一種氨法煙氣脫硫系統和方法與流程
2023-11-10 06:01:57
本發明屬於化工和環保技術領域，尤其是涉及一種氨法煙氣脫硫系統和方法。
背景技術：
鍋爐和鋼鐵燒結廠等煙道氣中含有的酸性氣態有害物質，尤其其中的so2，是形成酸雨的主要來源。眾所周知，一種解決酸雨汙染的有效辦法就是煙氣脫硫。
以氨為脫硫劑的氨法脫硫技術，其副產品是一種肥效很高的硫酸銨化肥，可實現煙氣中so2的資源化回收。但是，煙氣中除了氣態汙染物外，還含有較多的固態粉塵。另外，氨法脫硫為溼法脫硫，所採用的工藝水中大多會含有各種金屬鹽，比如鈣、鎂、鐵、鋁的碳酸或硫酸鹽，在脫硫溶液中會成為雜質鹽，由於硫酸根濃度增加產生的鹽效應，這些鹽也會析出變為固體雜質。這些固體雜質通常會吸附在硫銨的晶核或小晶體的表面，汙染晶體表面，阻斷新的硫銨溶質分子從溶液傳遞到晶體表面，從而阻止了晶體的生長和持續長大，產生大量的細晶，既影響了過濾，甚至導致離心機無法過濾，使生產中斷，也影響了硫銨產品的質量，還影響到後續的生產操作，包括包裝袋都無法正常包裝。
專利200910177141，專利201210581015公布了高含塵煙氣的氨法脫硫除塵系統，進除塵系統的硫銨溶液為硫銨提取以後的漿液，為後脫技術。後脫技術是從硫銨提取後的濾液或稀液中脫出殘塵或殘渣。這個技術的問題是，在硫銨形成晶核，和晶體生長的過程當中，由於塵或渣的持續存在，仍然會吸附在小晶體或細晶體的表面，汙染晶體表面，阻斷新的溶質分子從溶液傳遞到晶體表面，從而阻止了晶體的生長和持續長大，難以解決產生大量細晶的問題。另一方面，由於硫銨提取過程中採用的是離心機，有細顆粒的硫銨結晶體會透過濾網進入母液，如果從母液槽抽取用來除塵的漿液，直接進過濾器，就會有較多的硫銨晶體被除塵器濾出，容易堵塞過濾器，同時導致較多的硫銨損失。專利201120290949和專利201210081856公布了氨法脫硫的除塵系統，為先除塵後硫銨提取技術，主要適合於採用蒸髮結晶的方式提取硫銨的情況，因為經過過濾後，溶液為清液，沒有晶體硫銨，只有採用蒸髮結晶的方法提取硫銨，設備投資較大，且蒸汽和電耗較高，經濟性較差。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種氨法煙氣脫硫系統和方法。原煙氣在脫硫裝置除去so2，產生的硫銨漿液分別經漿液除塵裝置除去金屬和其他雜質，經硫銨提取裝置得到高質量的副產物硫銨化肥，實現煙氣中so2的資源化回收。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種氨法煙氣脫硫系統，其特徵在於，包括脫硫裝置，漿液除塵裝置和硫銨提取裝置，所述脫硫裝置和漿液除塵裝置通過含塵漿液輸送管線和清液回流管線構成除塵迴路，所述脫硫裝置和硫銨提取裝置通過硫銨漿液輸送管線和母液回流管線構成硫銨提取迴路。
所述的漿液除塵裝置包括沉降槽，過濾機和清液槽，所述脫硫裝置通過所述含塵漿液輸送管線連接到所述沉降槽的進口，所述沉降槽設有位於上部的清液出口和位於下部或底部的泥漿出口，所述清液出口通過沉降清液管線與所述清液槽的進口相連，所述泥漿出口通過泥漿管線與所述過濾機的進口相連，所述過濾機的清液出口通過過濾清液管線與所述清液槽的進口相連，所述清液槽的出口通過所述清液回流管線與所述脫硫裝置相連，所述泥漿管線上連接有泥漿輸送泵，所述清液回流管線上連接有清液輸送泵。
所述的沉降槽內設有斜管或斜板，所述的過濾機中設有濾布。
所述的沉降槽或所述含塵漿液輸送管線上連接有補氨管線。
所述的沉降槽或所述含塵漿液輸送管線上連接有補水管線。
所述的沉降槽和所述泥漿輸送泵之間還連接有泥漿槽。
所述的脫硫裝置包括有濃縮結晶段和二氧化硫吸收氧化段，所述濃縮結晶段有濃縮噴淋層和硫銨結晶池，之間連接有濃縮循環泵，所述二氧化硫吸收氧化段包括有吸收噴淋層和氧化池，之間連接有吸收循環泵；所述硫銨提取裝置包括有漿液濃密設備，離心分離設備，硫銨乾燥設備和硫銨包裝設備。
採用上述氨法煙氣脫硫系統進行煙氣脫硫的方法，其特徵在於，包括以下步驟：
