CN110508023A - 一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法 - Google Patents

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Abstract

一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，原烟气热量对从烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统；在蒸发系统中，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水被蒸发后产生副产物硫酸盐的结晶；含硫酸盐结晶的脱硫吸收液浆液从蒸发系统排出进行固液分离，固液分离的母液回脱硫系统回用，硫酸盐结晶经后处理系统制成成品外运。本方法为塔外结晶技术，保持脱硫吸收塔内及吸收循环系统不含结晶，简化了脱硫吸收部分的工艺及结构，避免了困扰脱硫系统长周期运行的浆液磨损、结垢、堵塞等问题，大大提高了脱硫系统的运行安全性、可靠性和稳定性。

Description

一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法
技术领域
本发明属环境保护领域，涉及一种利用烟气热量实现塔外结晶的烟气脱硫工艺技术，特别适用于钠法、氨法等烟气脱硫工艺。
背景技术
二氧化硫是对环境及人类有害的物质，含硫烟气排放之前必须采取进行脱硫，目前使用较多的是以钙法、氨法、钠法等为主导的湿法脱硫技术。
对钠法、氨法脱硫而言，副产物回收能耗和结晶品质对整个脱硫装置运行的经济性有着直接的影响。目前，副产物的结晶方法主要有塔内结晶和塔外结晶两种。
CN201110206185氨法烟气脱硫装置给出了塔外循环结晶槽，包括脱硫塔和塔外循环结晶槽，脱硫塔内由上至下设有除雾段、吸收段、浓缩结晶段和氧化段，浓缩段喷淋层下方0.5-3m内设有环形挂壁板，环形挂壁板厚度5-50mm；循环结晶槽上设有搅拌器和倒空心圆台状的液固混合器，循环结晶槽内壁与液固混合器外壁之间自上而下设有3-5层导流板，导流板法线方向与搅拌时浆液流动方向的夹角为0-45°。采用氨法烟气脱硫装置，硫铵副产品质量好，设备故障率低，具有高度净化烟气、有效提高氨吸收剂等特点，除尘率可达到：SO2≥95％；SO3≥97％；NOx≥35％；HX(X:F，Cl)≥90％；烟尘≥70％；氨逃逸≤8mg/Nm3。
CN201810942414一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法，本发明是在一般塔内饱和结晶氨法脱硫技术的基础上对吸收塔浓缩段进行改进，增加浓缩段清洗喷淋层、入口烟道清洗喷淋、粉尘颗粒过滤循环管、粉尘颗粒过滤装置，并调整浓缩浆液循环槽的出料方式，将连续式出料改变为序批式出料，以实现浓缩段浆液在不饱和-过饱和状态下交替运行。解决传统塔外蒸发结晶和传统塔内饱和结晶两种氨法脱硫技术在工程化应用中存在的不足之处。中石化炼化工程股份有限公司等提出的申请。
塔内结晶是在脱硫塔内进行热烟气与硫铵料浆的直接接触，通过充分的热交换，实现了料液的浓缩结晶，该方法能有效节省能耗，但结晶所需时间较长，结晶颗粒小，还易造成系统的堵塞和设备磨蚀，严重影响脱硫系统的安全、稳定和长周期运行；现有的塔外结晶是将未结晶的脱硫副产溶液从脱硫塔引出，采用高温水蒸汽提供热能，将料液加热蒸发，达到浓缩结晶的目的，该过程的结晶效率较高，结晶颗粒较大，但其能耗过高，工艺复杂，操作难度大。所以迫切需要一种更可靠的、更节能的塔外结晶的烟气脱硫工艺。
发明内容
本发明的目的是，提供了一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，根据烟气脱硫前温度较高而脱硫需要低温的条件，利用原烟气热量对烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水蒸发后产生结晶，含结晶的脱硫吸收液浆液进行固液分离，母液回脱硫系统回用，结晶经后处理系统制成成品外运。
本发明的技术方案是：一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法为，原烟气热量对从烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统；在蒸发系统中，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水被蒸发后产生硫酸盐的结晶；含硫酸盐(典型的硫酸盐是硫酸铵，钠法钙法产生其它硫酸盐)结晶的脱硫吸收液浆液从蒸发系统排出进行固液分离，固液分离的母液回脱硫系统回用，硫酸盐结晶经后处理系统制成成品外运。
根据烟气脱硫前温度较高而脱硫需要低温的条件，利用原烟气热量对烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度为30℃-80℃，浓度为运行温度下的脱硫吸收液饱和浓度的80％-100％。
原烟气温度最好为≥70℃，且至少比烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度高8℃。
蒸发系统采用降膜式蒸发器、MVR蒸发器(蒸汽机械再压缩技术)、单效或多效的真空蒸发等工艺或这些蒸发工艺的组合。蒸发系统中浆液含固量在35％以下。
