CN107497263A - 一种硫酸尾气处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫酸尾气处理装置及方法，硫酸尾气处理装置包括脱硫塔和烟囱，脱硫塔底部为吸收液循环槽，脱硫塔侧壁上设有烟气进口和吸收液进口，烟气进口处设有烟气进气管道，脱硫塔侧壁上位于烟气进口上方开设有吸收液进口，脱硫塔内位于烟气进口上方位置设有与吸收液进口相连的吸收液喷淋器，所述硫酸尾气处理装置还包括与氧气源连接的臭氧发生器和臭氧曝气装置，臭氧曝气装置位于吸收液底部，烟气进气管道上沿烟气进入方向依次设有布气装置和混合反应器，臭氧发生器的臭氧出口通过管道分别与布气装置和臭氧曝气装置连通。本发明中一部分O3与NOx发生反应、另一部分O3将吸收液中不稳定的亚硫酸盐氧化成稳定的硫酸盐。

Description

一种硫酸尾气处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸尾气处理装置及方法，具体的说是一种低温脱除硫酸烟气中的NOx、SO2以及循环母液中亚盐高效氧化的装置及方法，属于化学工程与环境保护技术领域。
背景技术
由于硫酸装置有净化工序和干吸工序，使得该装置本身就具备脱NOx的功能，再通过调整焚烧炉结构和采用低氮燃烧器，就可以从源头上避免或减少NOx的形成，一般可以达到尾气中NOx低排放和产品酸中NOx满足标准要求。但是，现有技术中大多数硫酸装置从烟囱排放的尾气中NOx的含量为100～400mg/Nm3，随着环保要求越来越严格，硫酸装置尾气排放NOx含量≤50mg/Nm3是未来的趋势，现有的硫酸装置不采取技术改造基本达不到这一个要求。
硫酸装置设置尾气处理系统后，如氨法、钠碱法、双氧水法、超重力法等脱硫系统，一般都可以达到SO2含量≤100mg/Nm3的超低排放要求，但是脱硫副产品主要是不稳定的亚硫酸盐，易分解为SO2而造成二次污染。若能将亚硫酸盐氧化为硫酸盐，便可作为产品出售，给企业带来经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在低温脱除硫酸烟气中的NOx、SO2的同时能使循环母液中亚盐高效氧化的硫酸尾气处理装置及方法。
本发明硫酸尾气处理装置采用如下技术方案：一种硫酸尾气处理装置，包括脱硫塔和连接在脱硫塔顶部排气口的烟囱，脱硫塔底部为吸收液循环槽，脱硫塔侧壁上设有烟气进口和吸收液进口，烟气进口处设有烟气进气管道，脱硫塔侧壁上位于烟气进口上方开设有吸收液进口，脱硫塔内位于烟气进口上方位置设有与吸收液进口相连的吸收液喷淋器，所述硫酸尾气处理装置还包括与氧气源连接的臭氧发生器和臭氧曝气装置，所述臭氧曝气装置位于吸收液底部，所述烟气进气管道上沿烟气进入方向依次设有布气装置和混合反应器，臭氧发生器的臭氧出口通过管道分别与布气装置和臭氧曝气装置连通。
所述吸收液循环槽底部设有吸收液出口，脱硫塔外吸收液出口和吸收液入口之间连接有吸收液循环管道母液循环泵，母液循环泵入口与吸收液出口相连，母液循环泵出口与吸收液入口相连。
所述脱硫塔内位于排气口下方的位置设有电除雾器，脱硫塔、吸收液循环槽和电除雾器一体化设计。
所述布气装置采用环烟气管道均匀布气系统，所述吸收液循环槽中设有搅拌器或扰动泵，所述混合反应器采用静态混合器。
所述臭氧曝气装置位于吸收液循环槽内。
所述脱硫塔外还设有氧化罐，所述吸收液循环槽内的吸收液通入到氧化罐中，所述臭氧曝气装置位于氧化罐底部，氧化罐中设有搅拌器或扰动泵。
本发明硫酸尾气处理方法采用如下技术方案：一种硫酸尾气处理方法，包括以下步骤：(1)利用臭氧发生器产生臭氧；(2)将一部分臭氧通过布气装置进入硫酸装置尾气烟道中，将另一部分臭氧通入到位于吸收液底部的臭氧曝气装置中；(3)进入硫酸装置尾气烟道中的臭氧与烟气一起进入到混合反应器中发生脱硝反应；(4)脱硝后的烟气进入脱硫塔与吸收液逆向接触进行脱硫反应，脱硫后的烟气通过烟囱排放；(5)通入到臭氧曝气装置中的臭氧将吸收液中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐。
