CN201543375U - 氨基烟气脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
一种氨基烟气脱硫装置，包括脱硫塔和洗涤循环槽，所述脱硫塔的烟气出口位于其顶部，所述洗涤循环槽通过洗涤循环泵和洗涤液循环输出管线与脱硫塔相连，脱硫塔再通过洗涤液循环回流管线与所述洗涤循环槽相连，脱硫塔下部氧化池盛装吸收液，其硫铵浓度为5～45％。这样，便构成了一个洗涤循环系统，它将烟气中伴生的强酸性气体的洗涤除去，隔断了这些强酸性气体在后续的脱硫循环中与氨接触的机会，从而彻底避免了强酸性气溶胶的出现，达到消除气溶胶的目的，并使整个脱硫处理系统运行和控制更为安全和可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氨基烟气脱硫装置，尤其涉及以氨为原料从烟气中回收硫氧化物生产硫铵化肥的烟气净化装置，属于电力、冶金、环保和化工技术领域。
背景技术
众所周知，烟道气中含有的酸性气态有害物质，尤其SO2是形成酸雨的主要来源。一种解决酸雨污染的办法就是烟气脱硫。采用氨为原料，脱硫产品为硫酸铵，是一种肥效很高的化肥，其单位氮肥效高于尿素，且其中的硫元素也是农作物生长必要的营养元素。
但是，现有的氨基脱硫技术共同面临的一个实际难题就是气溶胶。气溶胶是烟气中存在的粒子直径小于1微米，甚至小于0.1微米，称为亚微米的超细微粒，其在烟气中的总浓度可能很低，但是其可以造成排烟的烟羽浓密，且拖尾很长，甚至几公里以外，严重影响了排烟的视觉美观，严重者造成了新的二次污染。
气溶胶包括弱酸弱碱铵盐，特别指亚硫酸氢铵，和强酸性铵盐，比如烟气中伴生的三氧化硫，氯化氢，氟化氢和二氧化氮等与氨气在气相中反应的结果。强酸弱碱盐一般条件下是不会分解的。目前，氨基净化过程中的气溶胶主要是这类强酸性气溶胶。现有的氨基烟气脱硫技术几乎没有针对该类气溶胶的办法，即使弱酸性气溶胶，多数氨基净化技术在实际应用中都很容易出现而难以解决。因此，如果不很好地解决上述问题，将很大程度上限制氨基烟气脱硫技术的实际应用和推广。
发明内容
本实用新型的目的是公开一种新型的氨基烟气脱硫装置，以解决现有技术中存在的严重的气溶胶问题，同时还可以确保更有效地控制氨的逃逸损失，和更高的氨原料利用效率。
为实现上述目的，本实用新型设计了一种氨基烟气脱硫装置，它包括脱硫塔和洗涤循环槽，所述脱硫塔的烟气出口位于其顶部，所述洗涤循环槽通过洗涤循环泵和洗涤液循环输出管线与所述脱硫塔相连，所述脱硫塔再通过洗涤液循环回流管线与所述洗涤循环槽相连。这样，便构成了一个洗涤循环系统，它将烟气中伴生的强酸性气体的洗涤除去，隔断了这些强酸性气体在后续的脱硫循环中与氨接触的机会，从而彻底避免了强酸性气溶胶的出现，达到消除气溶胶的目的。
进一步地，如上所述的氨基烟气脱硫装置，其脱硫塔下部为含有空气鼓泡器的氧化池，中部为含有洗涤喷淋器的洗涤段，上部为含有吸收喷淋器的吸收段，且所述脱硫塔下部的氧化池盛装有吸收液，所述吸收液为硫酸铵水溶液，其硫酸铵浓度为5～45％，吸收液不会达到硫铵的饱和浓度46％，从而使得吸收过程(吸收液中的氨与烟气中二氧化硫反应生成亚硫酸铵溶于吸收液)和氧化过程(将亚硫酸铵氧化为硫酸铵)大大简化，且运行稳定性也可以更好地得到保证。
进一步地，所述洗涤循环槽的下部连接有浆液输出泵，浆液输送泵再连接一级旋流器，所述一级旋流器的底流口连接养晶槽，溢流口通过管线又连接所述洗涤循环槽，且所述养晶槽盛装的硫铵浆液，其硫酸铵浓度为55～65％。这样，可以控制在洗涤循环槽中硫铵固体浓度在5％左右，而养晶槽中的硫铵固体浓度在10～20％范围，有利于晶体的生长。
更进一步地，所述洗涤段和氧化池)由一块分隔板隔开，分隔板上开有洗涤液流通口，该洗涤液流通口向下连接有降液管，所述降液管与如上所述洗涤液回流管线相连接，以防止分隔板集液而出现结疤堵塞现象。
