CN1101720C - 从烟道气中除去so2并生产硫酸铵溶液的设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于从烟道气除去SO2并生产硫酸铵溶液的设备，包括：一涤气塔(1)包括至少一个洗涤区(2)，一配置在洗涤区(2)上部的分布装置(3)和配置在洗涤区(2)下部的可渗气的流体收集盘(8)；一用于供给氨水至洗涤区(2)的装置(4)；一氧化装置(5)，用于氧化在吸收流体中存在的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，以形成硫酸铵；一吸收流体环路(9)；一烟道气管道(6)；一返回装置(12)；一供给管路(13)；一洗提管路(14)；和一排出管路(15)。

Description

从烟道气中除去SO2并生产 硫酸铵溶液的设备
本发明涉及从烟道气中除去SO2并生产可进一步处理的以生产有用物质的硫酸铵溶液的设备。
由DE-C3733319公开的设备包括一用于分离出卤化氢的预洗涤器和与预洗涤的下游相连接的并包括三个洗涤区的涤气塔。洗涤流体环路连接到涤气塔的中洗涤区并供给作为吸收剂的氨水。部分流从洗涤流体环路排出进入氧化装置。在所述的氧化装置中，发生在吸收流体中含有的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的氧化以形成硫酸铵。在预洗涤器使用的水和在连到预洗涤器的洗涤水环路中返回的水从预洗涤器的流体沉淀池到预洗涤器的淋洒装置。从流体沉淀池排出部分流体流并进入连接到下游的涤气塔的中洗涤区的吸收流体环路。在预洗涤器分离出的有毒物质进入涤气塔的吸收流体环路并关闭含有硫酸铵溶液的氧化装置的出口。在进一步处理期间，通过浓缩并造粒形成硫酸铵生产一种不太纯净的可被用作化肥的终极产品。
由EP-A620187公开的设备，包括一用于分离出卤化氢的预洗涤器和连接到下游的以除去SO2的涤气塔。涤气塔的洗净器沉淀池装备有沉淀池排气系统。气体洗涤是利用硫酸铵进行的，所述的硫酸铵可从涤气塔的沉淀池排出并流入涤气塔的喷嘴。一部分硫酸铵的流体流流入预洗涤器的流体沉淀池，该预洗涤器包括一淋洒装置和用于从流体沉淀池返回流体进入喷洒装置的装置。通过该环路浓缩硫酸铵溶液，洗提来自预洗涤器的流体沉淀池浓缩的硫酸铵溶液部分流，通过旋液分离器进一步浓缩并干燥，形成硫酸铵。终极产品还含有在预洗涤器内分离出来的有毒物质。
公知的设备包括一单独的用于分离出卤化氢的预洗涤器和包括一单独的用于从烟道气中除去SO2的涤气塔，其费用是昂贵的。另一个缺点是公知的设备仅仅能生产充其量能被用作化肥的不太纯净的硫酸铵。
本发明的目的在于所提供的设备能够生产二种不同性能的硫酸铵。该设备具有最大程度的结构简单方便之特征。
本发明目的及其解决方案是设备，该设备用于从烟道气中除去SO2并生产可进一步处理的以生产有用物质的硫酸铵溶液，包括：
一涤气塔包括至少一个洗涤区，烟道气流从洗涤区的底部流至洗涤区的顶部，一配置在洗涤区上部的分布装置，用于供给吸收流体，所述涤气塔包括一配置在洗涤区下部的可渗气的液体收集盘；
一用于供给氨水至洗涤区的装置；
一氧化装置用于氧化在吸收流体中的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，以形成硫酸铵；
一吸收流体环路，它将收集盘连接到氧化装置，将氧化装置连接到配置在洗涤区上的分布装置；
一烟道气管道，供给烟道气到涤气塔，在洗涤池上部进入涤气塔；
一喷洒装置，配置在烟道气管道内，用于供给急冷流体冷却烟道气流和用水蒸气饱和之并在烟道气内落下，进入洗净器沉淀池；
一返回装置，用于将洗净器沉淀池出来的液体返回到配置在烟道气管道内的喷酒装置；
其中通过供给管路从氧化装置供给硫酸铵到洗净器沉淀池和将洗提管路连接到洗净器沉淀池，从洗提管路可排出通过环路已经浓缩的硫酸铵溶液并适合用于生产化肥，其中，排出管路连接到氧化装置，用于排出硫酸铵溶液，该硫酸铵溶液基本上不含有杂质，适用于生产纯净的硫酸铵。
