CN212700629U - 氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，包括通过物料流通管道依次连接的第一预热器、第二预热器、升膜蒸发器、硫铵加热器、结晶器、离心分离机构和加热干燥机构，还包括凝结水收集槽；硫铵加热器的出口蒸汽和/或结晶器的出口蒸汽送入第一预热器，第一预热器产生的凝结水排入凝结水收集槽；和/或，升膜蒸发器产生的凝结水和/或硫铵加热器产生的凝结水送入第二预热器，第二预热器产生的凝结水排入凝结水收集槽。本实用新型利用系统的二次蒸汽和/或副产凝结水对硫铵原料进行预热，将各热阱与热源品位高效匹配，提高热量利用效率，避免了热源的浪费，也减少了蒸汽和冷却循环水的耗量，降低运行成本。

Description

氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统

技术领域

本实用新型属于氨法脱硫技术领域，具体涉及一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统。

背景技术

目前，氨法脱硫因吸收剂利用率高、对污染物浓度适应性好、设备占地少且阻力低、副产物具有一定经济价值等优点受到钢铁、电厂等行业的广泛关注。硫铵生产系统是以工业合成氨为原料，脱除烟气中的SO₂，形成的硫铵浆液通过蒸发结晶、离心分离、加热干燥等工序后制成合格的硫铵化肥。目前，国内生产硫铵的系统大多数采用：预热器升温→升膜蒸发器提浓→硫铵加热器和结晶器浓缩结晶→离心机分离→振动流化床干燥机干燥的工艺流程；该工艺的热源主要是蒸汽，由于在热回收流程设计中忽略了对热源品位的考虑，过多的低温热阱直接采用蒸汽/电加热，使得品位较低的热源被当作余热而被冷却，造成热量与循环冷却水的双重浪费。此外，在对上述工艺流程的设计过程中，往往忽略了“最小新鲜水目标”，水阱基本上全是首先使用工艺水；而由于环保要求废水不能外排，当蒸发量有限时，将造成系统的水失衡，危害系统正常运行。

实用新型内容

本实用新型涉及一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，包括通过物料流通管道依次连接的第一预热器、第二预热器、升膜蒸发器、硫铵加热器、结晶器、离心分离机构和加热干燥机构，还包括凝结水收集槽；

所述硫铵加热器的蒸汽出口管和/或所述结晶器的蒸汽出口管连接至所述第一预热器，所述第一预热器上连接有第一冷凝水排管，所述第一冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽；

和/或，所述升膜蒸发器的凝结水出口管和/或所述硫铵加热器的凝结水出口管连接至所述第二预热器，所述第二预热器上连接有第二冷凝水排管，所述第二冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽。

作为实施方式之一，所述硫铵加热器的凝结水出口管连接至所述第二预热器时，于该硫铵加热器的凝结水出口管上设有第一调节阀，于所述升膜蒸发器的蒸汽入口管上设有第二调节阀，所述第一调节阀和所述第二调节阀均与所述升膜蒸发器内的温度检测单元联锁控制，以将所述升膜蒸发器内的液相物料温度控制在预设范围内。

作为实施方式之一，所述加热干燥机构包括振动流化床干燥机。

作为实施方式之一，所述振动流化床干燥机包括沿料流方向依次设置的热风干燥段和冷风降温段，于所述热风干燥段上设有热风入口管和热风出口管，于所述冷风降温段上设有冷风入口管和冷风出口管。

作为实施方式之一，在热风干燥段与冷风降温段之间设有活动挡门。

作为实施方式之一，所述热风出口管连接至所述离心分离机构。

作为实施方式之一，上述氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统还包括换热器，所述换热器的第一介质入口与所述热风出口管连接，所述换热器的第二介质入口与所述冷风出口管连接，所述换热器的第二介质出口管与所述热风入口管连接。

