CN207324482U - 氨法多区双循环多污染物超低排放工艺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，烟气自吸收塔入口进入后，依次经过由透气集液盘间隔的降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区和除尘除雾区，成净烟气后从出口排出；降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区内分别设有若干喷淋器，喷淋液分别为浓缩液、吸收液、水洗液；吸收液汇入吸收槽后，经吸收泵循环喷淋；浓缩液汇入吸收塔底部的浓缩结晶池后，经浓缩泵循环喷淋；水洗液汇入水洗循环槽后，经水洗泵循环喷淋。该套装置设计科学，布置紧凑，脱硫除尘效率高，杜绝了气溶胶的形成及烟气拖尾下坠现象，减少了氨逃逸，并通过线‑网式电除尘装置实现微细粉尘的协同脱除，实现超低排放，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

氨法多区双循环多污染物超低排放工艺

技术领域

本实用新型涉及一种工艺，具体涉及一种氨法多区双循环多污染物超低排放工艺。

背景技术

近年来，空气污染越来越严重，引起社会的广泛关注，国家在大气治理上了相继推出了相关的环保政策，排放标准也越来越严厉。我国是个化石燃料大国，其中煤炭消耗占能源比例高达70%。传统的化石燃料燃烧过程中会释放大量的粉尘颗粒、二氧化硫等污染物，造成大气污染严重，危及人类健康。

目前，在国内，锅炉烟气治理主要是成熟的石灰石-钙法，钙法使用的吸收剂为石灰石，大量的开采造成水土流失、破坏生态，不仅会产生CO2，加剧温室效应，而且会产生大量难于处理的高含盐废水。。近年来，锅炉烟气氨法脱硫因其投资省、占地少，可采用废氨水吸收二氧化硫，生成的副产品硫酸铵具有较高的经济价值，该工艺在烟气脱硫市场占据的份额越来越大。但是常规的氨法脱硫工艺尚存在氧化不完全充分、氨逃逸、气溶胶大的难题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氨法多区双循环多污染物超低排放工艺及装置。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，烟气自吸收塔入口进入后，依次经过由透气集液盘间隔的降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区和除尘除雾区，成净烟气后从出口排出；

所述降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区内分别设有若干喷淋器，喷淋液分别为浓缩液、吸收液、水洗液；

所述吸收液汇入吸收槽后，经吸收泵循环喷淋；

所述浓缩液汇入吸收塔底部的浓缩结晶池后，经浓缩泵循环喷淋；

所述水洗液汇入水洗循环槽后，经水洗泵循环喷淋。

上述吸收液包括亚硫酸铵溶液和硫酸铵溶液，分别在亚铵吸收段、硫氨吸收段内喷淋；

所述硫酸铵溶液汇入氧化槽后，经硫铵泵循环喷淋。

所述亚硫酸铵溶液汇入加氨槽后，经亚氨泵，一部分循环喷淋，另一部分排入氧化槽。

进一步的，上述氧化槽内设有组合式气体分布器，包括多孔排管式空气分布器和多层鼓泡多孔板；多孔排管式空气分布器距氧化槽的底部600~1500mm，其上方设置多层鼓泡多孔板，鼓泡多孔板的小孔直径为5~30mm。

进一步的，上述氧化槽底部设有氧化空气分布管，槽壁设有接降温浓缩结晶区的溢出口；氧化槽和加氨槽顶部设置有接入吸收塔的排气口。

上述除尘除雾区设有复合式除雾器，包括下层的屋脊式或板式的初级除雾器，中间层的丝网除雾器，上层的线-网式电除雾器，逐级脱除烟气夹带的液滴、微细颗粒物和气溶胶等多种污染物。

进一步的，上述线-网式电除尘器包括高压电源、阴极线和阳极板；阳极板由支撑格栅和多层丝网组成，支撑格栅采用耐腐蚀的合金制作，丝网采用耐腐蚀材料金属或非金属材料制作，极线和阳极板的极间距为100~250mm，高压电源为工频、高频、脉冲、等离子、直流、变频电源中的任一种。

