CN1647849A - 一种氨—硫铵法烟气脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨－硫铵法烟气脱硫方法，它是将燃煤锅炉烟气中的SO2作为一种资源，用氨作载体将其吸收出来，它在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫塔，在反应过程中生成亚硫酸铵(NH4) 2SO3和亚硫酸氢铵NH4HSO3溶于循环液中，该溶液经中和、强制氧化后生成硫酸铵(NH4) 2SO4。经过蒸发结晶设备提取固体硫铵(NH4) 2SO4作为复合化肥的原料。也可以将反应后生成的亚硫酸铵(NH4) 2SO3溶液送到化工厂进行解析，根据不同的工艺转换不同的产品，充分利用其资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种氨-硫铵法烟气脱硫方法，具体地说，涉及一种用于电厂锅炉烟气脱除二氧化硫的方法。
背景技术
目前，锅炉烟气脱除二氧化硫所采用的氨法脱硫方法，受结构形式、制造工艺、防腐材料的限制，氨耗高，烟气阻力大，设备易腐蚀、副产品难于回收等问题仍未得到解决。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种氨-硫铵法烟气脱硫方法，该方法投资省、运行费用低、脱硫效率高、运转可靠性强、自动化程度高、副产物资源化利用。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明氨-硫铵法烟气脱硫方法，它是将燃煤锅炉烟气中的SO2作为一种资源，用氨作载体将其吸收出来，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3溶液或经提取固体硫酸铵(NH4)2SO4，它在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫装置，脱硫装置为脱硫塔。
优选地，本发明所述脱硫塔采用烟气顺流或逆流形式与氨混合接触。所述的脱硫塔内烟气顺流反应区域内布置吸收剂喷嘴，烟气逆流区域内布置多层循环洗涤喷嘴。所述的脱硫塔内布置有两层烟气除雾器。所述的脱硫塔为钢结构，内防腐，外型为圆柱体。
更优选地，本发明所述脱硫塔的结构自上而下为：文氏反应器、上循环、洗涤环、除雾器冲洗、除雾器、洗涤循环、中心管定位器、磁翻柱液位计、氧化反冲。
本发明脱硫方法包括下列步骤：
1)、吸收：在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫塔，脱硫塔用氨作吸收剂将燃煤锅炉烟气中的SO2吸收出来，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3；
2)、循环：脱硫塔内的吸收液进入循环槽内，加入NH3，一部分吸收液经循环泵进入氧化塔或氧化池，另一部分进入脱硫塔内循环利用；
3)、调整PH值：进入氧化塔或氧化池中的溶液加入NH3和空气，调整PH值达6.3-6.8；
4)、中和：调PH值后的溶液经过滤机过滤后进入中和槽进行中和；
5)、离心、干燥：中和后的溶液经提取泵进入离心机离心，离心结晶固体再经干燥机干燥后得固体硫酸铵。
本发明在脱硫塔和烟囱之间还设置有分离式烟气换热器，利用原烟气的热能来提升脱硫后的净烟气温度。
本发明需要控制烟气流速，保证烟气与吸收剂的反应有充分的时间。本发明采用合理的液气比L/G(1-1.5L/m3)，保证有足够的洗涤液循环倍率6-8次/小时，控制反应温度在45-55℃和循环液最佳PH值6.3-6.8之间。
本发明采用合理的烟气与吸收剂顺、逆流接触方式，提高吸收剂的利用率和反应效率。
本发明采用双层烟气除雾器，能够高效收集烟气携带的液滴及反应生成物，除雾器配置了清洗喷嘴。
本发明采用合理的喷嘴布置形式及选用适合不同区域反应条件的喷嘴形状，液体有重合的覆盖面。
本发明采用分离式翅片管换热器，利用原烟气的热能来提升脱硫后的净烟气温度。
本发明的工作原理为：氨法吸收是将氨水通入吸收塔中，使其与含SO2的烟气接触，发生如下反应：
在通入氨量较少时，发生<1>反应，在通入氨量较多时发生<2>反应，而式<3>表示的才是氨法中真正的吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，随吸收过程的进行，吸收液中的NH4HSO3数量增多，吸收液吸收能力下降，此时需向吸收液中补充氨，使部分NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。
因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3-NH4HSO3的不断循环的过程来吸收烟气中的SO2。补充的NH4并不是直接用来吸收SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3的一定浓度比例。NH4HSO3浓度达到一定比例的吸收液要不断从洗涤系统中引出，然后用不同的方法对引出的吸收液进行处理。
当被处理烟气中含有O2或SO3时，可能发生如下反应：
由以上可知，(NH4)2SO3-NH4HSO3水溶液中的(NH4)2SO3与NH4HSO3的组成状况对吸收影响很大，而控制吸收液组成的重要依据是吸收液上的SO2和NH3的分压。在实际的洗涤吸收系统中，由于氧的存在使部分(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4，氧化的结果，使氨的有效浓度变低，于吸收不利。实际烟气脱硫工业应用中，PH值是最易直接获得的数据，而PH值又是(NH4)2SO3-NH4HSO3水溶液组成的单值函数。控制吸收液的PH值，就可获得稳定的吸收组分，也就决定吸收液对SO2的吸收效率以及相应的NH3消耗。
本发明方法原理：
