CN110193280A - 工业氨法脱硫除尘一体化系统 - Google Patents

工业氨法脱硫除尘一体化系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烟气净化领域，公开了一种工业氨法脱硫除尘一体化系统，包括烟气系统、吸收循环系统、硫酸铵后处理系统、氧化槽和加氨槽；烟气系统为吸收循环系统提供烟气；吸收循环系统将烟气脱硫除尘后通过脱硫塔顶部的直排烟囱排放，生成的硫酸铵浆液通过硫酸铵排出泵送至硫酸铵后处理系统；硫酸铵后处理系统将脱硫塔排出的硫酸溶液经过处理后得到固体硫酸铵产品。本发明工业氨法脱硫除尘一体化系统，脱硫后烟气排放指标达到超低排放要求，重要污染物均满足排放指标。

Description

工业氨法脱硫除尘一体化系统
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，特别涉及一种工业氨法脱硫除尘一体化系统。
背景技术
根据《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的相关要求，2020年化工企业必须达到超低排放标准：NOx≤50Nmg/m3、SO2≤35Nmg/m3、粉尘≤10Nmg/m3，为此大部分公司采用氨法脱硫的方式进行烟气脱硫，虽然通过增加氨水及脱硫液循环量可以进一步提高脱硫效果，但由于氨水增加导致逃逸氨含量增加，并产生气溶胶，导致烟气拖尾较严重，粉尘在几台除尘器布袋更换后，由于烟气洗涤效果不好，且除雾效率低，导致烟气带液严重，经常存在“烟气下白雨”的现象，从而形成了很大的环保风险。另外在环保比对监测中，因为采用滤筒取样称重方法，经常测得烟气排放数据粉尘含量达到100mg/Nm3左右，对烟气达标排放造成了很大的影响。
同时，现有的烟气脱硫产物硫酸铵溶液的处置方法为：送入氨碱蒸吸工段，在蒸吸预灰桶内与氢氧化钙反应，生成氨气和硫酸钙，气氨经精制盐水吸收后变成氨盐水，然后送联碱系统制碱，硫酸钙送水采工段压滤注井。但由于为彻底消除“碱渣无法处理”的环保隐患，需要将氨碱装置停运，氨碱装置停运后，硫酸铵溶液将无法处理，热电锅炉烟气脱硫因此无法正常运行。且现有技术中，脱硫塔检修时，需停运对应锅炉，对生产影响很大。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种工业氨法脱硫除尘一体化系统，脱硫除尘效率高，脱硫后烟气排放指标达到超低排放要求，重要污染物均满足排放指标，且能顺利回收硫酸铵产品。
为实现上述目的，本发明工业氨法脱硫除尘一体化系统包括烟气系统、吸收循环系统、硫酸铵后处理系统、氧化槽和加氨槽；
所述烟气系统包括与锅炉连接的锅炉引风机，所述锅炉引风机与所述吸收循环系统相连，为所述吸收循环系统提供烟气；
所述吸收循环系统包括脱硫塔，所述脱硫塔通过升气帽自下而上分为浓缩循环区、SO2吸收循环区、水洗净化循环区和高效除雾区，所述浓缩循环区设有与所述烟气系统连接的烟道，所述SO2吸收循环区与所述加氨槽的入口相连，所述加氨槽出口与所述氧化槽的入口相连，所述氧化槽的出口与所述脱硫塔的浓缩循环区相连，所述浓缩循环区通过设在所述脱硫塔底部的硫酸铵排出泵与所述硫酸铵后处理系统相连，所述吸收循环系统将烟气脱硫除尘后通过所述脱硫塔顶部的直排烟囱排放，生成的硫酸铵浆液通过所述硫酸铵排出泵送至所述硫酸铵后处理系统，由于所述加氨槽和氧化槽均位于所述脱硫塔外部，吸收液和氧化液是彻底分开的，氧化液可保证99.5％以上的氧化率，而吸收液的氧化率可以进行合理控制，在保证脱硫效率的前提下，降低吸收液pH值，从源头上杜绝氨逃逸，吸收液的低氧化率可以保证在原烟气参数突然往上波动，加氨调节没及时跟上的情况下，出口排放参数不会突然升高，系统操作弹性大，运行稳定性好；
所述硫酸铵后处理系统将所述脱硫塔排出的硫酸溶液经过处理后得到固体硫酸铵产品。
优选地，所述SO2吸收循环区使用16％～20％氨水作为吸收剂，利用生成的离子铵(亚硫酸铵)溶液吸收烟气中的SO2，反应生成亚硫酸氢铵。
优选地，烟气通过所述浓缩循环区降温至50～60℃，反应温度低，防止亚铵分解。
