[實用新型]具有指形空氣分布器的硫銨生產設備

無效

• 申請號: 200720151260.4
• 申請日: 2007-06-11
• 公開（公告）號: CN201092538Y
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 婁愛娟
• 申請（專利權）人: 婁愛娟
• 主分類號: C01C1/242
• 分類號: C01C1/242
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種生產硫銨的設備，具體涉及設備的氧化結晶段。

背景技術

以煤或石油為燃料的鍋爐或火力發電廠排放大量煙氣。這些煙氣含有SOx、NOx、HCl和HF等有害物質，其中SOx是形成酸雨的主要物質。隨燃燒煤種的不同，SO₂含量通常在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm³)之間。但是，煙氣量十分巨大，以燃煤鍋爐而論，蒸汽規模從35T/h到2500T/h，發電機組容量6MW到1000MW，煙氣量由5萬Nm³/h到250萬Nm³，SO₂排放量1000噸/年到100,000噸/年。由于SO₂是酸性氣體，采用堿性水溶液脫吸煙氣中的SOx，即煙氣脫硫(FGD)是有效的方法，具有廣泛的應用價值。

合成氨是堿性物質，作為脫硫劑，可以生產高肥效的硫酸銨化肥。這種方法稱為氨法脫硫技術。

中國是一個人口、糧食和化肥大國，化肥的產量折合為合成氨，相當于3500萬噸/年。以FGD技術可以解決2000萬噸SO₂/年計算，需要提供合成氨1000萬噸/年，占全國合成氨總需求量不到30％，同時可生產4000萬噸硫酸銨，產值近300億元。另外，碳銨或尿素僅含氮營養，而硫銨中同時含氮和硫營養。因此，硫銨是比碳銨和尿素更好的化肥，在中國具有巨大的市場前景。但是，我國，乃至世界范圍內，硫酸銨的產量都很低，基本上都是副產品，幾乎沒有專門生產硫酸銨化肥的工廠。因此，發展以煙氣脫硫為基礎的硫銨化肥產業，對于促進我國農業的發展具有重要意義。

氨法脫硫技術對應的三個步驟如下：

(1)SO₂吸收，表現為水溶液中的酸堿反應，首先生成亞硫酸銨，反應如下：

SO₂+H₂O+2NH₃＝(NH₄)₂SO₃(亞硫酸銨)

(2)亞硫酸銨氧化為硫酸銨，化學反應也在水溶液中發生，反應如下：

(NH₄)₂SO₃+1/2O₂＝(NH₄)₂SO₄(硫酸銨)

(3)硫酸銨結晶，水溶液中的硫酸銨濃度超過溶解度后，會結晶析出固體硫酸銨顆粒。結晶通常也被看作為一個化學反應，即：

(NH₄)₂SO₄(L，液體硫酸銨)＝(NH₄)₂SO₄(S，固體硫酸銨)。

由于氨易溶于水，其第一個步驟是很容易實現的，吸收效率很高，可達到99％以上。但是，由于銨鹽系統特有的一些性質，第二步的亞硫酸銨氧化為硫酸銨，和第三步的硫酸銨結晶表現了很多特殊性，致使目前的工業化技術很復雜，設備龐大，能耗高，很不經濟，難以得到有效的推廣。

亞硫酸銨氧化和其他亞硫酸鹽相比明顯不同，在于，隨著溶液中硫酸銨濃度的不斷積累，硫酸銨對亞硫酸銨的氧化產生強大的阻尼作用，即隨著硫銨濃度的增加，亞硫酸銨的氧化速度急劇降低，現有技術已經從硫酸銨會顯著阻礙O₂在水溶液中的溶解這個角度，闡述了這一獨特性質。當鹽濃度小于0.5mol/L(約5％(wt))時，亞硫銨氧化速率隨其濃度增加而增加，而當超過這個極限值時，氧化速率隨濃度增加而降低。

亞硫酸銨的氧化雖然表面上看與SO₂的吸收沒有關系，但是，如果亞硫酸銨氧化不充分，就會反過來抑制SO₂的吸收。因此，與其他脫硫方法，比如以石灰石為原料的鈣法和以氧化鎂為原料的鎂法不同的是，氨法的氧化過程與SO₂吸收過程同等重要。在鈣法和鎂法中，SO₂的吸收效率幾乎與亞硫酸鹽(亞硫酸鈣和亞硫酸鎂)的氧化過程無關。之所以在這兩種方法，尤其是石灰石-石膏法中要強調氧化，是因為要防止脫硫塔結垢堵塞，以及希望將其轉化為石膏后，脫硫副產品能得到利用。這也正是早期的鈣法沒有氧化部分的原因。