1.煙氣脫硫：原煙氣被送入所述脫硫裝置，依次經過濃縮噴淋層和吸收噴淋層，與加入的原料氨和工藝水反應得到亞硫銨，與加入的氧化空氣在氧化池中反應得到硫酸銨水溶液，該硫酸銨水溶液進入濃縮結晶段，在硫銨結晶池得到含有硫銨晶體的硫銨漿液，同時，原煙氣和工藝水中的雜質也存在於硫銨漿液中，所述氧化池的漿液密度小於1.20g/cm3，且ph小於6.0，所述硫銨結晶池的漿液密度大於1.25g/cm3，且ph小於5.0，經過所述脫硫裝置後，原煙氣變為淨煙氣；
2.硫銨漿液調質：由步驟得到的含塵的硫銨漿液經過所述含塵漿液管線輸送到漿液除塵裝置，進入所述沉降槽，與由所述補氨管線加入的氨，和由所述補水管線加入的水混合調質，調節ph值和密度，漿液中的細微顆粒長大，絮凝團聚，並沉降，成為泥漿；
3.沉降分離：由步驟得到的泥漿位於所述沉降槽的底部，或由底部出口進入所述泥漿槽，所述沉降槽的上部出口溢流出清液，由所述沉降清液管線進入所述清液槽；
4.過濾：從所述泥漿槽，或所述沉降槽的底部排出的泥漿由泥漿輸送泵輸送到所述過濾機，過濾得到清液和廢渣，其中清液由過濾清液管線進入所述清液槽，再由清液輸送泵返回到所述脫硫裝置；
5.硫銨提取：將脫硫裝置的結晶池得到的硫銨漿液，經由硫銨漿液輸送管線，泵送到所述硫銨提取裝置，依次經過漿液濃密設備，離心分離設備，硫銨乾燥設備和硫銨包裝設備得到晶體硫銨。
步驟(2)中所述ph在6.0-8.0之間，所述密度在1.10-1.25之間；
步驟(2)所得泥漿中的含固量大於2.0％。
步驟(2)中所述ph優選在6.5-7.5之間，所述密度優選在1.15-1.20之間；
步驟(2)所得泥漿中的含固量優選大於10％。
與現有技術相比，本發明採用除塵迴路和硫銨提取迴路，實現硫銨漿液中的金屬和其他雜質同步連續取出，不會在漿液中積累，有助於硫銨晶體的長大，提高產品質量和生產效率。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程簡圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
某廠有2臺260t/hr的蒸汽鍋爐，煙氣排放總量為66萬nm3/hr，so2含量為2000mg/nm3，塵含量為50mg/nm3，溫度140℃，應用如圖1所示氨法煙氣脫硫系統，包括脫硫裝置100，漿液除塵裝置200和硫銨提取裝置300，脫硫裝置100和漿液除塵裝置200通過含塵漿液輸送管線11和清液回流管線12構成除塵迴路，脫硫裝置100和硫銨提取裝置300通過硫銨漿液輸送管線13和母液回流管線14構成硫銨提取迴路。其中，漿液除塵裝置200包括沉降槽201，過濾機203和清液槽204，脫硫裝置100通過含塵漿液輸送管線11連接到沉降槽201的進口，沉降槽201有位於上部的清液出口和位於底部的泥漿出口，清液出口通過沉降清液管線21與清液槽204的進口相連，泥漿出口通過泥漿管線22與過濾機203的進口相連，過濾機203的清液出口通過過濾清液管線24與清液槽204的進口相連，清液槽204的出口通過清液回流管線12與脫硫裝置100相連，泥漿管線22上連接有泥漿輸送泵205，清液回流管線12上連接有清液輸送泵206。沉降槽201中包括有斜管，過濾機203中包括有濾布。在沉降槽201上連接有補氨管線15和補水管線16。沉降槽210和泥漿輸送泵之間還連接有泥漿槽202。
脫硫裝置100包括有濃縮結晶段和二氧化硫吸收氧化段，濃縮結晶段有濃縮噴淋層和硫銨結晶池，之間連接有濃縮循環泵，二氧化硫吸收氧化段又包括有吸收噴淋層和氧化池，之間連接有吸收循環泵；硫銨提取裝置300包括有漿液濃密設備，離心分離設備，硫銨乾燥設備和硫銨包裝設備。
採用上述裝置進行氨法煙氣脫硫方法，包括以下步驟：
(1)煙氣脫硫：原煙氣被送入脫硫裝置100，依次經過濃縮噴淋層和吸收噴淋層，與加入的原料氨和工藝水反應得到亞硫銨，與加入的氧化空氣在氧化池中反應得到硫酸銨水溶液，硫酸銨水溶液進入濃縮結晶段，在硫銨結晶池得到含有硫銨晶體的硫銨漿液，同時，原煙氣和工藝水中的雜質也存在於硫銨漿液中，成為含塵硫銨漿液，氧化池的漿液密度小於1.05，且ph值5.3，硫銨結晶池的漿液密度大於1.265，且ph小於4.5，為含硫銨晶體的硫銨漿液，經過脫硫裝置100後，原煙氣變為淨煙氣；將所述硫銨漿液分為兩部分，一部分去所述漿液除塵裝置200，另一部分去所述硫銨提取裝置300；