所述步骤(5)在脱硫塔底部的吸收液循环槽内或者在脱硫塔外与吸收液循环槽连通的氧化罐内进行。
步骤(3)中，进入到混合反应器中的烟气温度为50～100℃。
步骤(4)中，脱硫塔底部吸收液循环槽中的吸收液通过母液循环泵送至脱硫塔上部的喷淋器中进行循环喷淋。
本发明的有益效果是：臭氧发生器生产的一部分臭氧进入硫酸装置尾气烟道中，并在混合反应器中发生脱硝反应，脱硝后的烟气进入脱硫塔与吸收液逆向接触进行脱硫反应，吸收液循环槽中的吸收液通过母液循环泵送至脱硫塔的顶部循环喷淋。经过脱硝脱硫后的烟气经电除雾器除去酸雾后通过烟囱排放。本发明中一部分O3与NOx发生反应、另一部分O3会在槽内将SO3 2-氧化成SO4 2-，未参加反应的O3在脱硫塔内还会被浆液再次洗涤而分解为O2，不存在O3的泄漏问题。本发明的尾气处理装置运行简单可靠，在0.9≤O3/NO摩尔比＜1的情况下，脱硝率可达到90％以上，另一部分O3将吸收液中不稳定的亚硫酸盐氧化成稳定的硫酸盐，硫酸盐外售可以给企业带来经济效益。
优选的，臭氧布气装置采用环烟气管道均匀布气系统使布气均匀、效果好。
优选的，脱硝混合反应器采用静态混合器，可使臭氧和烟气产生切割、剪切、旋转和重新混合，达到充分混合并发生脱硝反应的目的。
优选的，在吸收液循环槽中设置搅拌器或扰动泵，可以防止循环母液沉淀结晶，避免喷嘴堵塞。
优选的，循环母液采用塔外氧化，即单独设置氧化罐，确保亚硫酸盐溶液全部氧化成硫酸盐溶液。在氧化罐中设置搅拌器或扰动泵，可以使氧化罐内浆液均匀混合，氧化充分。
附图说明
图1是本发明硫酸尾气处理装置实施例1的结构示意图；
图2是本发明硫酸尾气处理装置实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明硫酸尾气处理装置实施例1的结构如图1所示，本实施例的硫酸尾气处理装置包括脱硫塔4和连接在脱硫塔4顶部排气口的烟囱8，脱硫塔4底部为吸收液循环槽5，脱硫塔4侧壁上设有烟气进口和吸收液进口，烟气进口处设有烟气进气管道，脱硫塔4侧壁上位于烟气进口上方开设有吸收液进口，脱硫塔4内位于烟气进口上方位置设有与吸收液进口相连的吸收液喷淋器，其特征在于：所述硫酸尾气处理装置还包括与氧气源连接的臭氧发生器1和臭氧曝气装置9，所述臭氧曝气装置9位于吸收液底部，所述烟气进气管道上沿烟气进入方向依次设有布气装置2和混合反应器3，臭氧发生器1的臭氧出口通过管道分别与布气装置2和臭氧曝气装置9连通。本实施例中，臭氧曝气装置9位于吸收液循环槽内。
所述吸收液循环槽5底部设有吸收液出口，脱硫塔4外吸收液出口和吸收液入口之间连接有吸收液循环管道母液循环泵6，母液循环泵6入口与吸收液出口相连，母液循环泵6出口与吸收液入口相连。所述脱硫塔4内位于排气口下方的位置设有电除雾器7，脱硫塔、吸收液循环槽和电除雾器一体化设计。所述布气装置2采用环烟气管道均匀布气系统，所述吸收液循环槽5中设有搅拌器或扰动泵，所述混合反应器3采用静态混合器。
臭氧发生器生产的一部分臭氧进入硫酸装置尾气烟道中，并在混合反应器中发生脱硝反应，脱硝后的烟气进入脱硫塔与吸收液逆向接触进行脱硫反应，吸收液循环槽中的吸收液通过母液循环泵送至脱硫塔的顶部循环喷淋。经过脱硝脱硫后的烟气经电除雾器除去酸雾后通过烟囱排放。本发明中一部分O3与NOx发生反应、另一部分O3会在槽内将SO3 2-氧化成SO4 2-，未参加反应的O3在脱硫塔内还会被浆液再次洗涤而分解为O2，不存在O3的泄漏问题。本发明的尾气处理装置运行简单可靠，在0.9≤O3/NO摩尔比＜1的情况下，脱硝率可达到90％以上，另一部分O3将吸收液中不稳定的亚硫酸盐氧化成稳定的硫酸盐，硫酸盐外售可以给企业带来经济效益。
