结晶水进入脱硫塔2，硫酸铵结晶蒸发水去配制中和操作所需的氨水。

Claims (3)

1.一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，其特征在于：
所述烟气脱硫除尘工艺，包括如下装置：气气换热器（1）、脱硫塔（2）、喷射器（3）、管式第一中和反应器（4）、管式第二中和反应器（5）、氨气液分离器（6）、管式氧化反应器（7）、氧化液分离器（8）、烟囱（9）、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及附件；管式第一中和反应器（4）、管式第二中和反应器（5）和管式氧化反应器（7）为空管或管内设置扰流元件；脱硫塔（2）为空塔或塔内设置强化气液传质的元件；
所述的脱硫除尘工艺，包括如下工艺过程：a．原烟经气气换热器（1）降温后进脱硫塔（2），与进入脱硫塔（2）的脱硫剂接触脱除二氧化硫、三氧化硫及灰尘后由脱硫塔（2）顶部排出，再经气气换热器（1）升温后进入烟囱（9）排入大气；进入脱硫塔（2）的脱硫剂为新鲜水、或新鲜水与硫酸铵结晶的蒸发水；由塔釜引出部分一次稀酸溶液循环返回脱硫塔（2）；b．脱硫塔（2）塔釜内吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的一次稀酸溶液通过喷射器（3）与氨气液分离器（6）逸出的过量氨汇合进入管式第一中和反应器（4）边流动、边混合、边进行中和反应，出管式第一中和反应器（4）的二次稀酸溶液与新鲜氨汇合进入管式第二中和反应器（5）边流动、边混合、边进行中和反应，出管式第二中和反应器（5）的中和物料进入氨气液分离器（6），过量氨经喷射器（3）抽吸进入管式第一中和反应器（4）； c．氨气液分离器（6）分离出的中和液与氧气或空气汇合进入管式氧化反应器（7）边流动、边混合、边进行氧化反应，出管式氧化反应器（7）的氧化混合液进入氧化液分离器（8），分离出的废空气与脱硫塔（2）排出的净烟气汇合或直接排入大气；氧化反应加或不加助氧化剂；d．出氧化液分离器（8）的不饱和、饱和或过饱和的硫酸铵溶液进行结晶操作得副产品硫酸铵；e．结晶操作的结晶蒸发水去脱硫塔（2）、配制氨水或排出界外；结晶操作的残硫酸铵溶液用于配制氨水或再次参与中和反应或氧化反应。
2.根据权利要求1所述的一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，其特征在于，脱硫塔（2）塔釜一次稀酸溶液循环进入脱硫塔（2）和进入管式第一中和反应器前设置或不设置一次稀酸溶液灰渣分离装置。
3.根据权利要求1所述的一种水-氨法烟气脱硫除尘工艺，其特征在于，硫酸铵溶液结晶操作所用的热源为原烟气或外加热源，或原烟气与外加热源组合。
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