氨-硫铵法和氨法中的其它方法的吸收原理相同，都是用NH3吸收SO2，用所生成的(NH4)2SO3-NH4HSO3吸收液循环洗涤含SO2的烟气。不同之处是在氨-硫铵法的吸收过程中，要尽量防止和抑制氧化副反应的发生，避免将吸收液中的(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4，以保持吸收液对SO2的吸收效率；在氨-硫铵法烟气脱硫中，氧化产物(NH4)2SO4是最终产品，因此在吸收过程中需要促使循环吸收液的氧化。由此导致了氨-硫铵法在工艺、设备等方面与氨-酸法、氨-亚铵法存在着不同。
氨-硫铵法一般用于处理燃烧烟气中的SO2，因为通常情况下，烟气中的氧含量足以将吸收液中的(NH4)2SO3全部氧化为(NH4)2SO4。但吸收液氧化率的高低直接影响到对SO2的吸收效率，吸收液的氧化使亚硫酸铵变为硫酸铵，氧化愈完全，溶液吸收SO2的能力就愈低。为了保证吸收液吸收SO2的能力，吸收液内应保持足够的亚硫酸铵浓度。亚硫酸铵不可能在吸收塔内全部被氧化，为此在吸收塔后必须设置专门的氧化塔或氧化池，以保证亚硫酸铵的全部氧化。在吸收液被引出吸收塔后，一般是将吸收液用氨进行中和，使吸收液中全部的NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，以防止SO2从溶液内逸出。整个过程的反应如下：
生成的(NH4)2SO3用空气中的氧进行氧化：
氨-硫铵法烟气脱硫技术是用氨水洗涤含SO2的废气，形成(NH4)2SO3-NH4HSO3-H2O的吸收液体系，该溶液中的(NH4)2SO3对SO2具有很好的吸收能力，它是氨-硫铵法中的主要吸收剂。吸收SO2以后的吸收液可用不同的方法处理，获得不同的产品。与其它氨法不同之处仅在于对吸收液处理的方法和工艺技术路线。
氨-硫铵法是烟气脱硫各方法中较为成熟的方法，该法脱硫费用低，氨可留在产品内，以氨肥的形式提供使用，因而产品实用价值较高。
本发明的有益效果为：该装置相对投资省、运行费用低、脱硫效率高、运转可靠性强、自动化程度高、副产物资源化利用。解决了常规氨法中吸收剂耗量大(游离氨、气溶胶)、运行成本高、设备易腐蚀、副产品难于回收利用等问题。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明脱硫塔结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括分离式烟气换热器、吸收反应塔、循环液槽、循环泵、氧化池、压缩空气、PH调整、过滤机、中和槽、浆液泵、结晶蒸发器、离心机、干燥机等。具体步骤如下：
1)、吸收：在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫塔，脱硫塔用氨作载体将燃煤锅炉烟气中的SO2吸收出来，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3；
2)、循环：脱硫塔内的吸收液进入循环槽内，加入NH3，一部分吸收液经循环泵进入氧化塔或氧化池，另一部分进入脱硫塔内循环利用；
3)、调整PH值：进入氧化塔或氧化池中的溶液加入NH3和空气，调整PH值达6.3-6.8；
4)、中和：调PH值后的溶液经过滤机过滤后进入中和槽进行中和；
5)、离心、干燥：中和后的溶液经提取泵进入离心机离心，离心结晶固体再经干燥机干燥后得固体硫酸铵。
本发明包括分离式烟气换热器、吸收反应塔、循环液槽、循环泵、氧化池、压缩空气、PH调整、过滤机、中和槽、浆液泵、结晶蒸发器、离心机、干燥机等。
如图2所示，本发明核心脱硫塔包括钢制塔体4，文氏反应器1、上循环2、洗涤环3、除雾器冲洗5、除雾器6、洗涤循环7、中心管定位器8、磁翻柱液位计9、氧化反冲10。
Claims (8)
1、一种氨-硫铵法烟气脱硫方法，它是将燃煤锅炉烟气中的SO2作为一种资源，用氨作载体将其吸收出来，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3溶液或经提取固体硫酸铵(NH4)2SO4，其特征在于：它在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫装置，脱硫装置为脱硫塔。
2、如权利要求1所述的脱硫方法，其特征在于：所述脱硫塔采用烟气顺流或逆流形式与氨混合接触。
3、如权利要求所述的脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫塔内烟气顺流反应区域内布置吸收剂喷嘴，烟气逆流区域内布置多层循环洗涤喷嘴。
4、如权利要求1-3之任一所述的脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫塔内布置有两层烟气除雾器。
5、如权利要求4所述的脱硫方法，其特征在于：所述的脱硫塔为钢结构，内防腐，外型为圆柱体。
6、如权利要求1-5之任一所述的脱硫方法，其特征在于：所述脱硫塔的结构自上而下为：文氏反应器、上循环、洗涤环、除雾器冲洗、除雾器、洗涤循环、中心管定位器、磁翻柱液位计、氧化反冲。
7、如权利要求1-6之任一所述的脱硫方法，其特征在于它包括下列步骤：
1)、吸收：在锅炉出口与烟囱之间安装烟气脱硫塔，脱硫塔用氨作载体将燃煤锅炉烟气中的SO2吸收出来，生成亚硫酸铵(NH4)2SO3；
2)、循环：脱硫塔内的吸收液进入循环槽内，加入NH3，一部分吸收液经循环泵进入氧化塔或氧化池，另一部分进入脱硫塔内循环利用；
3)、调整PH值：进入氧化塔或氧化池中的溶液加入NH3和空气，调整PH值达6.3-6.8；
4)、中和：调PH值后的溶液经过滤机过滤后进入中和槽进行中和；
5)、离心、干燥：中和后的溶液经提取泵进入离心机离心，离心结晶固体再经干燥机干燥后得固体硫酸铵。
8、如权利要求1-7之任一所述的脱硫方法，其特征在于：在脱硫塔和烟囱之间还设置有分离式烟气换热器，利用原烟气的热能来提升脱硫后的净烟气温度。
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