一種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝的製作方法

2023-12-01 10:18:06 1

專利名稱：一種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種循環工藝，特別是利用工業煙氣的處理方法，更具體的說，涉及一
種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝。
背景技術：
隨著工業生產的發展，越來越多的有毒廢氣、廢液被排放到自然之中，嚴重破壞了人類賴以生存的地球環境。譬如燃煤鍋爐或火力發電廠產生大量的煙氣，這些煙氣中含有S02、 S03等多種有害物質，引發了酸雨的產生，還誘發了人類多種呼吸道疾病。此外還有造紙工業中，尤其是亞銨法製漿的蒸煮過程中會產生大量的含氨汙冷凝水，目前這種汙冷凝水一般都化學處理後直接排放。這種汙水同樣對環境造成了嚴重的破壞作用。
為了避免上述汙染物的產生，人們提出了各種工業廢氣、廢液的處理方法
例如專利申請200310115522公開了一種用亞硫酸銨、亞硫酸氫銨溶液對煙氣進行脫硫的方法，該方法通過用氨氣調節脫硫塔中的pH值到一定範圍，從而在脫硫塔中形成平衡態溶液，對二氧化硫的吸收達到最大程度。最後對產物亞硫酸銨混合溶液進行電子輻照氧化成硫酸銨。而實際上，由於煙氣上升速度較快，目前應用的脫硫塔並不能很有效的除去煙氣中的二氧化硫等汙染物。如果想使用這種塔提高吸收效率，則需大幅度增加塔高，但這樣勢必會大大增加成本，並帶來技術上的困難。 為了進一步增加脫硫效果，專利申請03245106公開了一種帶有多個文丘裡管的脫硫塔，但這種脫硫塔及其複雜，且文丘裡管佔據了脫硫塔絕大部分空間，反倒嚴重影響了煙氣中二氧化硫的吸收效果。 此外，為了避免煙氣中固體汙染物對脫硫塔的損害，專利申請200510200308公開了一種將文丘裡管置於脫硫塔外部的方案，其在文丘裡管內設有噴淋裝置，在煙氣進入脫硫塔前先用水對煙氣進行除塵，再進入脫硫塔進行循環吸收。該方法同專利申請200310115522相比僅增加了一個除塵的過程，對二氧化硫的吸收效率並無明顯提高。
專利申請97103626公開的脫硫方法得到的亞硫酸氫銨，然後用氫氧化f丐處理得到亞硫酸銨，再與氨水混合用於吸收煙氣中的二氧化硫。該方法使用氫氧化鈣後又產生了新的固體廢棄物亞硫酸鈣，同時使用亞硫酸銨吸收二氧化硫效果並不理想。
而在"亞硫酸銨法治理含S02煙氣"(四川化工與腐蝕控制，2001，4(5) :54_55)中提到用二氧化硫吸收煙氣後生成的亞硫酸銨可用於造紙。但該文章並沒有公開其具體細節，目前用於造紙的亞硫酸銨通常要求純度較高，而吸收煙氣得到的亞硫酸銨一般成分複雜，還需繁瑣的純化精製環節，大大增加了生產運行成本。 綜上所述，目前對煙氣脫硫方法大多效率較低。並且對煙氣進行脫硫後，生成的是
經濟附加值非常低的硫酸銨，並用於製備化肥，這種處理同樣是一種極大的浪費。 有鑑於此，特提出本發明，本發明採用了高效的煙氣吸收系統，通過控制條件，將
得到亞硫酸銨用於造紙工業的亞銨法製漿，而製漿產生的汙冷凝水又用於吸收煙氣的二氧
化硫。本發明方案不但將環境汙染降低到了最低限度，而且對資源實現了循環利用。本發明尤其適合於有自備電廠的造紙廠使用。

發明內容
本發明目的在於提供一種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝。
為實現本發明目的，特採用如下技術方案 —種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝，包括如下步驟
(1)將煙氣用氨水脫硫，所述煙氣為含硫煙氣，優選為工業燃煤煙氣；
