氨法煙氣脫硫裝置及其工藝的製作方法

2023-05-28 03:44:26 2

專利名稱：氨法煙氣脫硫裝置及其工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，具體地說，是關於一種氨法煙氣脫硫裝置及其工藝。
背景技術：
目前，採用氨為吸收劑的煙氣脫硫工藝主要有兩種，第一種是在脫硫塔上部採用鹼性氨水直接噴淋煙氣的方式，這種工藝由於煙氣溫度較高，且氨水極易揮發，因而煙氣排放時夾帶大量游離氨，脫硫劑消耗量大，運行成本高。此外，該脫硫技術在脫硫塔中部由於循環噴淋液流量過少(氣液比小)，煙氣溫度降低較小，出口煙氣溫度一般在100℃左右，導致大部分反應生成物隨蒸汽排出，加之塔底由於沒有設置氧化裝置，其副產品硫酸銨難以回收或回收率極低。
另一種脫硫工藝是將加氨的位置設置於循環管路上，使氨水與循環液混合後噴淋煙氣，這種方式與第一種相比能夠更好地吸收SO2，但由於煙氣溫度過高，使得循環吸收液中硫酸銨濃度未能達到超飽和狀態，故副產品硫酸銨的回收採用了外加熱蒸髮結晶的回收工藝，工程上需設置一套常規蒸髮結晶裝置，存在流程複雜、能耗大的問題。

發明內容
本發明的目的在於克服現有氨法煙氣脫硫技術的上述缺點與不足，從而提供了一種新型的氨法煙氣脫硫裝置。
本發明的另一個目的在於提供一種氨法煙氣脫硫工藝。
為達上述目的，本發明的氨法煙氣脫硫裝置主要包括一脫硫塔、一工藝水箱、一氨水貯罐及一靜態混合器，其中該脫硫塔按逆流式噴淋吸收塔設計，其底部為氧化池，該氧化池上方布置兩層循環噴淋層，該噴淋層上方設有兩級除霧器；該工藝水箱與脫硫塔的除霧器前後的噴淋水管連接，提供除霧器的衝洗水和煙氣洗滌水；該氨水貯罐則與脫硫塔的循環噴淋管連接；該靜態混合器位於循環噴淋管上，分別與氨水貯罐及脫硫塔的氧化池連接；其特徵在於，在脫硫塔前還設置有一預洗滌塔，此外，預洗滌塔又連接有硫酸銨分離系統，用於回收副產品硫酸銨。
根據以上裝置，本發明的煙氣脫硫工藝如下經靜電除塵的煙氣首先由煙氣進口進入預洗滌塔，與來自預洗滌塔底部的(NH4)2SO4飽和溶液並流接觸，進行熱交換，煙氣被絕熱飽和，冷卻到95℃～80℃，然後進入脫硫塔；煙氣進入脫硫塔後自下而上流過循環噴淋層，經洗滌脫硫、除霧器除霧後排出脫硫塔。而預洗滌塔內的硫酸銨飽和溶液經與高溫煙氣進行熱交換後，被進一步蒸發濃縮，進入硫酸銨分離系統，經冷卻器冷卻後進入冷卻結晶槽結晶，然後經離心機分離後得到硫酸銨成品，其分離濾液送回預洗滌塔。
本發明氨法煙氣脫硫工藝由於在脫硫塔前設置了預吸收塔，一方面，可以充分利用進口煙氣本身的熱能對接近飽和狀態的硫酸銨溶液進行蒸發、濃縮、結晶，而不需外加熱能，達到節能的目的；另一方面，由於脫硫塔中循環液始終處於臨界飽和狀態，保證了循環吸收液脫硫效果的穩定性。並因利用了與預洗滌塔連接的硫酸銨分離系統作為回收系統，回收工藝簡便且回收成本低。


圖一為本發明氨法煙氣脫硫技術及其工藝的系統流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明的結構組成、技術手段及功能作進一步說明如圖1所示，本發明的煙氣脫硫裝置主要包括一脫硫塔2、一工藝水箱7、一氨水貯罐8及一靜態混合器9，該脫硫塔2按逆流式噴淋吸收塔設計，脫硫塔2底部為氧化池3，該氧化池3上方布置兩層循環噴淋層4，該噴淋層4上方設有兩級除霧器5；該工藝水箱7與脫硫塔2的除霧器5前後的噴淋水管11連接，提供除霧器5的衝洗水和煙氣洗滌水；而氨水貯罐8則與脫硫塔2的循環噴淋管10連接；該靜態混合器9位於循環噴淋管10上，分別與氨水貯罐8及脫硫塔2的氧化池3連接；本發明的特徵是在脫硫塔2前設置有一預洗滌塔1，該預洗滌塔1底部分別與一硫酸銨分離系統6和脫硫塔2底部的氧化池3相連。