蒸发系统中蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，优选供脱硫使用。
固液分离后回脱硫系统回用的母液中含固量不大于3％。
原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液后进脱硫吸收塔的温度应高于烟气露点温度1℃以上，且高于烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度4℃以上。
原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液在原烟气流道进行加热采用的加热器为管式换热器、板式换热器等换热器，或这些换热器的组合。优选管式换热器，溶液走管程，烟气侧宜带翅片。
本发明的有益效果：本方法为塔外结晶技术，保持脱硫吸收塔内及吸收循环系统不含结晶，简化了脱硫吸收部分的工艺及结构，避免了困扰脱硫系统长周期运行的浆液磨损、结垢、堵塞等问题，大大提高了脱硫系统的运行安全性、可靠性和稳定性，且此方法利用烟气余热作为脱硫吸收液蒸发结晶的热源，无需外加高温蒸汽，节省了能耗，原烟气经脱硫吸收液降温后进入脱硫吸收塔，因原烟气温度降低更利用脱硫吸收效率的提高，所以此方法具有节能、节水、高效的显著特点。此方法尤其适用于钠法、氨法等烟气脱硫工艺。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明所述一种冷却凝并水回收气体净化的方法根据烟气脱硫前温度较高而脱硫需要低温的条件，利用原烟气热量对烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水蒸发后产生结晶，含结晶的脱硫吸收液浆液进行固液分离，母液回脱硫系统回用，结晶经后处理系统制成成品外运。
本发明机理见附图1，图2；
图中，1-脱硫吸收塔2-脱硫循环泵3-脱硫塔入口4-脱硫塔净烟气出口5-换热器6-原烟气烟道7-脱硫塔入口烟道8-脱硫液排出泵9-原烟气10-蒸发结晶系统11-固液分离系统12-副产物处理系统13-进换热器脱硫吸收液14-脱硫排出吸收液15-固液分离后母液16-固液分离后结晶17-脱硫副产物成品18-进固液分离浆液19-加热后的脱硫吸收液20-蒸发蒸汽的冷凝水22-蒸发器蒸发的蒸汽101-蒸发器102-冷凝器103-真空泵121-包装机122-干燥机
一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法为：利用原烟气9热量对从烟气脱硫1来的未结晶的脱硫吸收液进行加热5升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统10；在蒸发系统中，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水蒸发后产生结晶；含结晶的脱硫吸收液浆液从蒸发系统排出进行固液分离11，固液分离的母液回脱硫系统1回用，结晶经后处理系统12制成成品外运。
烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度为30℃-80℃，浓度为运行温度下的脱硫吸收液饱和浓度的80％-100％。
原烟气温度为≥70℃，且至少比烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度高8℃。
蒸发系统采用MVR(蒸汽机械再压缩技术)、单效或多效的真空蒸发等工艺，或这些蒸发工艺的组合。蒸发系统中浆液含固量在35％以下。
蒸发系统中蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，优选供脱硫使用。
固液分离后回脱硫系统回用的母液中含固量不大于3％。
原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液后进脱硫吸收塔的温度应高于烟气露点温度1℃以上，且高于烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度4℃以上。
原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液采用的加热器为管式换热器、板式换热器等换热器，或这些换热器的组合。优选管式换热器，溶液走管程，烟气侧宜设置翅片。
实施例：
用于400t/h锅炉烟气的氨法脱硫，其处理烟气量为400000m3/h，脱硫进口烟气中SO2含量为2000mg/Nm3，尘含量10mg/Nm3。采用本发明利用烟气热量进行塔外结晶方法，脱硫系统皆为清溶液进行循环。
方法与结构：
利用烟气热量进行塔外结晶方法与结构见附图1和附图2。
主要特征：烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外硫酸铵结晶的方法为原烟气9热量对从烟气脱硫1来的未结晶的脱硫吸收液13进行加热升温，脱硫吸收液19升温后进入蒸发系统；在蒸发系统10中，蒸发产生的蒸汽22的冷凝水20回收利用，脱硫吸收液19的水蒸发后产生结晶；含结晶的脱硫吸收液浆液18从蒸发系统10排出进行固液分离11，固液分离11的母液15回脱硫系统1回用，经结晶单元16再经后处理系统12制成成品外运。
烟气脱硫来的未结晶的硫酸铵脱硫吸收液14温度为55℃，浓度控制在为42-46％。
原烟气9温度为135℃。