(2)脫硫後得到的亞硫酸銨混合溶液用於造紙中亞銨法制槳； (3)亞銨法製漿過程中產生的含有氨的汙冷凝水循環用於步驟(1)對煙氣進行脫 硫。 —般說來，造紙行業廢水和電廠廢氣是目前環境汙染的主要來源，而採用本發明 方法對二者進行結合，將二者汙染物不再直接排放，而進行循環利用。首先將煙氣用廢氨水 脫硫，得到的亞硫酸銨可以直接用於造紙亞銨法製漿，而製漿產生的廢氨水再用於吸收煙 氣中的二氧化硫。 本發明得到亞硫酸銨後不用再消耗任何資源進行加工，整個循環流程也幾乎不產 生任何重汙染的排放物，所有資源內部循環消化。不但將環境汙染降低到了最低程度，而且 對資源進行了再生循環，符合目前我國及世界經濟發展的趨勢。 根據循環工藝步驟(3)所述產生的汙冷凝水可以先進入一個汙冷凝水儲罐調節 氨水濃度，優選調節至同廢氨水罐中一致，然後再通入廢氨水罐中用於吸收煙氣中的二氧 化硫；或者直接進入廢氨水罐中，在廢氨水罐中調節氨水濃度。 調節氨水濃度的目的在於使隨後吸收煙氣中的二氧化硫的效果達到最佳狀態。這 種濃度的調節屬於本領域的常規技術，對於本領域普通技術人員而言是顯而易見的，無需 作出創造性勞動。 為了使煙氣吸收達到最佳效果，煙氣進煙氣進入量的調節也是其中的一個因素。 根據氨水濃度的不同，煙氣硫含量的不同，對煙氣進煙氣進入量的調節對於本領域普通技 術人員而言是顯而易見的，屬於常規設計的範圍，無需作出創造性勞動。 然而優選的是，根據前面所述的循環工藝，步驟(1)所述脫硫過程中煙氣進入脫 硫塔前經過一引風機，所述引風機進煙氣進入量優選為200000 400000mVh，更優選為 305000 400000mVh，最優選為310800m3/h。 根據前面所述的循環工藝，步驟(1)所述脫硫為在脫硫塔前還設置一連接在脫硫 塔下部的文丘裡管。所述文丘裡管中設置噴淋裝置，使得煙氣首先在文丘裡管中同氨水進 行充分混合，混合溶液同煙氣再進入脫硫塔中。 當引風機和文丘裡管同時存在時，一般引風機設置在文丘裡管的前面，也就是說 煙氣先經過引風機，再經過文丘裡管並進入脫硫塔中。 這種外置式文丘裡管沒有佔用脫硫塔的空間，在脫硫塔本身的脫硫效果基礎上進 一步大大增強了脫硫效率。 優選的是，所述噴淋裝置可以設置在文丘裡管的進口漸縮管處，通過高速的煙氣 帶入喉管部分，從出口漸擴管出來後壓力驟增從而形成更加細小的霧滴，從而增加對二氧 化硫的吸收效果。
噴淋裝置還可以設置在文丘裡管的喉管處或者出口漸擴管處，同樣也可形成對二 氧化硫的良好吸收作用。此外，噴射裝置設置在喉管的不同部位，如在前半段靠近進口漸縮 管處，或者在後半段靠近出口漸擴管處，也對吸收效果產生不同影響。本領域普通技術人員 做出這些改變和變更均屬於常規設計的範圍，無需做出創造性勞動。 優選通過在文丘裡管中將煙氣同氨水先進行預混合，可以對二氧化硫吸收的更加
充分，且文丘裡管的混合效果也更好一些。文丘裡管中主要發生如下反應 S02+2NH3+H20 = (NH4) 2S03 S02+ (NH4) 2S03+H20 = 2NH4HS03 NH3+NH4HS03 = (NH4) 2S03 2NH3+S02+2H20 = (NH4) 2S03 H20 文丘裡管中反應主要得到亞硫酸氫銨，混合液進入脫硫塔的集液池中同過量氨水 反應生成亞硫酸銨，再進入吸收煙氣的循環之中。 根據前面所述的循環工藝，優選在文丘裡管中設置pH檢測裝置和二氧化硫檢測 裝置，以使噴入氨水控制文丘裡管中N/S物質量比為35 : 70 45 : 60，優選為39 : 64。
在文丘裡管中還可以設置如脫硫塔中所述的pH檢測裝置和二氧化硫檢測裝置， 用於控制氨水噴入量。通過檢測煙氣中二氧化硫的含量來對pH檢測結果進行校正，從而對 文丘裡管的N/S比進行控制，兩種檢測設備同時工作，可以更準確的控制氨水的噴入量。通 常人們認為噴入氨水過量能夠更完全的吸收二氧化硫，而經過反覆實驗摸索，最後發現實 際在N/S物質量比為35 : 70 45 : 60時，能夠生成更多的亞硫酸氫銨，而亞硫酸氫銨 在後面的脫硫塔中吸收二氧化硫效果更加理想，使得最後排出的煙氣中二氧化硫殘留量最 小，且塔中氨水剩餘量也得以控制在最小程度。 所述的pH檢測和二氧化硫檢測裝置可以設置在文丘裡管中能夠準確檢測的任何 部位，這一點本領域技術人員通常是清楚知曉的。但本發明中pH檢測裝置優選設置在文丘 裡管中的出口處；二氧化硫檢測裝置優選設置在文丘裡管中煙氣的進入部位。
將煙氣進入量進行合理控制，可以使得煙氣中的二氧化硫得以充分的吸收，如果 進入煙氣進入量過大，則二氧化硫不能被充分吸收，排出的煙氣中二氧化硫殘留過多，仍然 會汙染大氣；而如果煙氣進入量過小，則生成的亞硫酸銨易被脫硫塔中混合溶液中溶解的 氧氣氧化成硫酸銨，而不能用於亞銨法製漿。我們經過反覆摸索，最後發現進煙氣進入量為 200000 400000m3/h可較好解決這個問題，而進煙氣進入量為300000 400000m3/h，效果 更加理想，當達到310800m3/h時，則幾乎不會殘留二氧化硫和發生亞硫酸銨被氧化。