(2)硫銨漿液調質：由步驟(1)得到的含塵且含有硫銨晶體的硫銨漿液的一部分經過含塵漿液管線11輸送到漿液除塵裝置200，進入沉降槽201，與由補氨管線15加入的氨，和由補水管線16加入的水混合調質，調節ph值至6.5，調節密度至1.15，漿液中的細微顆粒長大，絮凝團聚，並沉降，成為泥漿，泥漿中的含固量為5％。
(3)沉降分離：由步驟(2)得到的泥漿位於沉降槽201的底部，由底部出口進入泥漿槽202，沉降槽201的上部出口溢流出清液，由沉降清液管線21進入清液槽204；
(4)過濾：從泥漿槽202的底部，由泥漿輸送泵205將泥漿輸送到過濾機203，得到清液和廢渣，清液由過濾清液管線24進入清液槽204，再由清液輸送泵206返回到脫硫裝置100；
(5)硫銨提取：將所述含硫銨晶體的硫銨漿液從脫硫裝置100的結晶池，經由硫銨漿液輸送管線13，泵送到硫銨提取裝置300，依次經過漿液濃密設備，離心分離設備，硫銨乾燥設備和硫銨包裝設備得到晶體硫銨。
在本實施例中應用本發明所述的系統和方法，由脫硫裝置100排出的淨煙氣中二氧化硫含量達到30mg/nm3，每小時消耗氨0.69噸，耗工藝水32噸，每小時副產硫酸銨2.7噸，顆粒度在150-400微米之間，副產品硫銨化肥的幹基氮含量達到21％，游離酸含量小於0.2％。
實施例2
煙氣條件與實施例相同，應用本發明提供的一種氨法煙氣脫硫系統和方法處理煙氣。與實施例1不同的是，本例中為了便於管路布置和設備加工，將補氨管線15和補水管線16均連接在含塵漿液輸送管線11上。
實施例3
某電廠有一臺600mw燃煤機組，煙氣流量為200萬nm3/hr，煙氣so2含量為12000mg/nm3，含塵為30mg/nm3，溫度125℃，應用如圖1所示一種氨法煙氣脫硫系統處理煙氣。與實施例1不同的是，採取以下步驟：
(1)煙氣脫硫：原煙氣被送入脫硫裝置100，依次經過濃縮噴淋層和吸收噴淋層，與加入的原料氨和工藝水反應得到亞硫銨，與加入的氧化空氣在氧化池中反應得到硫酸銨水溶液，硫酸銨水溶液進入濃縮結晶段，在硫銨結晶池得到含有硫銨晶體的硫銨漿液，同時，原煙氣和工藝水中的雜質也存在於硫銨漿液中，氧化池的漿液密度1.19，且ph為5.86，硫銨結晶池的漿液密度1.27，且ph為3.8，經過脫硫裝置100後，原煙氣變為淨煙氣；將所述硫銨漿液分為兩部分，一部分去所述漿液除塵裝置200，另一部分去所述硫銨提取裝置300；
(2)硫銨漿液調質：由步驟(1)得到的含塵硫銨漿液經過含塵漿液管線11輸送到漿液除塵裝置200，進入沉降槽201，與由補氨管線15加入的氨，和由補水管線16加入的水混合調質，調節ph值至7.0，調節密度至1.18，漿液中的細微顆粒長大，絮凝團聚，並沉降，成為泥漿，泥漿中的含固量11.2％。
(3)沉降分離：由步驟(2)得到的泥漿位於沉降槽201的底部，由底部出口進入泥漿槽202，沉降槽201的上部出口溢流出清液，由沉降清液管線21進入清液槽204；
(4)過濾：從泥漿槽202的底部，由泥漿輸送泵205將泥漿輸送到過濾機203，得到清液和廢渣，清液由過濾清液管線24進入清液槽204，再由清液輸送泵206返回到脫硫裝置100；
(5)硫銨提取：將硫銨漿液從脫硫裝置100的結晶池，經由硫銨漿液輸送管線13，泵送到硫銨提取裝置300，依次經過漿液濃密設備，離心分離設備，硫銨乾燥設備和硫銨包裝設備得到晶體硫銨。
在本實施例中應用本發明所述的系統和方法，由脫硫裝置100排出的淨煙氣中二氧化硫含量達到34mg/nm3，每小時消耗氨12.62噸，耗工藝水82.2噸，每小時副產硫酸銨49.0噸，顆粒度在200-500微米之間，副產品硫銨化肥的幹基氮含量達到21.12％，游離酸含量0.1％。
以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。