优选地，所述浓缩循环区、SO2吸收循环区、水洗净化循环区和高效除雾区均设有独立的循环槽和喷淋层，形成相对独立的闭环循环回路，采用单塔多段多循环工艺在多功能组合的所述脱硫塔内实现浓缩、降温、脱硫、烟气的净化除尘及除雾等多种功能，根据不同的功能，每个独立的循环运行参数独立控制，易于优化和快速调整，SO2吸收循环区硫酸铵浓度低、pH值高，有利于SO2的吸收及亚硫酸铵的氧化；浓缩循环区硫酸铵浓度高、pH值低，有利于硫酸铵的结晶。
优选地，所述升气帽的底部安装有旋流凝并器，通过所述旋流凝并器将由下向上的烟气产生旋流切向力，烟气携带的液滴在离心力作用下，聚集到凝并器侧板，小液滴凝并成大液滴，在重力作用下，落到塔底部，此技术大大降低了硫酸铵液的夹带，提高了粉尘捕集效率。
优选地，所述高效除雾区设有除雾器，所述除雾器上方设有线-网式湿电除雾器，在电场力作用下发生细微颗粒物及细小雾滴的凝并、聚合，形成大的雾滴，经由丝网除雾器去除，实现超低排放，所述线-网式湿电除雾器有优良的除去粉尘、雾滴、SO3酸雾滴等作用。
优选地，所述喷淋层均使用带有喷嘴的浆液喷射装置，对比常规气流搅拌装置，避免了气流搅拌时泵入口易吸气导致泵气蚀和管道振动问题，且喷射液力搅拌覆盖整个塔截面，不会产生局部沉积问题，避免了塔底局部集料导致的硫酸铵块状物料堵塞循环泵进口过滤器的现象。
优选地，所述浓缩循环区设有浓缩循环泵和扰动泵，提高了浓缩循环效率，所述氧化槽连有氧化风机，为强制氧化亚硫酸铵溶提供氧化空气，提高氧化效果和效率。
优选地，所述水洗净化循环区通过水洗泵与水洗槽循环连通，为所述水洗净化循环区提供水源，所述加氨槽通过第一吸收循环泵与所述SO2吸收循环区连通，为所述SO2吸收循环区提供吸收剂，所述氧化槽通过第二吸收循环泵与所述SO2吸收循环区连通，为所述SO2吸收循环区提供氧化空气。
优选地，所述硫酸铵后处理系统包括与所述浓缩循环区通过硫酸铵排出泵循环连通的旋流器，所述旋流器连有离心机，所述离心机连有干燥机，所述干燥机连有包装机，所述旋流器将所述硫酸铵排出泵送出的硫酸铵浆液提浓，含固率达到40～60％左右进入所述离心机分离脱水，得到含水在不高于5％左右的晶粒状硫酸铵，进入所述干燥机烘干，将硫酸铵的含水量进一步降低，最终得到含水不高于1％的硫酸铵进入所述包装机包装，另外，所述旋流器上部溢流清液回所述浓缩循环区循环使用。
本发明与现有技术相比，通过采用单塔多段多循环技术、旋流凝并技术、氧化率可控技术、湿电与丝网除雾器有机结合的线-网式湿电除雾技术及科学的液力搅拌技术，彻底解决了气溶胶、氨逃逸两大难题，且脱硫除尘效率高，脱硫后烟气排放指标达到超低排放要求，重要污染物均满足排放指标，能顺利回收硫酸铵产品。
附图说明
图1为本发明工业氨法脱硫除尘一体化系统的结构示意图。
图中各部件标号如下：
氧化槽1、氧化风机11、第二吸收循环泵12、加氨槽2、第一吸收循环泵21、锅炉引风机3、脱硫塔4、浓缩循环区41、浓缩循环泵411、扰动泵412、SO2吸收循环区42、水洗净化循环区43、水洗泵431、水洗槽432、高效除雾区44、烟道45、硫酸铵排出泵46、旋流器5、离心机6、干燥机7、包装机8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明工业氨法脱硫除尘一体化系统包括烟气系统、吸收循环系统、硫酸铵后处理系统、氧化槽1和加氨槽2；
烟气系统包括与锅炉连接的锅炉引风机3，锅炉引风机3与吸收循环系统相连，为吸收循环系统提供烟气；
吸收循环系统包括脱硫塔4，脱硫塔4通过升气帽自下而上分为浓缩循环区41、SO2吸收循环区42、水洗净化循环区43和高效除雾区44，浓缩循环区41设有与烟气系统连接的烟道45，SO2吸收循环区42与加氨槽2的入口相连，加氨槽2出口与氧化槽1的入口相连，氧化槽1的出口与脱硫塔4的浓缩循环区41相连，浓缩循环区41通过设在脱硫塔4底部的硫酸铵排出泵46与硫酸铵后处理系统相连，吸收循环系统将烟气脱硫除尘后通过脱硫塔4顶部的直排烟囱排放，生成的硫酸铵浆液通过硫酸铵排出泵46送至硫酸铵后处理系统，由于加氨槽2和氧化槽1均位于脱硫塔4外部，吸收液和氧化液是彻底分开的，氧化液可保证99.5％以上的氧化率，而吸收液的氧化率可以进行合理控制，在保证脱硫效率的前提下，降低吸收液pH值，从源头上杜绝氨逃逸，吸收液的低氧化率可以保证在原烟气参数突然往上波动，加氨调节没及时跟上的情况下，出口排放参数不会突然升高，系统操作弹性大，运行稳定性好；