根據前面所述的循環工藝，步驟(2)所述亞硫酸銨溶液濃度為25 35%，純度為 85 99%。這裡所述的濃度為以亞硫酸銨重量除以溶液體積得到的；而純度是以溶液中的 亞硫酸銨重量除以溶液中全部溶質總重量得到的。 通過本發明的工藝得到的亞硫酸銨濃度和純度含量完全不需進一步加工處理，而
直接用於亞銨法製漿。這樣可以避免浪費更多的能源和原材料來生產高純度的亞硫酸銨。 根據前面所述的循環工藝，步驟(3)所述製漿過程中產生的汙冷凝水為製漿過程
中產生的黑液加熱濃縮時產生，黑液濃縮後產生的濃黑液用於製備化肥。 在造紙中亞銨法制槳中會產生大量的黑液，通常這種高汙染的黑液都進行焚燒處
理或加入化學製劑中和處理後直接排放，這種做法只能稍微減小黑液對環境的汙染，而不能完全消除這種汙染。我們將這種黑液進行加熱濃縮，加熱過程產生的冷凝水吸收了加熱 過程中揮發出來的氨氣，形成所述汙冷凝水。這種含有氨的汙冷凝水在調節濃度後又可以 用於吸收煙氣，而濃縮後的濃黑液由於富含有機成分，經過簡單加工後即可製備化肥。這樣 加工幾乎不會產生排放的汙染物，合理的利用了工業廢棄物。 根據前面所述的循環工藝，步驟(1)所述將煙氣用氨水脫硫由下面步驟組成
(A)將煙氣除塵後經引風機進入脫硫塔中，噴入氨水吸收煙氣中的二氧化硫，脫硫 塔中的氨水和亞硫酸銨、亞硫酸氫銨的混合溶液通過一層或多層噴淋裝置對煙氣進行循環 噴淋，所述脫硫塔上部還有一清水噴淋裝置；所述脫硫塔中還有一 PH檢測裝置，通過控制 氨水加入量來調節脫硫塔中亞硫酸銨混合溶液pH為7. 2 8. 2，優選pH為7. 5 ;
(B)將得到的亞硫酸銨混合溶液進行沉澱、過濾得到純淨的亞硫酸銨溶液。
煙氣進入脫硫塔中，通過管路將廢氨水罐中的氨水噴入吸收煙氣中的二氧化硫， 脫硫塔底部集液池中為過量的氨水和亞硫酸銨、亞硫酸氫銨的混合溶液，混合溶液通過泵 打到塔中部，並通過多層噴淋對上升的煙氣進行循環噴淋，從而對殘留的二氧化硫進行吸 收，然後回到塔底的集液池。 在步驟(A)過程將亞硫酸銨、亞硫酸氫銨和氨水的混合溶液反覆噴淋對煙氣中二 氧化硫反覆吸收，可以對煙氣中二氧化硫進行較為徹底的吸收。 在脫硫塔中二氧化硫和氨水生成亞硫酸氫銨和亞硫酸銨，集液池中的亞硫酸氫 銨、亞硫酸銨和氨水的混合溶液被泵達到塔中部，並通過噴淋裝置噴出，其中的亞硫酸銨吸 收了煙氣中的二氧化硫生成亞硫酸氫銨，並回到集液池，亞硫酸氫銨再同過量氨水反應生 成亞硫酸銨。混合液反覆循環對脫硫塔中的二氧化硫進行吸收。脫硫塔中發生如下化學反 應 S02+2NH3+H20 = (NH4) 2S03
S02+ (NH4) 2S03+H20 = 2NH4HS03
NH3+NH4HS03 = (NH4) 2S03
2NH3+S02+2H20 = (NH4)2S03 H20 前面所述的集液池可以是脫硫塔的一部分並設置在脫硫塔的底部；也可以單獨設
置在脫硫塔外面，並用管道同脫硫塔相連接，而脫硫塔底部還有一部分液相空間，其為亞硫
酸銨、亞硫酸氫銨、氨水的混合溶液，也就是說脫硫塔底部的液相空間同集液池中的液體成
分是相同的。當然，只要能夠最終獲得亞硫酸銨，還可以採用其它方式來收集亞硫酸銨溶
液。這對於本領域普通技術人員而言是顯而易見的，無需作出創造性勞動。 得到的亞硫酸銨混合溶液通過泵打入亞硫酸銨罐中，經過沉澱、過濾淨化後得到
純淨的亞硫酸銨溶液，並放置於淨亞硫酸銨存儲罐。 此外，塔中還可加入PVC填料，以進一步增強其吸收效果。填料形狀可以是球狀或
片狀。這種填料具有耐高溫，耐腐蝕，比表面積大，阻力小、通氣率高等特性。 除了上述脫硫塔中的吸收工藝外，任何其它現有技術的脫硫塔也可以用於本發
明，也就是說本發明循環工藝的實現不受脫硫塔本身結構的限制。 根據前面所述的循環工藝，優選的是，步驟(A)所述排出的煙氣還經過一個氨吸