根据本发明的方案，使用洗净器沉淀池作为用于预洗涤并作为急冷流体使用的硫酸铵溶液的收集容器。洗净器沉淀池被结合入流体环路中，其中在急冷处理中依靠质量传递到热烟道气流，从而浓缩了硫酸铵溶液。用于分离出SO2吸收流体单独地被收集在配置在洗涤区下面的收集盘上并进入氧化装置。在按照本发明的设备中，已经浓缩的但含有杂质的硫酸铵溶液可从涤气塔的沉淀池中排出，从而可形成基本没有杂质的硫酸铵溶液，硫酸铵的浓度较低，在氧化装置内淀析。二种不同的硫酸铵溶液的产品在量比上可以变化，只要能够生产出的硫酸铵符合规定并满足实际操作的要求。
根据本发明的优选的实施例，一种附加装置用于供给NaOH和/或KOH溶液，该装置连接到烟道气管道的喷酒装置上。KOH和NaOH有利于混合卤和中和处理。在一优选的方案中使用了KOH，其也容许作为硫酸铵化肥中的钾成分。
在一优选的方案中，洗涤区包括一填充床，用吸收流体淋洒。为了分离出气溶胶，在涤气塔内可安装一种湿式电过滤器，配置在涤气塔的顶部已净化气体出口的上游。
在另一个实施例中，本发明指出，第二吸收流体环路配置到洗涤区内，含亚硫酸铵的吸收流体可流过所述的吸收流体环路，同时不通过氧化装置，直接流到配置于洗涤区上方的分布装置。带有二个吸收流体环路的形成装置提供这样一种工艺，其中加吸收流体(该吸收流体的由氨水、含亚硫酸铵洗涤流体和硫酸铵溶液组成的混合物)到洗涤区的上方，含亚硫酸铵洗涤流体从在洗涤区下方的涤气塔的出口排出，其返回时不用中间处理，硫酸铵溶液从氧化装置返回，其中亚硫酸铵和硫酸铵的混合比调节在15∶1到3∶1。优选亚硫酸铵和硫酸铵的混合比调节在10∶1到5∶1。吸收流体的特征在于具有高吸收SO2的能力并且不呈现形成气溶胶的趋势。
下面，参照附图描述本发明，该图仅描述了一个实施例，描述了用于从烟道气中除去SO2并生产可进一步处理的以生产有用物质的硫酸铵溶液的设备。
该设备的基本结构包括涤气塔1，该塔1包括一烟道气从其底部向上通过洗涤区2，一配置在洗涤区2上方的用于供给吸收流体的分布装置3，一供给氨水到洗涤区2的装置4，一氧化装置5用于氧化在吸收流体中存在的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵以形成硫酸铵，一烟道气管道6用于供给烟道气到涤气塔1，一配置在烟道气管道6内的喷洒装置7用于供给急冷流体，冷却烟道气流并用水蒸气饱和之。
在洗涤区2下方配置有用于流体的渗气收集盘8。洗涤区2配置将收集盘8连接到氧化装置5和将氧化装置连接到配置在洗涤区上方的分布装置3的吸收流体环路9。而洗涤区2配置有第二吸收流体环路10，通过该环路的含有亚硫酸铵流体可被导向，不流入氧化装置而直接进入配置在洗涤区2上方的分布装置3。
用于供给烟道气到涤气塔1的烟道气管道6在洗净器沉淀池11上方进入涤气塔1。从配置在烟道气管道6内的喷洒装置7供给急冷流体在烟道气流中落下并进入洗净器沉淀池11。
依靠返回装置12，流体从洗净器沉淀池11的出口返回到配置在烟道气管道6内的喷洒装置7。
依靠供给管路13，从氧化装置的出口到洗净器沉淀池11可控制硫酸铵。洗提管路14连接到洗净器沉淀池11，从所述的沉淀池11的管路可排出通过该环路浓缩的硫酸铵溶液，上述的硫酸铵溶液适用于生产化肥。基本上没有杂质的硫酸铵溶液可从氧化装置排出。为此目的，排出管路15连接到氧化装置5上，通过氧化装置的排出管路排出硫酸铵溶液，该溶液适于生产纯净的硫酸铵。
图示的设备用来除去烟道气中的SO2，所述的烟道气来自例如废物焚烧装置，Claus装置，发电站，污泥焚烧装置或亚硫酸盐焙烧装置。烟道气经过预脱尘，其值达到所含的重金属杂质符合生产化肥的容许的技术要求，以及在烟道气中所含的杂质与SO2浓度的比例适当。预脱尘发生的温度范围在160-350℃之间，只要不会出现硫酸液滴冷却，进行急冷的烟道气管道6内的全部温度其数值在110-180℃。
流入设备的烟道气在烟道气管道6内用NaOH或KOH溶液喷洒，上述的溶液由管路16供给，以分离出存在的卤化氢。而硫酸铵溶液用喷洒装置7进入烟道气，其中烟道气被冷却并用水蒸气饱和。流体温度保持在45-60℃之间，其中由气体的饱和温度确定急冷流体的温度。