硫酸铵后处理系统将脱硫塔4排出的硫酸溶液经过处理后得到固体硫酸铵产品。
本实施例中，SO2吸收循环区42使用16％～20％氨水作为吸收剂，在其它实施例中，SO2吸收循环区42也可以使用18％或20％的氨水作为吸收剂，利用生成的离子铵(亚硫酸铵)溶液吸收烟气中的SO2，反应生成亚硫酸氢铵。
本实施例中，烟气通过浓缩循环区41降温至50～60℃，反应温度低，防止亚铵分解。
另外，浓缩循环区41、SO2吸收循环区42、水洗净化循环区43和高效除雾区44均设有独立的循环槽和喷淋层，形成相对独立的闭环循环回路，采用单塔多段多循环工艺在多功能组合的脱硫塔4内实现浓缩、降温、脱硫、烟气的净化除尘及除雾等多种功能，根据不同的功能，每个独立的循环运行参数独立控制，易于优化和快速调整，SO2吸收循环区42硫酸铵浓度低、pH值高，有利于SO2的吸收及亚硫酸铵的氧化；浓缩循环区41硫酸铵浓度高、pH值低，有利于硫酸铵的结晶。
升气帽的底部安装有旋流凝并器，通过旋流凝并器将由下向上的烟气产生旋流切向力，烟气携带的液滴在离心力作用下，聚集到凝并器侧板，小液滴凝并成大液滴，在重力作用下，落到塔底部，此技术大大降低了硫酸铵液的夹带，提高了粉尘捕集效率。
高效除雾区44设有除雾器，除雾器上方设有线-网式湿电除雾器，在电场力作用下发生细微颗粒物及细小雾滴的凝并、聚合，形成大的雾滴，经由丝网除雾器去除，实现超低排放，线-网式湿电除雾器有优良的除去粉尘、雾滴、SO3酸雾滴等作用。
喷淋层均使用带有喷嘴的浆液喷射装置，对比常规气流搅拌装置，避免了气流搅拌时泵入口易吸气导致泵气蚀和管道振动问题，且喷射液力搅拌覆盖整个塔截面，不会产生局部沉积问题，避免了塔底局部集料导致的硫酸铵块状物料堵塞循环泵进口过滤器的现象。
浓缩循环区41设有浓缩循环泵411和扰动泵412，提高了浓缩循环效率，氧化槽1连有氧化风机11，为强制氧化亚硫酸铵溶提供氧化空气，提高氧化效果和效率。
水洗净化循环区43通过水洗泵431与水洗槽432循环连通，为水洗净化循环区43提供水源，加氨槽2通过第一吸收循环泵21与SO2吸收循环区42连通，为SO2吸收循环区42提供提供吸收剂，氧化槽1通过第二吸收循环泵12与SO2吸收循环区42连通，为SO2吸收循环区42提供氧化空气。
硫酸铵后处理系统包括与浓缩循环区41通过硫酸铵排出泵46循环连通的旋流器5，旋流器5连有离心机6，离心机6连有干燥机7，干燥机7连有包装机8，旋流器5将硫酸铵排出泵46送出的硫酸铵浆液提浓，含固率达到40～60％左右进入离心机6分离脱水，得到含水在不高于5％左右的晶粒状硫酸铵，进入干燥机7烘干，将硫酸铵的含水量进一步降低，最终得到含水不高于1％的硫酸铵进入包装机8包装，另外，旋流器5上部溢流清液回浓缩循环区41循环使用。
本实施例使用时，从锅炉引风机3出来的热烟气通过烟道45送入脱硫塔4，热烟气在塔内迅速降温增湿，随后烟气逆流而上，与自上而下的浆液充分的接触，含有硫酸铵的循环吸收液利用高温烟气的热量将溶液进行浓缩，烟气则通过集液器气帽进入SO2吸收循环区42，SO2吸收循环区42利用氨水作为吸收剂，通过喷淋层喷嘴喷出的脱硫循环液，与烟气逆流接触，吸收烟气中的SO2，反应生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵溶液进入加氨槽2与加入的氨再次生成亚硫酸铵，亚硫酸铵进入氧化槽1氧化得到硫酸铵溶液，再送入脱硫塔4的浓缩循环区41，硫酸铵溶液通过浓缩循环区41的喷淋层与高温烟气接触，蒸发水分析出晶体，当含固率＞10％后通过设在脱硫塔4底部的硫酸铵排出泵46送至硫酸铵后处理系统，而脱硫后的烟气进入水洗净化循环区43，通过大量清水洗涤去除烟气中夹带的硫酸铵以及在吸收过程中可能产生的微量气溶胶，净烟气进入再通过高效除雾区44除雾，除去烟气中携带的液沫和雾滴，最后进入线-网式湿电除雾器除雾除尘后，由脱硫塔4塔顶直排烟囱排放。
而脱硫塔4底部含硫酸铵的浓缩循环液通过浓缩循环泵411送入脱硫塔4浓缩段与高温烟气接触，利用高温烟气的热量将其进行浓缩，得到含固量约为10％的硫酸铵浆液，由硫铵排出泵送入现有硫铵后处理系统处理。