經靜電除塵的鍋爐煙氣由煙氣進口進入預洗滌塔1。在預洗滌塔1內，135℃～140℃的熱煙氣與來自預洗滌塔1底部的硫酸銨飽和溶液並流接觸，進行熱交換，煙氣放熱，溫度下降至95℃～80℃後排出至脫硫塔2；同時因熱煙氣而蒸發濃縮的硫酸銨超飽和溶液(主要成分為5％～10％的硫酸銨結晶和少量煙塵)送往硫酸銨分離系統6，製成硫酸銨成品出售，其分離濾液送回預洗滌塔1。預洗滌塔循環液硫酸銨溶液的pH較低，一般在pH4以下，而當溶液的pH在4.2～7.0之間時，溶液中游離的氨和SO2濃度都很低，幾乎可以忽略不計，因此從預洗滌塔1取出的pH值為4以下的硫酸銨濃縮液不存在氨的逸出問題，大大降低了原料氨的消耗。
煙氣降溫後進入脫硫塔2進行脫硫反應，煙氣自下而上流過循環噴淋層4，經洗滌脫硫、除霧器5除霧後排出脫硫塔2。
當95℃～80℃的煙氣經過循環噴淋層4時，被噴淋液的水充分飽和，並冷卻到絕熱飽和溫度，約為55℃～60℃，完成脫硫反應。該噴淋液主要包括來自工藝水箱7的工藝水和循環噴淋管10中的循環液(NH4HSO3、(NH4)2SO4、(NH4)2SO3和NH3水的混合溶液)。來自氨水貯罐8內的20％濃度的氨水與來自脫硫塔底氧化池3的NH4HSO3和(NH4)2SO4的混合液在循環噴淋管10中由靜態混合器9混合，然後進入脫硫塔2噴淋吸收煙氣，此過程的反應式為
脫硫後的煙氣經除霧器5除霧，分離收集噴淋吸收後的煙氣中夾帶的絕大部分霧滴，使得煙氣出口霧滴含量＜100mg/Nm3，最後排入煙囪。每個除霧器5元件的前後安裝噴淋水管11，用來自工藝水箱7的工藝水定時衝洗，去除除霧器5表面上的沉澱物，補充循環液因煙氣飽和而帶走的水份，維持塔底液位，水量調節閥與塔底液位聯鎖(現有煙氣脫硫工藝中的常規手段)。
在脫硫塔2內的脫硫反應中，反應生成的(NH4)2SO3和少量的NH4HSO3隨循環液流入塔底的氧化池3。在氧化池3底裝有高效曝氣器12，來自電廠空壓站的壓縮空氣向吸收塔底氧化池3送入氧化空氣，促使亞硫酸銨(NH4)2SO3氧化成硫酸銨(NH4)2SO4，反應式為。
在鼓泡氧化的同時使漿液中固體顆粒處於懸浮流動狀態，防止沉澱。
脫硫塔2的氧化池3與預洗滌塔1底部相連，預洗滌塔1和硫酸銨分離系統6相連，由此就構成整個系統硫酸銨溶液的循環。
與預洗滌塔1相接的硫酸銨分離系統6該硫酸銨分離系統6由一冷卻器16、冷卻結晶槽17和離心機18構成。在脫硫塔2內的脫硫反應中，煙氣中SO2與氨水反應，其生成的反應副產品為硫酸銨。該硫酸銨溶液由脫硫塔2的氧化池3底部進入預洗滌塔1，與進口的熱煙氣蒸發濃縮，其生成的濃縮液(主要成分為硫酸銨結晶，同時含有少量煙塵)排入硫酸銨分離系統6，先用取出液泵將漿液打至冷卻器16冷卻後進入冷卻結晶槽17結晶，然後經離心機18液固分離後製成硫銨成品，其分離濾液送回預洗滌塔1與進口的熱煙氣再進行濃縮結晶。