收塔，用淨水吸收煙氣中殘餘的氨氣，形成稀氨水，調節濃度後循環用於吸收煙氣。 現有技術中氨氣的吸收都設置在脫硫塔頂端，且這部分高度很小，這樣吸收效果非常差，仍有大量氨氣被排到大氣中。而本發明採用了單獨的吸收塔，則將煙氣中的氨基本 吸收完全。而得到的氨水經過調節濃度後可循環利用，用於吸收煙氣。 根據前面所述的循環工藝，優選的是，步驟(A)所述多層噴淋為三層噴淋；脫硫塔 中溫度為65 120°C ;壓力為壓力為100 110kpa，優選為106. 4kpa ;脫硫塔煙氣進出口 相對壓力為1000 ；3000Pa，優選為l500 加OOPa。 所述脫硫塔煙氣進出口相對壓力為進出口的壓力差，通過對壓力進行調整，可以 在最經濟的前提下使得對二氧化硫的吸收達到最佳效率。 根據前面所述的循環工藝，優選所述氨水濃度為0. 8 11%，其中更優選為1 3%。 根據前面所述的循環工藝，步驟(3)所述亞銨法製漿工藝為現有技術中常規的亞 銨法蒸煮或者採用本發明所述的亞銨法蒸煮。本發明所述的亞銨法蒸煮可在間歇式球型蒸 煮器、連續蒸煮器或立式蒸煮鍋中進行，具體如下
1)在間歇式球型蒸煮器或連續蒸煮器中
所述的亞銨法蒸煮為 ①在用於製漿的秸稈原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的 9_13%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0 8%，液比為1 : 2 4; ②通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度165 173°C ，升溫、小放氣、保溫全程時間
160 210分鐘; 2)在立式蒸煮鍋中 所述的亞銨法蒸煮為 將用於製漿的秸稈原料由溫度為120 14(TC的熱黑液通過裝鍋器裝入蒸煮鍋 中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，往蒸煮鍋中補充溫度為130 16(TC蒸煮藥劑，同時排出鍋內的 空氣並升壓至0. 6 0. 75MPa，開啟系統的蒸煮液加熱循環泵和列管加熱器為蒸煮液升溫 至156 173t:，升溫、保溫和置換為180 220分鐘，最後用泵放將槳送到噴放鍋；所述的 蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9 15%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量 的0 8%，液比為1 : 6 10。 針對禾草類植物纖維這種特殊的製漿原料，在本發明的方法中，對化學蒸煮藥液 進行了嚴格的控制，將其濃度降低，減少對製漿所需要成分如纖維素、半纖維素的降解和損 傷。同時，在高溫蒸煮的過程中，本發明的方法中採用儘可能減少保溫時間的方法，使得禾 草類植物處於高溫的時間縮短，因而減少了禾草類植物原料中纖維素和半纖維素的降解。 因此，本發明的蒸煮方法與現有技術蒸煮方法相比，在很大程度上保護了禾草類植物原料 中製漿所需的成分，同時大大縮短了保溫時間，大大減少了能耗，而且製漿得率得到了很大 的提高，達到了 50-68%，因而大大提高了生產效率。同時，本發明所述的高硬度漿可以作為
製備漂白化學漿的原料，由於蒸煮時所用的藥液的濃度降低，而且蒸煮和保溫的時間也大 大縮短，因而在最大限度上減少了紙漿中所需要的纖維素和半纖維素的損失和降解，紙漿 的得率和強度都得到了提高。 根據前面所述的循環工藝，步驟(3)所述製漿過程中產生的汙冷凝水為製漿過程 中產生的黑液濃縮時產生，黑液濃縮後產生的濃黑液用於製備化肥。
本發明所述工藝有如下優勢
(1)工業汙染物排放少，汙染物機會全部在內部循環中消耗掉並生成具有經濟價 值的產品。 (2)實現了資源的循環再利用，具有極高的經濟價值。
(3)採用改進的煙氣吸收系統，二氧化硫吸收效率高。


圖1為本發明循環流程圖。
具體實施例方式
下面的實施例將對本發明作更具體的解釋，但本發明並不僅僅局限於這些實施 例，同樣這些實施例也不以任何方式限制本發明。
實施例1 煙氣首先經過靜電除塵設備進行除塵，除塵後的煙氣經過引風機加壓後，引風機 煙氣進入量為310800mVh，首先進入文丘裡管，廢氨水罐與文丘裡管相連接，在文丘裡管中 噴入1 3%的氨水對煙氣中的二氧化硫進行吸收得到亞硫酸氫銨混合液。並通過pH檢測 裝置和二氧化硫檢測裝置調節氨水噴入量來控制N/S物質量比為39 : 64。