蒸发系统10采用蒸发系统10采用单效蒸发流程，主要设备有蒸发器101、蒸汽冷凝器102、真空泵103，加热后的脱硫吸收液19进入蒸发器101后产生蒸汽22并除去蒸汽中雾滴，蒸汽22在冷凝器102中被循环冷却水冷却成冷凝水20，真空泵103用于排出蒸发过程中的不凝气、保持蒸发器及冷凝器的真空度。加热后的脱硫吸收液19进入蒸发器101产生蒸汽22同时产生新的结晶，维持蒸发器101结晶含量和结晶的粒径等。蒸发系统10中浆液含固量控制在10-20％。
蒸发系统10中蒸发产生的蒸汽22的冷凝水20去脱硫系统的工艺水槽作工艺补水回收利用。
固液分离系统11采用双级推料离心机。固液分离后的母液15回脱硫吸收塔1回用，母液中含固量不大于3％。
副产物处理系统12设置有干燥机122和包装机121。硫酸铵的干燥机122用于将固液分离后的硫酸铵经结晶单元16进行干燥达到标准要求。包装机121用于将成本硫酸铵按规格装袋后贮存和外运。
原烟气9加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液13后进脱硫吸收塔的温度为110℃比此烟气露点温度90℃高20℃。
原烟气9加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液13采用的加热器5为列管式换热器，溶液走管程，烟气侧带翅片。
其它加碱脱硫方法可参考上述工艺条件，均在本发明范围内。
效果：湿法脱硫后净烟气量为410000m3/h，温度为51℃，相对湿度95％，绝对湿度即水蒸汽含量12.8％，二氧化硫含量35mg/Nm3，尘含量8mg/Nm3，雾滴含量40mg/Nm3。采用本发明利用烟气热量进行塔外结晶方法，脱硫系统皆为清溶液进行循环，消除了塔内结晶的氨法脱硫工艺存在的结垢、堵塞、内件损坏、循环泵磨损等严重影响脱硫系统运行的因素，脱硫装置可以连续稳定运行330天以上。硫酸铵结晶平均粒径为1mm，较塔内结晶平均0.15mm左右的粒径也大幅度提高，硫酸铵后处理系统的设备运行效率也大幅度提高，稳定性更好。且每小时可以回收2吨左右的冷凝水，年节约用水1万多吨。
以上实施例不以任何方式限定本发明，凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，原烟气热量对从烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进行加热升温，脱硫吸收液升温后进入蒸发系统；在蒸发系统中，蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，脱硫吸收液的水被蒸发后产生副产物硫酸盐的结晶；含硫酸盐结晶的脱硫吸收液浆液从蒸发系统排出进行固液分离，固液分离的母液回脱硫系统回用，硫酸盐结晶经后处理系统制成成品外运。
2.根据权利要求1所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，从烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度为30℃-80℃，硫酸盐的浓度为运行温度下的脱硫吸收液饱和浓度的80％-100％。
3.根据权利要求2所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，原烟气温度≥70℃，且至少比烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度高8℃。
4.根据权利要求1-3之一所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，蒸发系统采用降膜式蒸发器、MVR蒸发器、单效或多效的真空蒸发工艺或这些蒸发工艺的组合，蒸发系统中浆液含固量在35％以下。
5.根据权利要求1-3之一所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，蒸发系统中蒸发产生的蒸汽的冷凝水回收利用，包括供脱硫使用。
6.根据权利要求1-3之一所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，固液分离后的母液回脱硫系统回用，或随脱硫来的未结晶的脱硫吸收液进换热器循环加热、蒸发，母液中含固量不大于3％。
7.根据权利要求1-3之一所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液后进脱硫吸收塔的温度应高于烟气露点温度1℃以上，且高于烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液温度4℃以上。
8.根据权利要求1所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于原烟气加热烟气脱硫来的未结晶的脱硫吸收液在原烟气流道进行加热，采用的加热器为管式换热器、板式换热器等换热器，或这些换热器的组合。
9.根据权利要求8所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，管式换热器，溶液走管程，烟气侧宜带翅片。
10.根据权利要求1-3之一所述烟气脱硫中利用烟气热量进行塔外结晶的方法，其特征在于，固液分离后回脱硫系统回用的母液中含固量不大于3％。
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