进一步的，上述线-网式电除雾器的阳极板上部设有若干喷口向下的多孔排管式冲洗器；丝网除雾器的下部设有若干喷口向上的多孔排管式冲洗器，冲洗液为工艺水。

上述浓缩结晶池内设有带若干喷嘴的管网式空气搅拌装置，与外部的压缩空气相联通，防止硫酸铵结晶颗粒在浆池内沉积，缩结晶液去硫铵后处理系统。

上述硫氧化物吸收区的顶部设有若干吸收液除雾器，所述吸收液除雾器的底部设有喷口向上的多孔排管式喷淋器，喷淋液为工艺水。

上述水洗净化区内设若干多孔排管式喷淋器，组成若干水洗层；底部设置填料吸附层。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，根据亚硫酸铵吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵，加氨再生生成吸收剂亚硫酸铵，以及亚硫酸铵氧化生成稳定硫酸铵的特性，通过对塔体进行多个功能分区设计，通过多个通过透气集液盘的塔板实现相互隔离，将吸收塔分为降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区、除尘除雾区；其中硫氧化物吸收区分别通过透气集液盘、泵、管道，与外部槽罐形成亚氨吸收和硫氨吸收的两个独立循环吸收回路，组成吸收区的双循环工艺。

本实用新型的工艺流程短，装置运行稳定，氧化效率高，保证亚硫酸铵氧化率高达98%以上，有效降低氧化槽的液位和鼓风机的压头，节省投资和运行成本；硫氧化物吸收区的烟尘洗涤率在85~90%左右，实现超低排放；出口净烟气雾滴的去除率高达99%，同时确保出口雾滴含量≤20mg/Nm³。

该套装置的烟气出口SO₂＜35mg/Nm³，颗粒物＜5mg/Nm³，设计科学，布置紧凑，脱硫除尘效率高，杜绝了气溶胶的形成及烟气拖尾下坠现象，减少了氨逃逸，并通过线-网式电除尘装置实现微细粉尘的协同脱除，实现超低排放，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、水洗循环槽，2、水洗泵，3、加氨槽，4、亚氨泵，5、硫铵泵，6、管网式氧化空气分布器，7、鼓泡多孔板，8、氧化槽，9、浓缩泵，10、管网式空气搅拌装置，11、浓缩结晶池，12、排出泵，13、入口，14、喷淋器，15、透气集液盘，16、吸收塔，17、多孔排管式冲洗器，18、吸收液除雾器，19、填料吸附层，20、初级除雾器，21、丝网除雾器，22、阴极线，23、阳极板，24、出口，25、高压电源，A、降温浓缩结晶区，B、硫氧化物吸收区，C、水洗净化区，D、除尘除雾区。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

本实用新型的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺的反应主要为：

(NH₄)2SO₃ + H₂SO₃ = 2NH₄HSO₃ + H₂O （1）

NH₄HSO₃+ NH₃·H₂O=(NH₄)₂SO₃+ H₂O （2）

亚硫酸铵吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵加氨生成吸收剂亚硫酸铵。

氨法脱硫产品为硫酸铵，硫酸铵是稳定盐，不具备吸收二氧化硫能力，为了保证高效的亚硫酸铵氧化率和二氧化硫吸收率，氧化、吸收工艺通过增设的氧化槽8和加氨槽3分开。

本实用新型的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺的核心为吸收塔16，根据氨法脱硫的特性，对吸收塔16进行分区设计，根据烟气多污染物的流向，分为降温浓缩结晶区A、硫氧化物吸收区B、水洗净化区C和除尘除雾区D，其中降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区和水洗净化区，通过透气集液盘15相互连通，分别通过泵、管道，与外部附加槽罐形成多个独立的循环回路。

硫氧化物吸收区B分为亚铵吸收段、硫氨吸收段和吸收液除雾段，吸收液分别通过透气集液盘15、泵、管道，与外部槽罐形成亚氨吸收和硫氨吸收的两个独立循环吸收回路，组成吸收区的双循环工艺。