还有，所述吸收段和洗涤段也由一块分隔板隔开，该分隔板上同时开有烟气流通口和吸收液流通口，所述烟气流通口向上连接有升气帽，而吸收液流通口向下也连接有降液管，该降液管再通过吸收液回流管线与所述氧化池连通，所述氧化池再通过吸收循环泵和吸收循环管线与所述吸收段相连通，构成了吸收循环回路，并可以防止分隔板集液，而出现吸收液回流不畅的问题。而且，所述氧化池通过吸收液输出泵及输出管线与所述洗涤段相连通，从而可以向洗涤段提供吸收液，包括补充洗涤段烟气增湿降温所需要的水分，实现吸收液从氧化池到洗涤段的输送。
更进一步地，本实用新型的氨基烟气脱硫装置中，所述洗涤塔内设置有洗涤喷淋器，用以均布和雾化分散洗涤浆液，使其高校吸收烟气中的强酸性物质，并在所述洗涤喷淋器上方设置有洗涤除沫器，且所述洗涤除沫器有两层，层间设置有与所述吸收液输出泵相连接的吸收液喷淋器。这样，可以使烟气中夹带的洗涤液液滴得以有效分离，防止其被夹带回流到脱硫塔中，使氧化池中吸收液中的硫酸铵浓度最低，减少脱硫塔内的结疤现象，而且可以提高氧化池中的氧化效率，提高脱硫塔的运行可靠性。
并且，所述洗涤塔内还设置有烟气分布器，位于烟气进口和洗涤喷淋器之间，以便使烟气进入洗涤塔后均匀分布，防止烟气短路等问题，确保与洗涤液均匀接触，获得预期的洗涤效率。
还有，所述洗涤喷淋器有两组，分别与两台洗涤循环泵和两根洗涤循环管线相连接，确保洗涤液供应的可靠性和洗涤塔运行的安全性。
更进一步地，本实用新型的氨基烟气脱硫装置中，所述养晶槽还连接硫铵浆液输出泵，并依次再连接二级旋流器，液固分离设备，干燥设备和包装设备，且二级旋流器的清液管线和离心机的母液管线都与所述洗涤槽连通，获得可以商品出售的满足国家硫铵化肥标准的硫酸铵产品，同时使得整个系统不排放废水。
此外，本实用新型的氨基烟气脱硫装置中的脱硫塔的烟气出口直接连接有直排烟囱，且所述直排烟囱的高度在30～100m之间，这样，就不需要对原烟囱进行防腐蚀，节省投资，尤其适合于老的工厂的改造。
本实用新型的工作原理是这样的：
含有强酸性的三氧化硫、氯化氢和二氧化氮，和弱酸性二氧化硫和尘，且温度较高的原烟气首先进入洗涤段，与洗涤段中喷淋的洗涤液相接触，被急冷降温，且尘和强酸性的气体被洗涤变为洗涤烟气，再进入吸收段。进入吸收段的洗涤烟气与吸收液体接触，吸收弱酸性的二氧化硫，变为净化烟气。在洗涤段中，烟气依次通过烟气分布器，洗涤喷淋器和洗涤除沫器；在吸收段中，烟气依次通过烟气分布器，净化喷淋器和净化除沫器。
从洗涤循环槽抽取硫酸铵稀浆液，经过旋流器浓缩后，得到硫酸铵浓浆液，储存于养晶槽中，让硫酸铵晶体继续生长，提高质量，再通过后续的固液分离设备提取硫酸铵固体。从固液分离设备回来的液体，称为母液回流到洗涤循环槽中。
与现有技术方案相比，采用本实用新型的氨基烟气脱硫装置的有益效果是，烟气中发生的两个主要过程，即增湿降温(同时伴随硫铵循环吸收液的浓缩)与烟气脱硫实现了有效解耦，尤其是决定了气溶胶形成和氨逃逸的两个过程也实现了有效解耦，使得传统技术中存在的两个难题得以分别和高效的解决。
附图说明
图1为氨基烟气脱硫装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的氨基烟气脱硫装置作进一步地详细描述。
参见附图1，一种氨基烟气脱硫装置，包括脱硫塔5和洗涤循环槽6，所述脱硫塔5的烟气出口位于其顶部，所述洗涤循环槽6通过洗涤循环泵8和洗涤液循环输出管线15与脱硫塔5相连，脱硫塔5再通过洗涤液循环回流管线14与洗涤循环槽6相连。
进一步地，如上所述的氨基烟气脱硫装置，其脱硫塔5下部为含有空气鼓泡器55的氧化池501，中部为含有洗涤喷淋器52的洗涤段502，上部为含有吸收喷淋器58的吸收段503，且脱硫塔5下部的氧化池501盛装的吸收液51为硫酸铵水溶液，其硫酸铵浓度为15％，所述洗涤循环槽6下部连接有浆液输出泵7，浆液输出泵7再连接一级旋流器4，一级旋流器4的底流口连接养晶槽3，溢流口通过管线27又连接洗涤循环槽6，且所述养晶槽3盛装硫铵浆液31的硫酸铵浓度为60％；