從文丘裡管出來的煙氣混合液進入脫硫塔底的集液池中，噴入過量的氨水同亞硫 酸氫銨進行反應生成亞硫酸銨。集液池中形成亞硫酸氫銨、亞硫酸銨的氨水混合液，用泵將 此混合液打到塔的高處，並通過塔中部的三層噴淋裝置向下噴出，同向上的煙氣均勻混合， 從而吸收煙氣中殘留的二氧化硫。混合液中的亞硫酸氫銨同二氧化硫反應得到亞硫酸銨並 回到集液池中。如此反覆循環將煙氣中二氧化硫吸收完全。脫硫塔中溫度為65 90°C ; 壓力為106. 4kpa。脫硫塔煙氣進出口相對壓力為1500 2000Pa。 此外塔頂還有一清水噴淋裝置，用於吸收脫硫過程中逸出的氨氣，並回到集液池 中，加入到噴淋吸收二氧化硫的循環中。 在脫硫塔中有一 pH檢測裝置，當脫硫塔中pH達到7. 5時，即集液池中亞硫酸銨、 亞硫酸氫銨達到一個平衡狀態時，即放出進入亞硫酸銨罐。然後經過沉澱、過濾淨化後進入 淨化的亞硫酸銨儲罐，用於亞銨法製漿。經過沉澱、過濾淨化後得到的純淨亞硫酸銨溶液濃 度為25 35%，純度為85 99%。 在脫硫塔上部經過淨水吸收的廢氣從塔頂排出，然後經引風機進入一氨吸收塔 中，在氨吸收塔中使用淨水吸收廢氣中殘存的氨氣，形成稀氨水，進入氨水罐，調節氨水濃 度在1 3%。然後將調節過濃度的氨水通入到廢氨水罐中，循環使用吸收煙氣中的二氧化 硫。此外，廢氨水罐中還可以使用其他工業產成的廢氨水，調節濃度合格後進行廢氣吸收。 吸收後的廢氣排放，二氧化硫吸收率達到99. 5%。 利用前面產生的亞硫酸銨混合液進行亞銨法製漿，同時也可添加其他亞硫酸銨， 如購買的工業級亞硫酸銨或其他工業中得到的廢亞硫酸銨。亞銨法製漿可以參考現有技術 的任何亞銨法製漿工藝，亞銨法製漿產生的黑液進行蒸煮時產生了含有氨的汙冷凝水，或 者亞銨法製漿其他過程中產生的這種汙冷凝水，收集後進入汙冷凝水儲罐，調節氨濃度和 廢氨水一致，然後通入到廢氨水罐中用於煙氣吸收。或者將收集的汙冷凝水直接通入到廢 氨水罐中，在廢氨水罐中調節氨濃度在1 3%。
前面黑液蒸煮後產生的濃黑液用於製備化肥。 前面所述的亞銨法製漿工藝為現有技術中常規的亞銨法蒸煮，優選採用本發明所 述的亞銨法蒸煮。本發明所述的亞銨法蒸煮可在間歇式球型蒸煮器、連續蒸煮器或立式蒸 煮鍋中進行，具體如下 1)在間歇式球型蒸煮器或連續蒸煮器中
所述的亞銨法蒸煮為 ①在用於製漿的秸稈原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的
9 11%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0 4%，液比為1 : 2 4; ②通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度165 170°C ，升溫、小放氣、保溫全程時間
160 180分鐘; 2)在立式蒸煮鍋中 所述的亞銨法蒸煮為 將用於製漿的秸稈原料由溫度為120 13(TC的熱黑液通過裝鍋器裝入蒸煮鍋 中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，往蒸煮鍋中補充溫度為130 145t:蒸煮藥劑，同時排出鍋內的 空氣並升壓至0. 6 0. 65MPa，開啟系統的蒸煮液加熱循環泵和列管加熱器為蒸煮液升溫 至156 163t:，升溫、保溫和置換為180 200分鐘，最後用泵放將槳送到噴放鍋；所述的 蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9 12%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量 的0 4%，液比為1 : 6 10。
實施例2 煙氣首先經過過濾除塵設備進行除塵，除塵後的煙氣經過引風機加壓後，引風 機進煙氣進入量為200000 400000mVh，進入脫硫塔底的集液池中，噴入過量的濃度為 0. 8 11%氨水同亞硫酸氫銨進行反應生成亞硫酸銨。集液池中形成亞硫酸氫銨、亞硫酸 銨的氨水混合液，用泵將此混合液打到塔的高處，並通過塔中部的二層噴淋裝置向下噴出， 同向上的煙氣均勻混合，從而吸收煙氣中殘留的二氧化硫。混合液中的亞硫酸氫銨同二 氧化硫反應得到亞硫酸銨並回到集液池中。脫硫塔中溫度為90 120°C ;壓力為100 110kpa。脫硫塔煙氣進出口相對壓力為1000 3000Pa。 此外塔頂還有一清水噴淋裝置，用於吸收脫硫過程中逸出的氨氣，並回到集液池 中，加入到噴淋吸收二氧化硫的循環中。 在脫硫塔中有一 pH檢測裝置，當脫硫塔中pH達到7. 2 8. 