[發明專利]冷熱態出料的濕式氨法脫硫濃縮工藝

有效

• 申請號: 201110146594.3
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102205204A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 何仁初;萬皓;袁義;顧曉婧;范向東
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50;C01C1/24
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及資源環境技術領域，具體的講就是一種冷熱態出料的濕式氨法脫硫濃縮工藝。

背景技術

目前我國脫硫裝置基本上以石灰石—石膏法為主，一是因為脫硫劑石灰石來源豐富且價格便宜，另外石灰石—石膏法技術在國外相當成熟且公開，獲取容易。但是這個技術的設備易結垢阻塞、系統復雜、投資多、占地面積大、產生二次污染、運行費用高等問題也日益顯現。濕式氨法脫硫技術在脫除煙氣中的二氧化硫時，不產生二氧化碳(鈣法每脫除1噸二氧化硫的同時產生0.7噸二氧化碳)，不產生任何廢水、廢液和廢渣。另外，氨法技術脫硫的同時具有脫硝能力。

由于這些優勢使得氨法煙氣脫硫技術發展迅速，取得了較多的工業應用，得到了各方面的認可，其技術水平、環境效益和經濟效益等也通過了相關部門的鑒定，是一種成熟、先進的脫硫工藝。氨法煙氣脫硫工藝路線由各工序的不同選擇而組合成許多變化。煙氣動力分有：設置脫硫增壓風機、引風機改造。塔型有單塔和多塔之分。副產物結晶有塔內結晶與塔外結晶之分。塔外結晶又分為一效與多效（一般為二效或三效）。還有吸收劑、副產物的不同等等。

目前以副產硫酸銨工藝流程為主，一般流程是：鍋爐引風機來的原煙氣直接進吸收塔（或通過脫硫系統增壓風機增壓后進吸收塔），加氨后的吸收液循環吸收煙氣中的SO₂，生成亞硫酸（氫）銨，脫硫后的煙氣成為凈煙氣按符合要求的方式排放。吸收生成的亞硫酸（氫）銨在吸收塔的氧化池（或單獨的氧化設備）中用氧化風機來的空氣氧化成硫酸銨。生成的硫酸銨可利用原煙氣的熱量在吸收塔內進行蒸發形成結晶，或將硫酸銨溶液送專門的蒸發結晶系統用蒸汽的熱量進行蒸發形成結晶。含結晶的漿液經固液分離、干燥、包裝得成品硫酸銨。

這一流程在實際工程應用中存在很多問題：(一)?吸收、氧化和濃縮均在塔內進行，很難同時控制氧化率、吸收效果、pH值和晶體生成；(二)?原煙氣溫度一般高達120℃以上，直接吸收效果很差，因為吸收后的主產物亞硫酸銨的分解溫度大致在50℃～60℃，亞硫酸銨將會再次分解，影響脫硫效果；(三)?煙氣溫度過高吸收劑氨水也會受熱分解，導致氨逃逸的發生，而且還會損壞除霧器；(四)?由于脫硫過程受很多因素影響，比如鍋爐負荷、煤質以及吸收劑pH值等，采用一種出料方式，如果生成晶體很少，采用冷態出料將無法獲得硫酸銨產品，并會增加塔內負荷；如果晶體較多，采用熱態出料，就會增加能量消耗，甚至可能堵塞管路，無法正常運行；(五)?因為塔底溶液吸收、氧化和濃縮均在塔內進行，溶液始終為硫酸銨、硫酸氫銨、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨等組分的混合物，很難控制漿液出塔得到的副產品質量?？梢娺@一流程雖然達到了一定的脫硫效果，但是很難甚至無法獲得優質的硫酸銨副產品，造成資源的浪費。

如果能夠在吸收、氧化和濃縮分開進行的基礎上，同時把冷態出料、熱態出料兩種方式同時應用，這樣可以很好的控制好吸收效果、氧化效果以及連續出料，就可以根據濃縮后的漿液結晶情況以及煙氣量的變化情況，選擇塔內結晶和塔外結晶兩種方式回收硫酸銨副產品，既有利于控制好副產品的質量并保證脫硫裝置平穩運行，又可以最大限度的利用好原煙氣熱量，保證較好的脫硫效果，同時達到環保和節能降耗的雙重目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種可冷熱態出料的濕式氨法脫硫濃縮工藝及其控制方法。在吸收、氧化和濃縮過程分段進行的基礎上，通過調節氧化液的pH值控制好濃縮液的HSO₄^－和SO₄^－濃度，保證硫酸銨副產品的質量，同時根據固含量以及漿液密度變化選擇冷熱態出料方式和出料量，這樣硫酸銨晶體的生成可在塔內和塔外同時進行，非常容易控制，原煙氣熱量回收在濃縮段進行，換熱更充分，并將此方案成功應用到了一個具體的大型氨法脫硫工藝中。

本發明的技術方案為：通過氣液分離隔板將脫硫塔分為濃縮和吸收兩個部分，原煙氣先進入脫硫塔內濃縮段與來自塔底的循環硫酸銨飽和溶液在噴淋區高速混合，原煙氣被洗滌增濕降溫，經過氣液分離結構后原煙氣與飽和硫酸銨溶液分離，降溫后的煙氣進入脫硫塔吸收段，飽和硫酸銨溶液被不斷濃縮，并有部分結晶體生成，濃縮段通過攪拌機不斷攪拌，防止結晶體在塔內生長過快結晶而導致無法輸送，將濃縮液控制在一定的pH值和密度范圍，固含量較高時采取冷態出料，固含量較低時采取熱態出料，固含量在合適范圍時可采用冷、熱態兩種出料方式將漿液排出脫硫塔進入后續裝置進行加工處理，生產出優質的硫酸銨副產品。

上述可冷熱態出料的濕式氨法脫硫濃縮工藝，其特征在于：