CN210009809U - 一种钙、氨双段脱硫设备 - Google Patents

Abstract

一种钙、氨双段脱硫设备，石灰石‑石膏湿法脱硫的产物硫酸钙溶液与碳酸铵溶液反应，生成硫酸铵水溶液与固态碳酸钙；所述固态碳酸钙沉淀后得到沉淀物，沉淀物由输送泵打入脱水机中进行脱水，生成石灰石，重复利用；所述石灰石返回脱硫吸收塔系统进一步脱硫，循环往复；所述硫酸铵水溶液进一步澄清、浓缩、结晶，得到硫酸铵化肥和废水，废水中不存在氯离子，继续返回吸收塔中使用，实现零排放。本实用新型钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺没有废水排放，实现了水循环利用，水消耗为所有脱硫工艺中最低的；没有废物排放，废物变成化肥，化肥出售后得到收入，减低整体的运行费用；钙基脱硫剂一次性投入，循环利用；不影响整体脱硫系统的脱硫效率。

Description

一种钙、氨双段脱硫设备

技术领域

本实用新型属于烟气污染物治理技术领域，涉及一种钙、氨双段脱硫设备。

背景技术

随着我国环保治理力度的进一步严格控制，烟气中二氧化硫的排放标准越来越低，脱硫技术以石灰石-石膏湿法、石灰-石膏湿法、双碱法、氨法、氧化镁法为湿法工艺为主，特别是石灰石-石膏湿法脱硫，由于其吸收剂来源广泛，脱硫效率高，已经得到广泛的应用。国内脱硫工艺的应用占了80%以上；两种工艺的特点就是吸收剂以石灰石为主，产物是以石膏成分为主。理论上石膏可以用于建材，但由于石膏纯度不够，很大一部分脱硫石膏无法应用，造成二次污染。另外烟气中含有一定量的氯离子含在废水中，影响脱硫效果。

现有石灰石-石膏湿法脱硫工艺是以石灰石为脱硫剂，石灰石粉与水混合制成吸收浆液，吸收浆液通过输送泵把浆液输送到脱硫吸收塔中通过喷淋层喷淋，沿吸收塔下落过程中它与上升的烟气接触。烟气中的SO2溶入水溶液中，并被其中的碱性物质中和，从而使烟气中的硫脱除；石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧（空气中的氧）发生反应，并最终生成石膏，这些石膏在氧化浆液池中从溶液中析出。石膏稀浆由吸收塔氧化浆液池中抽出，经脱水机脱水成含有10%水的固态石膏，然后再从当地运走，经脱水机脱出的废水含有一定量的氯离子，当含量超过极限值时影响脱硫效果，必须排放，排放的脱硫废水必须再经过废水处理系统才能正常排放。

氨法脱硫工艺的特点产物是硫酸铵化肥，且没有废水排放，硫酸铵化肥可以直接应用于农业中，大大降低了氨法脱硫的运行费用；国家提倡节能减耗，进一步降低运行成本、减少污染的排放；特别是脱硫石膏及脱硫废水排放问题，成为一个环保领域中重要的课题。

发明内容

本实用新型的目的就是使石灰石-石膏湿法脱硫工艺的产物变废为宝，废水零排放，石灰石-石膏湿法脱硫的产物为硫酸钙溶液，硫酸钙溶液在没有脱水机之前先进入置换池，在置换池中与碳酸铵溶液反应，生成物为硫酸铵与碳酸钙，硫酸铵溶于水处于水溶液状态，碳酸钙不溶于水，作为沉淀物沉淀在置换池底，沉淀物由输送泵直接打入脱水机中进行脱水，生成石灰石，可以重复利用，大大减小了石灰石的用量，碳酸钙返回脱硫吸收塔系统进一步脱硫，循环往复；在由碳酸铵置换生成的产物为硫酸铵溶液，进一步澄清、浓缩、结晶成硫酸铵化肥，使产生的固废变成有用的化肥，废水中氯离子和碳酸铵反应生成氯化铵，氯化铵也是化肥，混合在硫酸铵中，广泛用于农业生产中，废水中由于不存在氯离子等物质，成为清水，可以继续返回吸收塔中继续使用，达到零排放的目的。

钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺的原理是利用石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基础上，不改变原系统结构的情况下，增加置换系统及硫酸铵澄清、浓缩、结晶干燥系统，使产物变成化肥，变废为宝；

反应机理，

脱硫反应：

CaCO₃ + SO₂→CaSO₃ + CO₂↑ (1)

CaSO₃+1/2 O₂→CaSO₄ (2)

置换再生反应：

(NH₄)₂CO₃+CaSO₄→CaCO₃+(NH₄)₂SO₄ (3)