作为实施方式之一，所述第一预热器上设有尾气排管，于所述尾气排管上设有水环真空泵，所述水环真空泵配置有循环水管路。

作为实施方式之一，在所述循环水管路上设有冷水箱，该冷水箱配置有用于对循环水进行降温的冷凝器。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型利用硫铵加热器和结晶器出口的二次蒸汽对硫铵原料进行预热，和/或利用升膜蒸发器和硫铵加热器形成的凝结水对硫铵原料进行预热，将各热阱与热源品位高效匹配，提高热量利用效率，避免了热源的浪费，也减少了蒸汽和冷却循环水的耗量，降低运行成本。第一预热器和第二预热器所排出的凝结水经凝结水收集槽收集后，可用于给脱硫塔补水或作为系统所用设备的冲洗水使用，由于这些凝结水的水温高于常温，能提高脱硫塔及系统的运行效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统的示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提供一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，包括通过物料流通管道依次连接的第一预热器1、第二预热器2、升膜蒸发器3、硫铵加热器4、结晶器5、离心分离机构6和加热干燥机构7，硫铵原溶液依次经第一预热器1和第二预热器2预热后，依次经升膜蒸发器3提浓→硫铵加热器4和结晶器5浓缩结晶→离心分离机构6分离→加热干燥机构7干燥，以生产所需硫铵产品；脱硫塔中的氯、氟离子在上述系统中，最终以铵盐的形式从系统中脱离，避免了富集对系统造成腐蚀损害。上述升膜蒸发器3、硫铵加热器4、结晶器5等均为本领域常规设备，上述离心分离机构6可采用本领域常用的离心机6，具体结构此处不作赘述，上述加热干燥机构7优选为采用振动流化床干燥机7，其也为本领域常规设备，具体结构此处不作赘述。

如图1，上述系统还包括凝结水收集槽8，该凝结水收集槽8用于收集系统运行时产生的凝结水，例如升膜蒸发器3的凝结水出口管和/或所述硫铵加热器4的凝结水可连接至该凝结水收集槽8。

在其中一个实施例中，所述硫铵加热器4的蒸汽出口管和/或所述结晶器5的蒸汽出口管连接至所述第一预热器1，所述第一预热器1上连接有第一冷凝水排管，所述第一冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽8；

和/或，所述升膜蒸发器3的凝结水出口管和/或所述硫铵加热器4的凝结水出口管连接至所述第二预热器2，所述第二预热器2上连接有第二冷凝水排管，所述第二冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽8。

硫铵加热器4一般采用蒸汽作为热源，这些蒸汽在经过利用后，形成的温度降低后的二次蒸汽由上述硫铵加热器4的蒸汽出口管排出，另外还会产生部分凝结水并经由上述硫铵加热器4的凝结水出口管排出。结晶器5也一般采用蒸汽作为热源，这些蒸汽在经利用后也会形成二次蒸汽经由上述结晶器5的蒸汽出口管排出。升膜蒸发器3也一般采用蒸汽作为热源，并会产生部分凝结水并经由上述升膜蒸发器3的凝结水出口管排出。

优选地，硫铵加热器4和结晶器5排出的二次蒸汽都通入上述第一预热器1中与硫铵原溶液进行换热；同时，上述升膜蒸发器3和硫铵加热器4所排出的凝结水都通入第二预热器2中与硫铵溶液换热。

尤其地，因为硫铵加热器4所排冷凝水的温度较低，通过混入这部分冷凝水可以实现调控物料被加热的温度的目的，具体地：所述硫铵加热器4的凝结水出口管连接至所述第二预热器2时，于该硫铵加热器4的凝结水出口管上设有第一调节阀，于所述升膜蒸发器3的蒸汽入口管上设有第二调节阀，所述第一调节阀和所述第二调节阀均与所述升膜蒸发器3内的温度检测单元联锁控制，以将所述升膜蒸发器3内的液相物料温度控制在预设范围内，可保证系统的稳定可靠运行。例如，当硫铵原溶液的温度升高到35℃左右，经第一预热器1后被加热到50℃左右，上述第一调节阀的开度增大5％从而加大来自硫铵加热器4的凝结水量，将进入第二预热器2的混合后的凝结水的温度降低；并且第二调节阀的开度将反馈减小2％，减少进入升膜蒸发器3的蒸汽量，将升膜蒸发器3内的液相温度稳定在91℃左右。