本发明硫酸尾气处理装置实施例2的结构如图2所示，本实施例与实施例1不同的是，本实施例中在脱硫塔外部设置氧化罐10，所述吸收液循环槽5内的吸收液通入到氧化罐10中，所述臭氧曝气装置9位于氧化罐10底部，氧化罐10中设有搅拌器或扰动泵。本实施例中循环母液采用塔外氧化，即单独设置氧化罐，确保亚硫酸盐溶液全部氧化成硫酸盐溶液。在氧化罐中设置搅拌器或扰动泵，可以使氧化罐内浆液均匀混合，氧化充分。
本发明硫酸尾气处理方法一种具体实施例包括以下步骤：(1)利用臭氧发生器产生臭氧；(2)将一部分臭氧通过布气装置进入硫酸装置尾气烟道中，将另一部分臭氧通入到位于吸收液底部的臭氧曝气装置中；(3)进入硫酸装置尾气烟道中的臭氧与烟气一起进入到混合反应器中发生脱硝反应；(4)脱硝后的烟气进入脱硫塔与吸收液逆向接触进行脱硫反应，脱硫后的烟气通过烟囱排放；(5)通入到臭氧曝气装置中的臭氧将吸收液中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐。
步骤(5)在脱硫塔底部的吸收液循环槽内或者在脱硫塔外与吸收液循环槽连通的氧化罐内进行。
步骤(3)中，进入到混合反应器中的烟气温度为50～100℃。
步骤(4)中，脱硫塔底部吸收液循环槽中的吸收液通过母液循环泵送至脱硫塔上部的喷淋器中进行循环喷淋。
采用氨法脱硫时，吸收液为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵混合溶液；采用碱法脱硫时，吸收液为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠混合溶液。
具体应用实例1：
如图1所示，臭氧发生器1产生108kg/h的臭氧。其中，58kg/h的臭氧通过布气装置2均匀进入114330Nm3/h，75℃的硫酸装置尾气烟道中，并在混合反应器3中发生脱硝反应，脱硝后的烟气进入脱硫塔4与含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵吸收液逆向接触进行脱硫反应，吸收液循环槽5中的吸收液通过母液循环泵6送至脱硫塔4的顶部循环喷淋。经过脱硝脱硫后的烟气经电除雾器7除去酸雾后通过烟囱8排放。硫酸尾气综合处理效果如下表：
另一部分50kg/h的臭氧利用曝气装置9在吸收液循环槽5中曝气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵后外送。
具体应用实例2：
如图2所示，臭氧发生器1产生45kg/h的臭氧。其中，19kg/h的臭氧通过布气装置2均匀进入50400Nm3/h，74℃的硫酸装置尾气烟道中，并在混合反应器3中发生脱硝反应，脱硝后的烟气进入脱硫塔4与含亚硫酸铵、亚硫酸氢铵吸收液逆向接触进行脱硫反应，吸收液循环槽5中的吸收液通过母液循环泵6送至脱硫塔4的顶部循环喷淋。经过脱硝脱硫后的烟气经电除雾器7除去酸雾后通过烟囱8排放。硫酸尾气综合处理效果如下表：
脱硫过程中，多余的吸收液送至氧化罐10，另一部分26kg/h的臭氧利用曝气装置9在氧化罐10中曝气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵后外送。
具体应用实例3：
如图2所示，臭氧发生器1产生15.5kg/h的臭氧。其中，10.5kg/h的臭氧通过布气装置2均匀进入17750Nm3/h，74℃的硫酸装置尾气烟道中，并在混合反应器3中发生脱硝反应，脱硝后的烟气进入脱硫塔4与含亚硫酸钠、亚硫酸氢钠吸收液逆向接触进行脱硫反应，吸收液循环槽5中的吸收液通过母液循环泵6送至脱硫塔4的顶部循环喷淋。经过脱硝脱硫后的烟气经电除雾器7除去酸雾后通过烟囱8排放。硫酸尾气综合处理效果如下表：
脱硫过程中，多余的吸收液送至氧化罐10，另一部分5kg/h的臭氧利用曝气装置9在氧化罐10中曝气将亚硫酸钠氧化成硫酸钠后外送。