已经冷却、用水饱和、且基本没有卤化氢的烟道气进入涤气塔1的洗涤区2。在洗涤区2中，基本载有SO2的烟道气与吸收流体(其组成为氨水、硫酸铵水溶液和新生成的亚硫酸铵溶液的混合物)接触。在配置在洗涤区2下方的渗气收集盘8上排出吸收流体的部分流体流由吸收流体环路9供给到氧化装置。在氧化装置内，通过添加含氧气体，在流体中存在的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵氧化，形成硫酸铵。吸收流体的其它部分通过管道10流入环路，与来自管路4的氨水和来自氧化装置的硫酸铵溶液混合，供给在洗涤区2上方的作为喷洒装置形成的的分布装置。
洗涤区2设有填充床，该填充床可增大烟道气和吸收流体的接触表面和强化SO2的吸收。另外，使用填料可降低洗涤区2的高度并且可降低整个涤气塔的安装高度。工业上可作为组成填料的材料是在填充床中使用时对酸性气体呈惰性的材料。
为了实现有效的吸收SO2，在添加侧吸收流体的pH值调节为pH5-pH6之间。pH的调节通过加入氨水进行。
包括风机的空气管路17连接到氧化装置5上。通过管路17供给的空气与含有NH4HSO3和(NH4)2SO3的流体充分接触。在氧化装置5的沉淀池内收集产生的硫酸铵溶液。例如通过测量密度确定硫酸铵的浓度。硫酸铵的浓度为硫酸铵溶液重量的25-30％，从氧化装置5的沉淀池排出。通过管路15排出的部分流体流可流入硫酸铵回收装置(没有示出)，在该装置中通过除去水生产纯净的硫酸铵。由管路13排出的部分流体流流入洗涤沉淀池11并在流体环路中使用，所述的流体环路连接到洗净器沉淀池并设有返回管路12，上述的部分流体流作为冷却烟道气的急冷流体，其中进行硫酸铵溶液的浓缩其浓度可达到高达42％重量。
在氧化装置5的沉淀池内的流体量保持稳定，这可通过相应的供给管路并通过从缓冲容器18供给水或洗涤流体来实现。
在图1所示的实施例中，涤气塔1包括第二洗涤区2’，同样还包括一填充床。通过分布装置3’加入到第二洗涤区2’并与净化的气体接触的的洗涤液的pH值在4-6之间。载运第二洗涤区2’洗涤流体在配置在第二洗涤区2’下方的流体收集盘8′上排出并流入缓冲容器18。通过管路4供给氨水调节洗涤流体的pH值。在缓冲容器18的沉淀池内的流体水平面通过管路19加入水进行控制。净化的烟道气基本上排入烟囱和排入大气。

Claims (5)

1.用于从烟道气除去SO2并生产可进一步处理以形成有用物质的硫酸铵溶液的设备，包括：
一涤气塔(1)包括至少一个洗涤区(2)，烟道气从洗涤区的底部向上流过洗涤区，一配置在洗涤区(2)上部的用于供给吸收流体的分布装置(3)和配置在洗涤区(2)下部的可渗气的流体收集盘(8)；
一用于供给氨水至洗涤区(2)的装置(4)；
一氧化装置(5)，用于氧化在吸收流体中存在的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，以形成硫酸铵；
一吸收流体环路(9)，形成连接收集盘(8)到氧化装置(5)的入口和连接氧化装置(5)的出口到配置在在洗涤区(2)上方的分布装置(3)的吸收液体路径；
一烟道气管道(6)，用于供给烟道气到涤气塔(1)，在洗净器洗涤池(11)上方进入涤气塔(1)；
一喷洒装置(7)配置在烟道气管道(6)内，用于供给急冷流体以冷却烟道气流和用水蒸气饱和之并在烟道气流内落下，流入洗净器沉淀池(11)；
一返回装置(12)，用于返回从洗净器沉淀池(11)出来的流体到配置在烟道气管道(6)内的喷洒装置(7)；
一供给管路(13)，将氧化装置(5)与洗净器沉淀池(11)相连以向池中供应硫酸铵溶液以浓缩之；
一洗提管路(14)，连接到洗净器沉淀池(11)以排出浓缩后的硫酸铵溶液供生产化肥；和
一排出管路(15)，连接到氧化装置(5)，用于排出硫酸铵溶液，该硫酸铵溶液基本上不含有杂质，适用于生产纯净的硫酸铵。
2.根据权利要求1的设备，还包括连接到喷酒装置(7)上的用于供给NaOH和/或KOH溶液的一个附加装置。
3.根据权利要求1或2的设备，其中洗涤区(2)还包括一用吸收流体喷洒的填充床。
4.根据权利要求1的设备，其中洗涤区(2)还设置有第二吸收流体环路(10)，通过该环路可导向含亚硫酸铵吸收流体，使之不通过氧化装置，而是直接流入配置在洗涤区(2)上方的分布装置。
5.根据权利要求1的设备，还包括安装在涤气塔(1)内的湿式电过滤器，用于分离出气溶胶，所述的过滤器配置在涤气塔(1)顶部纯净气体出口的上游。
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