烟气经过烟道进入吸收塔16降温浓缩结晶区A，与通过浓缩泵9循环喷淋的硫酸铵浓缩浆液气液接触，浆液中的水分不断得到蒸发，落入塔底浓缩结晶池11，硫酸铵浆液浓度进一步提高，进而析出晶体；带晶体的硫酸铵浆液含固量达到5%以上通过硫铵排出泵12输送到后处理系统，具体流程为浆液排入水力旋流器，经过水力分离，溢流溶液返回吸收塔16底部，水力旋流器底流浆液含固量在40~55%，落入卧式双级活塞推料离心机，经高速离心分离后硫酸铵湿料含水量在2~5%左右，通过螺旋输送机输送到震动流化床干燥机，干燥成含水量＜1%的硫酸铵成品，通过包装机包装成成品外售。

烟气与硫酸铵浆液热交换后，温度降低，上升过程中夹带了大量细微铵盐及雾滴颗粒；夹带了大量铵盐及雾滴的烟气，通过透气集液盘15进入硫氧化物吸收区B，到达亚铵吸收喷淋器14，喷淋器14层数根据烟气含硫量设计。吸收液吸收二氧化硫后，吸收液经透气集液盘15收集后自流而下，进入加氨槽3，通过与加氨槽3连接的亚铵泵循环喷淋；

烟气经亚铵吸收段后，由于亚铵盐不稳定，在高效吸收硫氧化物的同时，有部分亚铵盐分解产生游离氨，形成夹带部分游离氨的雾气，通过透气集液盘15上升至硫氨吸收段，到达硫铵吸收喷淋器14，硫铵吸收液吸收部分二氧化硫和游离氨后，吸收液经透气集液盘15收集后自流而下，进入氧化槽8，通过与氧化槽8连接的硫铵泵5循环喷淋；

亚硫酸铵一个特性是不稳定，受热后容易分解，在60℃时分解成二氧化硫、氨气、水，因此必须先氧化再浓缩。氧化槽8设有接降温浓缩结晶区的溢出口24。

氧化槽8由鼓风机通过管道向底部鼓入氧化空气，底部设置了管网式氧化空气分布器6，空气从分布器喷射出形成无数个微小气泡，小气泡在上升过程中，受到溶液的压强越来越小，小气泡体积逐渐变大，通过氧化槽8内设置的多层鼓泡多孔板7。鼓泡多孔板7起到二次切割气泡及增加气泡，增大气泡表面积同时延长气泡与溶液接触时间，提高氧化效率，同时起到去除泡沫的作用。

氧化槽8完成氧化的硫酸铵溶液，部分溢流到降温浓缩结晶区A底部的浓缩结晶池11。浓缩结晶池11内的浆液通过泵的不断循环与烟气热传递，析出硫酸铵晶体，为了防止硫酸铵晶体在塔底沉淀结块，在池内设置了管网式空气搅拌装置10，管网式空气搅拌装置10与外部压缩空气供气装置相连通，起到扰动浆液的同时，可对浓缩结晶池11内残留的亚硫酸铵进行二次氧化。

该套氧化工艺，保证亚硫酸铵氧化率高达98%以上，氧化槽89的液位有效降低，鼓风机的压头有效减小，节省投资和运行成本。

硫氧化物吸收区B的顶部，设有若干吸收液除雾器18，除雾器底部设有喷口向上的多孔排管式冲洗器17，脱除烟气二次夹带的雾滴，喷淋液优选为工艺水。

烟气经透气集液盘15自硫氧化物吸收区B进入水洗净化区C，到达水洗层，水洗层由设置在水洗喷淋器14及其底部的填料吸附层19组成，喷淋液为水，利用水来吸收烟气夹带的铵盐、雾滴。水洗层排出的洗涤液进入水洗循环槽1，通过水洗泵2在吸附洗涤层内循环喷淋。

根据实际需求，可设置若干组循环喷淋的水洗层。

除尘除雾区D设有复合式除雾器，复合式除雾器包括多级除雾层，最下层为初级除雾器20，中间层为丝网除雾器21，上层为线-网式电除雾器；线-网式电除雾器包括布置在塔内的阴极线22、丝网阳极板23和塔外布置的高压电源25。高压电源25采用工频、高频、脉冲、等离子、直流、变频中的任一种。逐级脱除烟气夹带的液滴、微细颗粒物和气溶胶等多种污染物。