Claims (10)

1.一种硫酸尾气处理装置，包括脱硫塔（4）和连接在脱硫塔（4）顶部排气口的烟囱（8），脱硫塔（4）底部为吸收液循环槽（5），脱硫塔（4）侧壁上设有烟气进口和吸收液进口，烟气进口处设有烟气进气管道，脱硫塔（4）侧壁上位于烟气进口上方开设有吸收液进口，脱硫塔（4）内位于烟气进口上方位置设有与吸收液进口相连的吸收液喷淋器，其特征在于：所述硫酸尾气处理装置还包括与氧气源连接的臭氧发生器（1）和臭氧曝气装置（9），所述臭氧曝气装置（9）位于吸收液底部，所述烟气进气管道上沿烟气进入方向依次设有布气装置（2）和混合反应器（3），臭氧发生器（1）的臭氧出口通过管道分别与布气装置（2）和臭氧曝气装置（9）连通。
2.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理装置，其特征在于：所述吸收液循环槽（5）底部设有吸收液出口，脱硫塔（4）外吸收液出口和吸收液入口之间连接有吸收液循环管道母液循环泵（6），母液循环泵（6）入口与吸收液出口相连，母液循环泵（6）出口与吸收液入口相连。
3.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理装置，其特征在于：所述脱硫塔（4）内位于排气口下方的位置设有电除雾器（7），脱硫塔、吸收液循环槽和电除雾器一体化设计。
4.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理装置，其特征在于：所述布气装置（2）采用环烟气管道均匀布气系统，所述吸收液循环槽（5）中设有搅拌器或扰动泵，所述混合反应器（3）采用静态混合器。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的硫酸尾气处理装置，其特征在于：所述臭氧曝气装置（9）位于吸收液循环槽内。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的硫酸尾气处理装置，其特征在于：所述脱硫塔（4）外还设有氧化罐（10），所述吸收液循环槽（5）内的吸收液通入到氧化罐（10）中，所述臭氧曝气装置（9）位于氧化罐（10）底部，氧化罐（10）中设有搅拌器或扰动泵。
7.一种硫酸尾气处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用臭氧发生器产生臭氧；（2）将一部分臭氧通过布气装置进入硫酸装置尾气烟道中，将另一部分臭氧通入到位于吸收液底部的臭氧曝气装置中；（3）进入硫酸装置尾气烟道中的臭氧与烟气一起进入到混合反应器中发生脱硝反应；（4）脱硝后的烟气进入脱硫塔与吸收液逆向接触进行脱硫反应，脱硫后的烟气通过烟囱排放；（5）通入到臭氧曝气装置中的臭氧将吸收液中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐。
8.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理方法，其特征在于：所述步骤（5）在脱硫塔底部的吸收液循环槽内或者在脱硫塔外与吸收液循环槽连通的氧化罐内进行。
9.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理方法，其特征在于：步骤（3）中，进入到混合反应器中的烟气温度为50~100℃。
10.根据权利要求1所述的硫酸尾气处理方法，其特征在于：步骤（4）中，脱硫塔底部吸收液循环槽中的吸收液通过母液循环泵送至脱硫塔上部的喷淋器中进行循环喷淋。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171222

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