所述洗涤段502和氧化池501由分隔板56隔开，其上开有洗涤液流通口，该洗涤液流通口向下连接有降液管562，再与所述洗涤液回流管线14相连接；所述吸收段503和洗涤段502由分隔板57隔开，该分隔板57上开有烟气流通口和吸收液流通口，所述烟气流通口向上连接有升气帽571，所述吸收液流通口向下连接有降液管572，该降液管572通过吸收液回流管线17与氧化池501连通，氧化池501再通过吸收循环泵16和吸收循环管线与所述吸收段503相连通。
如上所述的氨基烟气脱硫装置，所述氧化池501通过吸收液输出泵9及输出管线与所述洗涤段502相连通；
进一步地，所述洗涤段502内设置有洗涤喷淋器52，其上方还设置有洗涤除沫器53，且所述洗涤除沫器53有两层，层间设置有与所述吸收液输出泵9相连接的冲洗喷淋器，洗涤喷淋器52有两组，分别与两台洗涤循环泵8和两根洗涤循环管线相连接。
更进一步地，如上所述的氨基烟气脱硫装置，所述养晶槽3还连接硫铵浆液输出泵18，并依次再连接二级旋流器19，液固分离设备21，干燥设备22和包装设备23，且二级旋流器19的清液管线25和离心机21的母液管线26都与所述洗涤槽6连通；
并且，所述脱硫塔5的烟气出口直接连接有直排烟囱28，其高度为60m。
如上所述的氨基烟气脱硫装置是这样操作的：
含有强酸性的三氧化硫、氯化氢和二氧化氮，和弱酸性二氧化硫，且温度较高的原烟气(10)首先进入洗涤段(502)，与洗涤段(502)中洗涤喷淋器(52)喷淋的洗涤液(61)相接触，被急冷降温，且强酸性的气体被洗涤，再经过洗涤除沫器(53)除去夹带液沫后变为洗涤烟气(20)，穿过分隔板(57)上的升气帽(571)再进入吸收段(503)。进入吸收段(503)的洗涤烟气(20)与由吸收喷淋器(58)喷洒的吸收液(51)接触，吸收弱酸性的二氧化硫，再经过吸收除沫器(54)除沫后变为净化烟气(30)，由直排烟囱(28)排入大气。
所述氧化池(501)的吸收液(51)被脱硫塔(5)配置的吸收循环泵(16)抽取输送到吸收段(503)，通过吸收喷淋器(58)喷洒雾化分散吸收烟气中的二氧化硫。空气(13)从氧化池(501)加入，通过其中的氧化空气鼓泡器(55)分散后充分氧化从吸收段(503)得到的亚硫酸铵，变为硫酸铵。原料氨(2)一般从氧化池(501)加入，可以是任何一种形态：气体，液体或氨水混合物，以控制脱硫效率在要求的范围内，一般在90～99％之间，同时使得pH值在控制的范围，一般在5.25～6.25之间。
洗涤液(61)从洗涤循环槽(6)中由洗涤循环泵(8)经过管线(15)输送到洗涤段(502)，由洗涤喷淋器(52)喷洒雾化，吸收洗涤强酸性气体的同时，所述洗涤液为含有硫酸铵水溶液和固体的浆液，其中溶液中硫酸铵是过饱和的，在洗涤段(502)中，洗涤液(61)同时被蒸发浓缩，再经过管线(14)循环回流到洗涤循环槽(6)。所蒸发的水份由吸收液输出泵(9)从所述脱硫塔(5)下部氧化池(501)中抽取所述吸收液(51)输送到所述洗涤段(502)的洗涤除沫器(53)的冲洗喷淋器喷洒后进入所述洗涤液(61)而补充，相应地，氧化池(501)中的液位会发生变化，则由原料水(1)来补充。原料水(1)主要从所述脱硫塔(5)加入，加入的具体位置在氧化池(501)或吸收段(503)。
从洗涤循环槽(6)抽取硫酸铵稀浆液(61)，经过一级旋流器(4)浓缩后，得到硫酸铵浓浆液(31)，储存于养晶槽(3)中，让硫酸铵晶体继续生长，提高质量，再通过二级旋流器(19)再浓缩后进入后续的固液分离设备(21)提取硫酸铵固体，再进入干燥器(22)和包装机(23)后得到可销售的干燥的商品级硫铵(24)。从一级旋流器、二级旋流器、固液分离设备回来的液体，称为母液回流到洗涤循环槽(6)中继续结晶生长。