CaCO₃返回到脱硫吸收塔中循环继续脱硫；

(NH₄)₂SO₄经澄清、浓缩、结晶成为硫酸铵化肥；

废水经置换后成为新水，重新返回脱硫系统中，整个系统没有废水排放。

钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺的特点：没有废水排放，水循环利用，水消耗为所有脱硫工艺中最低的；没有废物排放，废物变成化肥，化肥出售后得到收入，减低整体的运行费用；钙基脱硫剂一次性投入，循环利用；不影响整体脱硫系统的脱硫效率。

为了达到上述目的，本实用新型是采用下述的技术方案实现的：

一种钙、氨双段脱硫工艺的生产设备，包括用于脱硫的吸收塔，所述吸收塔中部设置有用于输送来自工业锅炉烟气的进口烟道，吸收塔下端设置有循环池，所述循环池下部设置有氧化区，进口烟道上端的吸收塔内部设置有喷淋层，氧化区和喷淋层之间通过管路和循环泵实现循环连通；吸收塔一侧设置有制备池，制备池和循环池通过管路连接，所述制备池和循环池之间通过管路连接有供应系统，所述吸收塔另一侧通过输送泵连接有置换池，置换池通过管路依次连接有脱水机、澄清池、浓缩系统以及结晶系统。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1.本实用新型钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺没有废水排放，实现了水循环利用，水消耗为所有脱硫工艺中最低的；没有废物排放，废物变成化肥，化肥出售后得到收入，减低整体的运行费用；钙基脱硫剂一次性投入，循环利用；不影响整体脱硫系统的脱硫效率。

2.本实用新型针对传统湿法脱硫中产生的脱硫石膏及排放废水问题提出一种新型的钙-氨双段脱硫技术工艺装备；在原有的湿法脱硫设施上，在不改变原结构组成和钙基脱硫剂的前提下，增加置换功能及化肥结晶功能，使产物由脱硫石膏变成硫酸铵、氯化铵化肥，且废水循环利用，达到零排放的要求。

附图说明

图1为本实用新型工艺装置流程结构示意图。

各附图标记为：1进口烟道，2吸收塔，3制备池，4供应系统，5循环池，6循环泵，7喷淋层，8氧化区，9输送泵，10置换池，11脱水机脱，12澄清池、13浓缩系统，14结晶系统。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1所示，本实施例提供钙、氨双段脱硫工艺方法及设备。来自工业锅炉的烟气通过进口烟道1进入脱硫吸收塔装置2中；同时，作为脱硫剂的石灰石粉在制备池3中制成吸收溶液，吸收溶液经供应系统4输送到吸收塔内循环池5中，再通过循环泵6输送喷淋层7进行喷淋，在吸收塔中石灰石溶液与烟气中的二氧化硫逆向接触、充分反应，生产亚硫酸钙溶液，亚硫酸钙溶液在氧化区8充分氧化生产硫酸钙溶液，硫酸钙溶液通过输送泵9输送到置换池10中，置换池10中再加入碳酸铵溶液，碳酸铵与硫酸钙反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙沉淀，进入脱水机脱11出碳酸钙固体，硫酸铵溶液与碳酸钙分离，脱水后的溶液再经澄清池澄清12、浓缩系统13，结晶系统14中生成化肥。澄清过程为加入稀硫酸或者碳酸等酸性物质使得固体颗粒发生复分解反应，生成能溶于水的物质；浓缩和结晶过程为加热使得水蒸发，溶质逐渐洗出的过程。澄清系统12，浓缩系统13以及结晶系统14均为化工常规工艺过程，在此不再赘述。

其中，15-30%质量浓度的硫酸钙溶液与15-30%质量浓度的碳酸铵溶液按照溶质摩尔比1:1（或碳酸铵稍过量）的浓度混合在置换池中混合，在45度温度下,经搅拌器搅拌(搅拌器转速250r/min)充分反应1.5小时后,生成硫酸铵水溶液及沉淀碳酸钙；沉淀碳酸钙经过脱水机脱水后成为含水量小于15%的石灰石，石灰石返回脱硫吸收塔系统进一步脱硫，循环往复；硫酸铵水溶液进一步澄清、浓缩、结晶，得到硫酸铵化肥和废水，废水中不存在氯离子，继续返回吸收塔中使用，实现零排放。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种钙、氨双段脱硫设备，其特征在于，包括用于脱硫的吸收塔（2），所述吸收塔（2）中部设置有用于输送来自工业锅炉烟气的进口烟道（1），吸收塔下端设置有循环池（5），所述循环池（5）下部设置有氧化区（8），进口烟道（1）上端的吸收塔（2）内部设置有喷淋层（7），氧化区（8）和喷淋层（7）之间通过管路和循环泵（6）实现循环连通；吸收塔（2）一侧设置有制备池（3），制备池（3）和循环池（5）通过管路连接，所述制备池（3）和循环池（5）之间通过管路连接有供应系统（4），所述吸收塔（2）另一侧通过输送泵（9）连接有置换池（10），置换池（10）通过管路依次连接有脱水机（11）、澄清池（12）、浓缩系统（13）以及结晶系统（14）。

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