2時，即集液池中亞硫 酸銨、亞硫酸氫銨達到一個平衡狀態時，即放出進入亞硫酸銨罐。然後經過沉澱、過濾淨化 後進入淨化的亞硫酸銨儲罐，用於亞銨法製漿。 在脫硫塔上部經過淨水吸收的廢氣從塔頂排出，然後經引風機進入一氨吸收塔 中，在氨吸收塔中使用淨水吸收廢氣中殘存的氨氣，形成稀氨水，進入氨水罐，調節氨水濃 度在0.S 11%。然後將調節過濃度的氨水通入到廢氨水罐中，循環使用吸收煙氣中的二 氧化硫。此外，廢氨水罐中還可以使用其他工業產成的廢氨水，調節濃度合格後進行廢氣吸 收。 利用前面產生的亞硫酸銨混合液進行亞銨法製漿，同時也可添加其他亞硫酸銨， 如購買的工業極亞硫酸銨或其他工業中得到的廢亞硫酸銨。亞銨法製漿可以參考現有技術 的任何亞銨法製漿工藝，亞銨法製漿產生的黑液進行蒸煮時產生了含有氨的汙冷凝水，或者亞銨法製漿其他過程中產生的這種汙冷凝水，收集後進入汙冷凝水儲罐，調節氨濃度和 廢氨水一致，然後通入到廢氨水罐中用於煙氣吸收。或者將收集的汙冷凝水直接通入到廢 氨水罐中，在廢氨水罐中調節氨濃度在0. 8 11 % 。 所述亞銨法製漿工藝為現有技術中常規的亞銨法蒸煮或者採用本發明所述的亞 銨法蒸煮。本發明所述的亞銨法蒸煮可在間歇式球型蒸煮器、連續蒸煮器或立式蒸煮鍋中 進行，具體如下 1)在間歇式球型蒸煮器或連續蒸煮器中
所述的亞銨法蒸煮為 ①在用於製漿的秸稈原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的 11_13%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的4 8%，液比為1 : 2 4; ②通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度170 173t:，升溫、小放氣、保溫全程時間
180 210分鐘； 2)在立式蒸煮鍋中 所述的亞銨法蒸煮為 將用於製漿的秸稈原料由溫度為130 14(TC的熱黑液通過裝鍋器裝入蒸煮鍋 中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，往蒸煮鍋中補充溫度為145 16(TC蒸煮藥劑，同時排出鍋內的 空氣並升壓至0. 65 0. 75MPa，開啟系統的蒸煮液加熱循環泵和列管加熱器為蒸煮液升溫 至163 173t:，升溫、保溫和置換為200 220分鐘，最後用泵放將槳送到噴放鍋；所述的 蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的12 15%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量 的4 8%，液比為1 : 6 10。
實施例3 煙氣首先經過靜電除塵設備進行除塵，除塵後的煙氣經過引風機加壓後，引風機 煙氣進入量為305000 400000mVh，首先進入文丘裡管，廢氨水罐與文丘裡管相連接，在文 丘裡管中噴入1 3%的氨水對煙氣中的二氧化硫進行吸收得到亞硫酸氫銨混合液。並通 過pH檢測裝置和二氧化硫檢測裝置控制N/S物質量比為35 : 70 45 : 60。
從文丘裡管出來的煙氣混合液進入脫硫塔底的集液池中，噴入過量的氨水同亞硫 酸氫銨進行反應生成亞硫酸銨。集液池中形成亞硫酸氫銨、亞硫酸銨的氨水混合液，用泵將 此混合液打到塔的高處，並通過塔中部的三層噴淋裝置向下噴出，同向上的煙氣均勻混合， 從而吸收煙氣中殘留的二氧化硫。混合液中的亞硫酸氫銨同二氧化硫反應得到亞硫酸銨並 回到集液池中。如此反覆循環將煙氣中二氧化硫吸收完全。脫硫塔中溫度為80 IO(TC ; 壓力為106. 4kpa。脫硫塔煙氣進出口相對壓力為1300 1800Pa。 此外塔頂還有一清水噴淋裝置，用於吸收脫硫過程中逸出的氨氣，並回到集液池 中，加入到噴淋吸收二氧化硫的循環中。 在脫硫塔中有一 pH檢測裝置，當脫硫塔中pH達到7. 6 8. 0時，即集液池中亞硫 酸銨、亞硫酸氫銨達到一個平衡狀態時，即放出進入亞硫酸銨罐。然後經過沉澱、過濾淨化 後進入淨化的亞硫酸銨儲罐，用於亞銨法製漿。經過沉澱、過濾淨化後得到的純淨亞硫酸銨 溶液濃度為28 32 % ，純度為85 90 % 。 在脫硫塔上部經過淨水吸收的廢氣從塔頂排出，然後經引風機進入一氨吸收塔 中，在氨吸收塔中使用淨水吸收廢氣中殘存的氨氣，形成稀氨水，進入氨水罐，調節氨水濃度在1 3%。