本实施例提供的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，利用硫铵加热器4和结晶器5出口的二次蒸汽对硫铵原料进行预热，和/或利用升膜蒸发器3和硫铵加热器4形成的凝结水对硫铵原料进行预热，避免了热源的浪费，也减少了蒸汽和冷却循环水的耗量，降低运行成本。

在其中一个具体实施例中，硫铵加热器4排出的二次蒸汽与结晶器5排出的二次蒸汽混合后再送入第一预热器1中，该混合后的二次蒸汽的温度在53℃左右，在第一预热器1中，硫铵原溶液可由25℃左右被加热至45℃左右，该第一预热器1排出的凝结水温度为45℃左右。升膜蒸发器3排出的凝结水与硫铵加热器4排出的凝结水混合后再送入第二预热器2中，该混合后的凝结水温度在80℃左右；在第二预热器2中，硫铵溶液进一步被加热，可被提高至65℃左右再进入升膜蒸发器3；原80℃左右的凝结水冷却至65℃左右后进入凝结水收集槽8。

其中，第一预热器1和第二预热器2所排出的凝结水经凝结水收集槽8收集后，可返回至脱硫子系统，例如可用于给脱硫塔补水，由于这些凝结水的水温高于常温，能提高脱硫塔的运行效果。在另外的实施例中，凝结水收集槽8内的凝结水作为系统所用设备的冲洗水使用，即系统中设备所需冲洗水可从上述凝结水收集槽8内取水，这些设备包括上述第一预热器1、第二预热器2、升膜蒸发器3、硫铵加热器4、结晶器5、离心机6和振动流化床干燥机7等，另外还包括所配置的泵；可选地，可设置冲洗水缓冲槽，凝结水收集槽8上设有连接至该冲洗水缓冲槽的冲洗水供管。由于凝结水收集槽8内收集的凝结水温度高于常温，对硫铵的溶解度更大，将其用作冲洗水时，比工艺水的效果要好；而且，将水阱用水用系统副产凝结水进行替换，可避免整个系统出现水失衡的情况。

进一步优化上述方案，如图1，所述第一预热器1上设有尾气排管，于所述尾气排管上设有水环真空泵9，所述水环真空泵9配置有循环水管路。可选地，在上述循环水管路上设有冷水箱10，该冷水箱10配置有冷凝器11，该冷凝器11用于对循环水进行降温，以保证水环真空泵9的稳定可靠运行；可在该水环真空泵9的进水管上设置温度测点，并与冷凝器11联锁控制，当循环水水温达到设定阈值时，开启冷凝器11对冷却循环水进行降温。

进一步优化上述方案，上述凝结水收集槽8设有保温机构，可保证该凝结水收集槽8内的凝结水温度，以提高其后续应用效果。在其中一个实施例中，可通过在槽壁外表面敷设岩棉等保温材料，本实施例中，进一步在保温材料外设置防锈保护层，例如采用防锈铝皮等。

进一步优化上述方案，上述凝结水收集槽8具有液位控制机构，以将槽内液位控制在一定范围内，可实现该凝结水收集槽8所连接的各凝结水管的液封。具体地，可在该凝结水收集槽8上设置的用于连接至脱硫子系统的冷凝水供管上设置第三调节阀，通过该第三调节阀的开度实现凝结水收集槽8的液位控制。

对于上述加热干燥机构7包括振动流化床干燥机7的实施方案，优选地，所述振动流化床干燥机7包括沿料流方向依次设置的热风干燥段和冷风降温段，于所述热风干燥段上设有热风入口管和热风出口管，于所述冷风降温段上设有冷风入口管和冷风出口管。其中，通过在热风干燥段与冷风降温段之间设置活动挡门等措施可保证热风干燥段与冷风降温段气体不互窜，另外可使热风与冷风进入流化床的方向平行，而且经过物料后可以无明显障碍地逸出流化床。