硫酸铵后处理系统的旋流器5将硫酸铵排出泵46送出的硫酸铵浆液提浓，含固率达到40～60％左右进入离心机6分离脱水，得到含水在不高于5％左右的晶粒状硫酸铵，进入干燥机7烘干，将硫酸铵的含水量进一步降低，最终得到含水不高于1％的硫酸铵进入包装机8包装，另外，旋流器5上部溢流清液返回浓缩循环区41循环使用。
本发明工业氨法脱硫除尘一体化系统通过采用单塔多段多循环技术、旋流凝并技术、氧化率可控技术、湿电与丝网除雾器有机结合的线-网式湿电除雾技术及科学的液力搅拌技术，彻底解决了气溶胶、氨逃逸两大难题，且脱硫除尘效率高，脱硫后烟气排放指标达到超低排放要求，重要污染物排放均满足如下指标：
SO2≤35mg/Nm3
粉尘≤5mg/Nm3
氨逃逸≤8mg/Nm3
且能顺利回收硫酸铵产品。

Claims (10)

1.一种工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：包括烟气系统、吸收循环系统、硫酸铵后处理系统、氧化槽(1)和加氨槽(2)；
所述烟气系统包括与锅炉连接的锅炉引风机(3)，所述锅炉引风机(3)与所述吸收循环系统相连，为所述吸收循环系统提供烟气；
所述吸收循环系统包括脱硫塔(4)，所述脱硫塔(4)通过升气帽自下而上分为浓缩循环区(41)、SO2吸收循环区(42)、水洗净化循环区(43)和高效除雾区(44)，所述浓缩循环区(41)设有与所述烟气系统连接的烟道(45)，所述SO2吸收循环区(42)与所述加氨槽(2)的入口相连，所述加氨槽(2)出口与所述氧化槽(1)的入口相连，所述氧化槽(1)的出口与所述脱硫塔(4)的浓缩循环区(41)相连，所述浓缩循环区(41)通过设在所述脱硫塔(4)底部的硫酸铵排出泵(46)与所述硫酸铵后处理系统相连，所述吸收循环系统将烟气脱硫除尘后通过所述脱硫塔(4)顶部的直排烟囱排放，生成的硫酸铵浆液通过所述硫酸铵排出泵(46)送至所述硫酸铵后处理系统；
所述硫酸铵后处理系统将所述脱硫塔(4)排出的硫酸溶液经过处理后得到固体硫酸铵产品。
2.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述SO2吸收循环区(42)使用16％～20％氨水作为吸收剂。
3.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：烟气通过所述浓缩循环区(41)降温至50～60℃。
4.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述浓缩循环区(41)、SO2吸收循环区(42)、水洗净化循环区(43)和高效除雾区(44)均设有独立的循环槽和喷淋层，形成相对独立的闭环循环回路。
5.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述升气帽的底部安装有旋流凝并器。
6.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述高效除雾区(44)设有除雾器，所述除雾器上方设有线-网式湿电除雾器。
7.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述喷淋层均使用带有喷嘴的浆液喷射装置。
8.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述浓缩循环区(41)设有浓缩循环泵(411)和扰动泵(412)，所述氧化槽(1)连有氧化风机(11)。
9.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述水洗净化循环区(43)通过水洗泵(431)与水洗槽(432)循环连通，所述加氨槽(2)通过第一吸收循环泵(21)与所述SO2吸收循环区(42)连通，所述氧化槽(1)通过第二吸收循环泵(12)与所述SO2吸收循环区(42)连通。
10.根据权利要求1所述工业氨法脱硫除尘一体化系统，其特征在于：所述硫酸铵后处理系统包括与所述浓缩循环区(41)通过硫酸铵排出泵(46)循环连通的旋流器(5)，所述旋流器(5)连有离心机(6)，所述离心机(6)连有干燥机(7)，所述干燥机(7)连有包装机(8)。
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