然後將調節過濃度的氨水通入到廢氨水罐中，循環使用吸收煙氣中的二氧化 硫。此外，廢氨水罐中還可以使用其他工業產成的廢氨水，調節濃度合格後進行廢氣吸收。 吸收後的廢氣排放，二氧化硫吸收率達到99. 9% 。 利用前面產生的亞硫酸銨混合液進行亞銨法製漿，同時也可添加其他亞硫酸銨， 如購買的工業級亞硫酸銨或其他工業中得到的廢亞硫酸銨。亞銨法製漿可以參考現有技術 的任何亞銨法製漿工藝，亞銨法製漿產生的黑液進行蒸煮時產生了含有氨的汙冷凝水，或 者亞銨法製漿其他過程中產生的這種汙冷凝水，收集後進入汙冷凝水儲罐，調節氨濃度和 廢氨水一致，然後通入到廢氨水罐中用於煙氣吸收。或者將收集的汙冷凝水直接通入到廢 氨水罐中，在廢氨水罐中調節氨濃度在1 3%。
前面黑液蒸煮後產生的濃黑液用於製備化肥。 前面所述的亞銨法製漿工藝為現有技術中常規的亞銨法蒸煮，優選採用本發明所 述的亞銨法蒸煮。本發明所述的亞銨法蒸煮可在間歇式球型蒸煮器、連續蒸煮器或立式蒸 煮鍋中進行，具體如下 1)在間歇式球型蒸煮器或連續蒸煮器中
所述的亞銨法蒸煮為 ①在用於製漿的秸稈原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的
9 11%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0 4%，液比為1 : 2 4; ②通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度165 17(TC，升溫、小放氣、保溫全程時間
160 180分鐘; 2)在立式蒸煮鍋中 所述的亞銨法蒸煮為 將用於製漿的秸稈原料由溫度為120 13(TC的熱黑液通過裝鍋器裝入蒸煮鍋 中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，往蒸煮鍋中補充溫度為130 145t:蒸煮藥劑，同時排出鍋內的 空氣並升壓至0. 6 0. 65MPa，開啟系統的蒸煮液加熱循環泵和列管加熱器為蒸煮液升溫 至156 163t:，升溫、保溫和置換為180 200分鐘，最後用泵放將槳送到噴放鍋；所述的 蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9 12%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量 的0 4%，液比為1 : 6 10。 上述為本發明用回收廢氨水吸收煙氣中二氧化硫生成亞硫酸銨，並用於造紙的制 漿蒸煮，製漿過程中產生的氨水又循環用於煙氣吸收的過程。但同時本發明又不限於造紙 領域，任何可能利用這種亞硫酸銨的工業生產均可參考本發明，尤其利用這種亞硫酸銨並 同時能夠產生含有氨的廢水的工業生產，都在本發明保護範圍之內。
權利要求
一種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝，包括如下步驟(1)將煙氣用氨水脫硫，所述煙氣為含硫煙氣；(2)脫硫後得到的亞硫酸銨混合溶液用於造紙中亞銨法製漿；(3)亞銨法製漿過程中產生的含有氨的汙冷凝水循環用於步驟(1)對煙氣進行脫硫。
2. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(1)所述脫硫為在脫硫塔前設置一引風機，所述引風機進煙氣進入量為200000 400000mVh，優選為305000 400000m3/h，更優選為310800m3/h。
3. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(1)所述脫硫為在脫硫塔前還設置一連接在脫硫塔下部的文丘裡管，所述文丘裡管中設置噴淋裝置，使得煙氣首先在文丘裡管中同氨水進行充分混合，然後混合溶液同煙氣再進入脫硫塔中。
4. 根據權利要求3所述的循環工藝，其特徵在於，在文丘裡管中設置pH檢測裝置和二氧化硫檢測裝置，噴入氨水控制文丘裡管中N/S物質量比為35 : 70 45 : 60，優選為39 : 64。
5. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(2)所述亞硫酸銨溶液濃度為25 35%，純度為85 99%。
6. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(3)所述製漿過程中產生的汙冷凝水為製漿過程中產生的黑液加熱濃縮時產生，黑液濃縮後產生的濃黑液用於製備化肥。
7. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(1)所述將煙氣用氨水脫硫由下面步驟組成(A) 將煙氣除塵後經引風機進入脫硫塔中，噴入氨水吸收煙氣中的二氧化硫，脫硫塔中的氨水和亞硫酸銨、亞硫酸氫銨的混合溶液通過一層或多層噴淋裝置對煙氣進行循環噴淋，所述脫硫塔上部還有一清水噴淋裝置；所述脫硫塔中還有一 PH檢測裝置，通過控制氨水加入量來調節脫硫塔中亞硫酸銨混合溶液pH為7. 2 8. 2，優選pH為7. 5 ;(B) 將得到的亞硫酸銨混合溶液進行沉澱、過濾得到純淨的亞硫酸銨溶液。
8. 根據權利要求7所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(A)所述煙氣經脫硫在脫硫塔頂部排出後，還經過一個氨吸收塔，用淨水吸收煙氣中殘餘的氨氣，形成稀氨水，調節濃度後循環用於吸收煙氣。
9. 根據權利要求7所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(A)所述多層噴淋為三層噴淋；脫硫塔中溫度為65-120°C ;壓力為100 110kpa，優選為106. 4kpa ;脫硫塔煙氣進出口相對壓力為1000 ；3000Pa，優選為l500 加00Pa。
10. 根據權利要求1 9任意一項所述的循環工藝，其特徵在於，所述氨水濃度為`0. 8 11%，優選為1 3%。
11. 根據權利要求l所述的循環工藝，其特徵在於，步驟(3)所述亞銨法製漿工藝為現有技術中常規的亞銨法蒸煮或者採用本發明所述的亞銨法蒸煮，所述的亞銨法蒸煮可在間歇式球型蒸煮器、連續蒸煮器或立式蒸煮鍋中進行，具體如下1)在間歇式球型蒸煮器或連續蒸煮器中所述的亞銨法蒸煮為①在用於製漿的秸稈原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9-13%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0 8%，液比為1 : 2 4;②通入蒸汽進行加熱，加熱升溫至溫度165 173t:，升溫、小放氣、保溫全程時間160 210分鐘;2)在立式蒸煮鍋中所述的亞銨法蒸煮為將用於製漿的秸稈原料由溫度為120 14(TC的熱黑液通過裝鍋器裝入蒸煮鍋中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，往蒸煮鍋中補充溫度為130 16(TC蒸煮藥劑，同時排出鍋內的空氣並升壓至O. 6 0. 75MPa，開啟系統的蒸煮液加熱循環泵和列管加熱器為蒸煮液升溫至156 173t:，升溫、保溫和置換為180 220分鐘，最後用泵放將漿送到噴放鍋；所述的蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9 15%，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0 8%，液比為1 : 6 10。
全文摘要
本發明涉及一種利用含硫煙氣吸收物進行亞銨法製漿的循環工藝，包括如下步驟(1)將煙氣用氨水脫硫，所述煙氣為含硫煙氣；(2)脫硫後得到的亞硫酸混合溶液用於造紙中亞銨法製漿；(3)亞銨法製漿過程中產生的含有氨的汙冷凝水循環用於步驟(1)對煙氣進行脫硫。本發明採用了高效的煙氣吸收系統，將得到亞硫酸銨用於造紙工業的亞銨法製漿，而製漿產生的汙冷凝水又用於吸收煙氣的二氧化硫。本發明方案不但將環境汙染降低到了最低限度，而且對資源實現了循環利用。本發明尤其適合於有自備電廠的造紙廠使用。
文檔編號D21C3/14GK101760975SQ20081017152
公開日2010年6月30日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者丁志鋼, 宋明信, 李曉光, 李洪法, 李玉林, 楊吉慧, 程磊, 賈明昊, 郭良進 申請人:山東泉林紙業有限責任公司