[發明專利]燒結、球團及爐窯煙氣氨法脫硫后產物硫酸銨溶液提純裝置及方法

有效

• 申請號: 200910062969.0
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101597070A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 朱俊杰;孫曉;羅萬鋼;馮斌;李寧;游學明;張伏生;劉程;金鑫;劉科勤;叢元元
• 申請（專利權）人: 中鋼集團天澄環保科技股份有限公司
• 主分類號: C01C1/24
• 分類號: C01C1/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及一種冶金工業燒結、球團及爐窯工藝中產生的煙氣用氨法脫硫后產物硫酸銨溶液提純的裝置及方法。

背景技術

20世紀90年代以來，中國鋼鐵工業得到快速發展，中國已連續13年粗鋼產量居世界第一位。隨著中國國民經濟的高速增長，鋼鐵工業在相當長一段時期內仍將持續發展，但由于在鋼鐵冶煉生產過程中會消耗大量的燃料和礦石，產生大量的大氣污染物，對環境的負荷不斷加重，這已成為制約鋼鐵工業可持續發展的瓶頸之一。目前，鋼鐵行業的SO₂等大氣污染物排放量已占全國各行業排放量的11％左右，僅次于電力行業，居第2位。其中球團、燒結工藝過程產生的粉塵、SO₂、CO₂等污染排放量占鋼鐵行業年排放量的40％～60％。因此，對燒結、球團及冶金爐窯煙氣進行SO₂等污染物排放治理將對冶金行業的可持續發展及改善生態環境具有重要的意義。

當前國內燒結、球團及爐窯煙氣治理呈現多種技術并存的局面，主要有氨-硫酸銨法、石灰石-石膏法、循環流化床法、離子液法等。其中氨法脫硫技術工藝流程中，脫硫后產物為硫酸銨化肥，其運行費用可通過后產物銷售大幅度降低，特別適合冶金行業循環經濟發展之路。

目前國內外使用的氨法技術主要有以下技術路線：

(1)Walther氨法工藝

濕法氨水脫硫工藝最早是由克盧伯(krupp?kroppers)公司開發于七八十年代的氨法Walther工藝。除塵后的煙氣先經過熱交換器，從上方進入洗滌塔，與氨氣(25％)并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔內循環噴淋煙氣。煙氣則經除霧器后進入一座高效洗滌塔，將殘存的鹽溶液洗滌出來，最后經熱交換器加熱后的清潔煙氣排入煙囪。

(2)AMASOX氨法工藝

傳統的氨法工藝遇到的主要問題之一是凈化后的煙氣中存在氣溶膠問題沒得到解決。能捷斯-比曉夫公司對傳統氨法進行了改造和完善為AMASOX法。主要改進是將傳統的多塔改為結構緊湊的單塔、并在塔內安置濕式電除霧器解決氣溶膠問題。

(3)GE氨法工藝

90年代，美國的GE公司也開發了氨法工藝，該工藝流程為：除塵后的煙氣從電廠鍋爐后引出，經換熱器后，進入冷卻裝置高壓噴淋水霧降溫、除塵(去除殘存的煙塵)，冷卻到接近飽和和露點溫度的潔凈煙氣再進入到吸收洗滌塔內。吸收塔內布置有兩段吸收洗滌層，使洗滌液和煙氣得以充分的混和接觸，脫硫后的煙氣經塔內的濕式電除塵器除霧后，再進入換熱器升溫，達到排放標準后經煙囪排入大氣。脫硫后含有硫酸銨的洗滌液經結晶系統形成后產物硫酸銨。

(4)NKK氨法

NKK氨法是日本鋼管公司開發的工藝。該吸收塔具有一定的特點，分三段。從下往上，下段是預洗滌除塵和冷激降溫，在這一段，沒有吸收劑的加入。中段是第一吸收段，吸收劑從此段加入。上段作為第二吸收段，但是不加吸收劑，只加工藝水。吸收處理后的煙氣經加熱器升溫后排向煙囪。亞硫銨氧化在單獨的氧化反應器中進行。需要的氧由壓縮空氣補充，氧化剩余氣體排向吸收塔。

上述多種氨法脫硫工藝在冶金行業應用時，由于燒結、球團及爐窯煙氣中含有較多的鐵(主要以三價為主)、銅、錳、鋅、汞、鉻、鉛、鋁等金屬成分及粉塵，直接導致后產物硫酸銨品質較低。

目前國內外氨法脫硫技術在去除上述成分時，多沿用電力行業脫硫方法，以過濾器或離心機等單一物理過濾方式為主，不能根本解決硫酸銨品質問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有燒結、球團、爐窯煙氣采用氨法脫硫后產物硫酸銨品質低的問題，提供一種硫酸銨溶液提純裝置及方法，將硫酸銨溶液中的金屬及粉塵等雜質分離出來，使冶金行業燒結及球團煙氣氨法脫硫后產物硫酸銨品質達到國家硫酸銨標準《GB535-1995》中合格品以上的要求。

本發明目的通過下述技術解決方案實現：