丝网阳极板23垂直于气流方向布置，阴极系统布置在阳极板23下部；烟气流经线-网式电除尘器的静电除尘（雾）区域时，粉尘和雾滴受到的电场力与引风力的方向在同一竖直线上，使粉尘和雾滴颗粒在引风力与电场力的共同作用下，在阳极板23上完成捕集。粉尘和雾滴接触并附着到丝网阳极板23上，由于采用丝网式阳极板23，小颗粒在多层丝网内部不断碰撞并逐渐变成大颗粒，最终在重力作用下流至吸收塔16内，避免附着在阳极板23上的液滴因烟气流速的二次夹带。雾滴去除率高达99%，确保烟气出口24雾滴含量≤20mg/Nm³。

该套装置设计科学，布置紧凑，目前有多套该工艺的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺及装置投运，脱硫除尘效率高，杜绝了烟气拖尾下坠现象。烟气出口24SO₂＜35mg/Nm³，颗粒物＜5mg/Nm³，实现超低排放，长期稳定运行，得到广大客户的高度认可。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，烟气自吸收塔入口进入后，依次经过由透气集液盘间隔的降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区和除尘除雾区，成净烟气后从出口排出；

所述降温浓缩结晶区、硫氧化物吸收区、水洗净化区内分别设有若干喷淋器，喷淋液分别为浓缩液、吸收液、水洗液；

所述吸收液汇入吸收槽后，经吸收泵循环喷淋；

所述浓缩液汇入吸收塔底部的浓缩结晶池后，经浓缩泵循环喷淋；

所述水洗液汇入水洗循环槽后，经水洗泵循环喷淋。

2.根据权利要求1所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述吸收液包括亚硫酸铵溶液和硫酸铵溶液，分别在亚铵吸收段、硫氨吸收段内喷淋；

所述硫酸铵溶液汇入氧化槽后，经硫铵泵循环喷淋；

所述亚硫酸铵溶液汇入加氨槽后，经亚氨泵，一部分循环喷淋，另一部分排入氧化槽。

3.根据权利要求2所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述氧化槽内设有组合式气体分布器，包括多孔排管式空气分布器和多层鼓泡多孔板；多孔排管式空气分布器距氧化槽的底部600~1500mm，其上方设置多层鼓泡多孔板，鼓泡多孔板的小孔直径为5~30mm。

4.根据权利要求2所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述氧化槽底部设有氧化空气分布管，槽壁设有接降温浓缩结晶区的溢出口；氧化槽和加氨槽顶部设置有接入吸收塔的排气口。

5.根据权利要求1所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述除尘除雾区设有复合式除雾器，包括下层的屋脊式或板式的初级除雾器，中间层的丝网除雾器，上层的线-网式电除雾器。

6.根据权利要求5所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述线-网式电除尘器包括高压电源、阴极线和阳极板；阳极板由支撑格栅和多层丝网组成，阴极线和阳极板的极间距为100~250mm，高压电源为工频、高频、脉冲、等离子、直流、变频电源中的任一种。

7.根据权利要求5所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述线-网式电除雾器的阳极板上部设有若干喷口向下的多孔排管式冲洗器；丝网除雾器的下部设有若干喷口向上的多孔排管式冲洗器，冲洗液为工艺水。

8.根据权利要求1所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述浓缩结晶池内设有带若干喷嘴的管网式空气搅拌装置，并接硫铵后处理系统。

9.根据权利要求1所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述硫氧化物吸收区的顶部设有若干吸收液除雾器，所述吸收液除雾器的底部设有喷口向上的多孔排管式喷淋器，喷淋液为工艺水。

10.根据权利要求1所述的氨法多区双循环多污染物超低排放工艺，其特征在于，所述水洗净化区内设若干多孔排管式喷淋器，组成若干水洗层；底部设置填料吸附层。