本裝置的加氨位置選定在循環噴淋管10上，氨的加入量由靜態混合器9後溶液的pH值控制(現有煙氣脫硫工藝中的常規手段)，可自動調節加入氨水或液氨的量，維持脫硫塔2的氧化池3內循環吸收液pH在5.5～6.5之間，從而使得循環噴淋管10中的SO2吸收液的pH值較高，脫硫效率始終保持在一個較高的水平，而氧化池3的吸收液的pH值較低，利於硫酸銨的結晶回收。
在脫硫裝置的進出口處各設有1個雙擋板隔離風門13、14，在旁路煙道上設一可調節旁路擋板門15。脫硫系統如出現事故或需要檢修時，脫硫系統進、出口雙擋板隔離風門13、14關閉，主煙道的旁路擋板門15打開。鍋爐煙氣可經過主煙道的旁路擋板門15直接進入煙囪排出。而脫硫塔2內的吸收漿液排入工藝水槽(事先排空)中，以便對脫硫塔2進行維修。
綜上所述，本發明在脫硫塔前設置一預洗滌塔，對煙氣洗滌、降溫，利用煙氣自身的熱能使吸收液濃縮結晶，從而達到節能的目的，並使脫硫效果穩定且脫硫劑利用率高，同時因利用了與預洗滌塔連接的硫酸銨分離系統作為回收系統，回收工藝簡便且回收成本低。
權利要求
1.一種氨法煙氣脫硫裝置，包括一脫硫塔、一工藝水箱、一氨水貯罐及一靜態混合器，所述的脫硫塔按逆流式噴淋吸收塔設計，脫硫塔底部為氧化池，該氧化池上方布置有循環噴淋層，該噴淋層上方設有除霧器；所述工藝水箱與所述脫硫塔的除霧器前後的噴淋水管連接；所述氨水貯罐則與脫硫塔的循環噴淋管連接；所述靜態混合器位於循環液管上，分別與所述氨水貯罐及所述脫硫塔底部的氧化池連接；其特徵在於，所述脫硫塔之前設置有一預洗滌塔。
2.根據權利要求1所述的氨法煙氣脫硫裝置，其特徵在於，所述除霧器安裝有兩級。
3.根據權利要求1所述的氨法煙氣脫硫裝置，其特徵在於，所述除霧器的前後安裝噴淋水管。
4.根據權利要求1所述的氨法煙氣脫硫裝置，其特徵在於，所述氧化池底安裝有高效曝氣器。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的氨法煙氣脫硫裝置，其特徵在於，所述預洗滌塔還連接有一硫酸銨分離系統。
6.根據權利要求5所述的氨法煙氣脫硫裝置，其特徵在於，所述硫酸銨分離系統由一冷卻器、一冷卻結晶槽和一離心機構成。
7.一種氨法煙氣脫硫工藝，其特徵在於包括以下步驟熱煙氣進入預洗滌塔後，與硫酸銨飽和溶液並流接觸，煙氣被絕熱飽和，經冷卻後至脫硫塔；在脫硫塔內煙氣自下而上流過循環噴淋層，被噴淋漿液中的水充分飽和，並冷卻到絕熱飽和溫度，完成脫硫反應，經除霧器除霧後，排入煙囪。
8.根據權利要求7所述的氨法煙氣脫硫工藝，其特徵在於，還包括硫酸銨的回收步驟。
9.根據權利要求8所述的氨法煙氣脫硫工藝，其特徵在於，所述硫酸銨的回收步驟包括預洗滌塔內的硫酸銨超飽和溶液由液泵打至冷卻器冷卻後，進入冷卻結晶槽結晶，然後經離心機分離得到成品硫酸銨，其分離濾液送回預洗滌塔進行再濃縮結晶。
全文摘要
本發明公開了一種氨法煙氣脫硫裝置及其工藝，尤指一種節能、脫硫效果穩定且吸收劑利用率高的氨法煙氣脫硫裝置及其工藝。本裝置包括了一脫硫塔、一工藝水箱、一氨水貯罐及一靜態混合器，該脫硫塔按逆流式噴淋吸收塔設計，其底部為氧化池，上部布置了兩層循環噴淋層，噴淋層上方設有兩級除霧器；特別是在脫硫塔前連接一預洗滌塔,該預洗滌塔與一硫酸銨分離系統連接。煙氣進入預洗滌塔後與(NH
文檔編號B01D53/50GK1751776SQ20041006655
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月22日 優先權日2004年9月22日
發明者孫瑋 申請人:上海弗卡斯環保工程有限公司