进一步优选地，如图1，所述热风出口管连接至所述离心分离机构6，通过将热风出口尾气送入离心分离机构6(例如离心机6的离心分液槽)，可避免将这部分热风出口尾气返回脱硫塔时造成脱硫塔内蒸发量减少，或形成浮沫/气泡而影响脱硫塔排料。

在可选的方案中，如图1，上述氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统还包括换热器12，所述换热器12的第一介质入口与所述热风出口管连接，所述换热器12的第二介质入口与所述冷风出口管连接，所述换热器12的第二介质出口管与所述热风入口管连接。即通过振动流化床干燥机7的热风出口尾气对冷风出口尾气进行加热，充分利用该部分热风出口尾气，而冷风出口尾气可送入热风干燥段中进行循环利用，显著地降低系统运行能耗，同时还能将热风干燥段所用热风的相对湿度控制在较低水平，提高振动流化床干燥机7的干燥效果和效率。当经换热器12换热后的冷风出口尾气温度达不到要求时，可进一步在上述第二介质出口管上布置空气加热器13，使冷风出口尾气进一步升温。

本实用新型还涉及上述系统的应用方法，包括：所述凝结水收集槽8收集的凝结水用于给脱硫塔补水；和/或，所述凝结水收集槽8收集的凝结水作为系统所用设备的冲洗水使用。相关技术内容在上面已有述及，此处不作赘述。第一预热器1和第二预热器2所排出的凝结水经凝结水收集槽8收集后，可用于给脱硫塔补水或作为系统所用设备的冲洗水使用，由于这些凝结水的水温高于常温，能提高脱硫塔等的运行效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，包括通过物料流通管道依次连接的第一预热器、第二预热器、升膜蒸发器、硫铵加热器、结晶器、离心分离机构和加热干燥机构，其特征在于：还包括凝结水收集槽；

所述硫铵加热器的蒸汽出口管和/或所述结晶器的蒸汽出口管连接至所述第一预热器，所述第一预热器上连接有第一冷凝水排管，所述第一冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽；

和/或，所述升膜蒸发器的凝结水出口管和/或所述硫铵加热器的凝结水出口管连接至所述第二预热器，所述第二预热器上连接有第二冷凝水排管，所述第二冷凝水排管连接至所述凝结水收集槽。

2.如权利要求1所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：所述硫铵加热器的凝结水出口管连接至所述第二预热器时，于该硫铵加热器的凝结水出口管上设有第一调节阀，于所述升膜蒸发器的蒸汽入口管上设有第二调节阀，所述第一调节阀和所述第二调节阀均与所述升膜蒸发器内的温度检测单元联锁控制，以将所述升膜蒸发器内的液相物料温度控制在预设范围内。

3.如权利要求1所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：所述加热干燥机构包括振动流化床干燥机。

4.如权利要求3所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：所述振动流化床干燥机包括沿料流方向依次设置的热风干燥段和冷风降温段，于所述热风干燥段上设有热风入口管和热风出口管，于所述冷风降温段上设有冷风入口管和冷风出口管。

5.如权利要求4所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：在热风干燥段与冷风降温段之间设有活动挡门。

6.如权利要求4所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：所述热风出口管连接至所述离心分离机构。

7.如权利要求4或6所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：还包括换热器，所述换热器的第一介质入口与所述热风出口管连接，所述换热器的第二介质入口与所述冷风出口管连接，所述换热器的第二介质出口管与所述热风入口管连接。

8.如权利要求1所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：所述第一预热器上设有尾气排管，于所述尾气排管上设有水环真空泵，所述水环真空泵配置有循环水管路。

9.如权利要求8所述的氨法脱硫液后处理生产硫铵的系统，其特征在于：在所述循环水管路上设有冷水箱，该冷水箱配置有用于对循环水进行降温的冷凝器。

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