这样，如上所述的氨基烟气脱硫装置实现了烟气脱硫和硫铵生产，其显著效果是气溶胶和氨逃逸得到有效控制。
Claims (10)
1.一种氨基烟气脱硫装置，包括脱硫塔(5)和洗涤循环槽(6)，所述脱硫塔(5)的烟气出口位于其顶部，其特征在于，所述洗涤循环槽(6)通过洗涤循环泵(8)和洗涤液循环输出管线(15)与所述脱硫塔(5)相连，所述脱硫塔(5)再通过洗涤液循环回流管线(14)与所述洗涤循环槽(6)相连。
2.根据权利要求1所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔(5)下部盛装有吸收液(51)，所述吸收液(51)为硫酸铵水溶液，其硫酸铵浓度为5～45％。
3.根据权利要求2所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔(5)下部为含有空气鼓泡器(55)的氧化池(501)，中部为含有洗涤喷淋器(52)的洗涤段(502)，上部为含有吸收喷淋器(58)的吸收段(503)。
4.根据权利要求3所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述洗涤段(502)和氧化池(501)由分隔板(56)隔开，所述分隔板(56)上开有洗涤液流通口，所述洗涤液流通口向下连接有降液管(562)，所述降液管(562)与所述洗涤液回流管线(14)相连接。
5.根据权利要求3所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述吸收段(503)和洗涤段(502)由分隔板(57)隔开，所述分隔板(57)上开有烟气流通口和吸收液流通口，所述烟气流通口向上连接有升气帽(571)，所述吸收液流通口向下连接有降液管(572)，所述降液管(572)通过吸收液回流管线(17)与所述氧化池(501)连通，所述氧化池(501)再通过吸收循环泵(16)和吸收循环管线与所述吸收段(503)相连通。
6.根据权利要求1至5任一项所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述洗涤循环槽(6)下部连接有浆液输出泵(7)，所述浆液输出泵(7)再连接一级旋流器(4)，所述一级旋流器(4)的底流口连接养晶槽(3)，溢流口通过管线(27)又连接所述洗涤循环槽(6)，且所述养晶槽(3)盛装硫铵浆液(31)的硫酸铵浓度为55～65％。
7.根据权利要求1至5任一项所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述氧化池(501)通过吸收液输出泵(9)及输出管线与所述洗涤段(502)相连通。
8.根据权利要求1至5任一项所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述洗涤段(502)内设置有洗涤喷淋器(52)，在所述洗涤喷淋器(52)上方设置有洗涤除沫器(53)，且所述洗涤除沫器(53)有两层，层间设置有与所述吸收液输出泵(9)相连接的冲洗喷淋器。
9.根据权利要求6所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述养晶槽(3)还连接硫铵浆液输出泵(18)，并依次再连接二级旋流器(19)，液固分离设备(21)，干燥设备(22)和包装设备(23)，且二级旋流器(19)的清液管线(25)和离心机(21)的母液管线(26)都与所述洗涤槽(6)连通。
10.根据权利要求1至5任一项所述的氨基烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔(5)的烟气出口直接连接有直排烟囱(28)，且所述直排烟囱(28)的高度在30～100m之间。
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