專利名稱：排煙脫硫裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及排煙脫硫裝置，具體說是涉及用氨吸收排煙中的二氧化硫，進而回收作為副產(chǎn)物硫酸銨(硫銨)的濕式氨脫硫裝置。
對于燃煤鍋爐而言，由于燃料中的氮、硫的燃燒而產(chǎn)生氮氧化物和氧化硫，并含在排出的排放氣中，這些氮氧化物NOx和氧化硫SOx(大部分為SO2)造成大氣污染，所以，在燃煤鍋爐裝置的排煙處理系統(tǒng)中，要設置用于去除氮氧化物的脫氮裝置，以及用于去除氧化硫的脫硫裝置。
在圖2中，概略地對燃煤鍋爐裝置的排煙處理系統(tǒng)加以說明。
從燃煤鍋爐1排出的廢氣，用脫氮裝置2去除氮氧化物。通過該脫氮裝置2后排出的排放氣，用空氣預熱器3，與燃燒用的空氣進行熱交換，加熱燃燒用的空氣，再經(jīng)過氣氣加熱器(熱回收器)4后通過電集塵器5，在經(jīng)過該電集塵器5的過程中除去煤塵等固體物質(zhì)。用抽風機6，把從該電集塵器5出來的排放氣送至脫硫裝置7。把用該脫硫裝置7去除了氧化硫后的排放氣，用氣氣加熱器(再加熱器)8進行加熱。把從該氣氣加熱器8出來的排放氣，用通風機9升壓，從煙囪10排入大氣。圖中，11是用于輸送燃燒用空氣的壓力通風機。還有，根據(jù)燃煤鍋爐裝置的規(guī)模，可以省略上述氣氣加熱器4和氣氣加熱器8，把來自脫硫裝置7的排放氣直接從煙囪10排出。
用氨作為上述脫硫裝置7的氧化硫吸收劑的場合，生成作為反應副產(chǎn)物的硫酸銨(硫銨)。
用圖3對上述原有的脫硫裝置7加以說明。
把來自上述電集塵器5的排放氣導至吸收塔12中，把吸收液15貯存在上述吸收塔12的下部。通過吸收液循環(huán)泵16把該吸收液15吸上來，并在上述吸收塔12內(nèi)散布。在采用上述吸收液循環(huán)泵16的吸收液的循環(huán)途中，與氨水供應管線17合流，經(jīng)過該氨水供應管線17，從氨水供應源18加以適當補充，以便上述吸收液15的氨濃度維持在預定的范圍內(nèi)。
在上述吸收塔12內(nèi)散布氨水，使排放氣中的SO2氣體和氨水進行氣液接觸，通過以下式表示的脫硫反應〔〕，從排放氣中吸收SO2氣體。在上述脫硫反應中生成的(NH4)2SO3(亞硫酸銨)，達到上述吸收液15中的濃度預定值以上時，把一部分循環(huán)的吸收液送入氧化塔20，貯存在該氧化塔20的下部。把氧化用的空氣21吹入貯存的亞硫酸銨濃縮液內(nèi)，通過氧化反應〔〕生成(NH4)2SO4(硫銨)。上述氧化塔20內(nèi)的反應后的剩余空氣返回到上述吸收塔12中，與排放氣一起從上述煙囪10排出。
溶解硫銨的硫銨溶液24，用輸送泵22從上述氧化塔20抽出，送入結(jié)晶罐25。在該結(jié)晶罐25中以蒸汽26作為熱源，把硫銨溶解液24的水分蒸發(fā)。通過蒸發(fā)，把液體中的硫銨濃度提高，使硫銨析出。把從上述結(jié)晶罐25抽出的硫銨淤漿，送到分離機27中，用該分離機27把固態(tài)硫銨28分離。把分離后的液體部分返回并通過管線29返回至上述結(jié)晶罐25中。
燃煤鍋爐1的燃料煤中含有微量的氯化氫(HCl)，在用氨水吸收二氧化硫時，生成氯化銨(氯銨，NH4Cl)。從上述硫銨溶解液24中析出硫銨，故氯銨濃度上升。析出的氯銨混入硫銨中時，則使硫銨的純度降低，使硫銨的商品價值下降。另外如上所述的分離機27分離出來的液體成分中所含的雜質(zhì)被濃縮，則對硫銨的晶體析出有不良影響，無法回收到優(yōu)質(zhì)的硫銨，這是個問題。
在待處理排放氣中含有少量的煤塵，根據(jù)使用的設備，有時煤塵含量大，通常在濕式氨脫硫裝置中，排放氣中的煤塵在上述吸收塔12的硫銨吸收過程中，捕集到吸收液中。當被捕集的煤塵不能事先有效地除去時，則混入上述固體硫銨28中，并成為硫銨純度降低的主要原因。
另外，在燃料中還含有微量的重金屬，而且在上述以往的實施例中，于體系內(nèi)被濃縮，并混入上述固體硫銨28中。而且，為了清除因結(jié)垢而殘留在體系內(nèi)的結(jié)垢，必須定期進行清掃等的維護操作。
本發(fā)明鑒于上述實際情況，把一部分分離液排至體系外，使其量減少，同時，提高硫銨的回收效率，降低硫銨的產(chǎn)品成本，進一步防止煤塵、重金屬混入硫銨，謀求硫銨制品價值的提高。
本發(fā)明涉及的排煙脫硫裝置，該裝置包括，在抽出硫銨溶解液的硫銨回收管線中，從上流側(cè)，順序地設置分離固體成分的過濾器、使硫銨析出的結(jié)晶罐、把析出來的硫銨加以分離的分離機，還設置把用該分離機分離過的分離液返回至上述結(jié)晶罐的返回管線，并且是將pH調(diào)整液供給上述過濾器的上流一側(cè)，并使上述分離液中的氯銨濃度低于復合溶解度地把一部分分離液排至體系之外；另外，本發(fā)明還涉及上述硫銨回收管線，從進行脫硫、氧化反應的氧化吸收塔抽出硫銨溶解液的排煙脫硫裝置；另外，本發(fā)明還涉及設置攪拌機，把氧化吸收塔中貯存的吸收液進行攪拌的排煙脫硫裝置；而且本發(fā)明還涉及用氨水作pH調(diào)整液，并供給到達到可以析出重金屬的pH值的硫銨溶解液中的排煙脫硫裝置。
由于是在溶解于分離液中的氯銨析出之前的濃度下，排出一部分分離液，所以，在回收得到的硫銨中不混入氨銨，而且，排出量很小，并且，可去除重金屬，所以，可把分離液作為高濃度的液體肥料使用。另外，把氧化吸收塔內(nèi)貯放的吸收液，用攪拌機攪拌，則吸收液的pH值可達到穩(wěn)定，容易對吸收液的供應加以控制，使脫硫性能提高，并且，可以防止排放氣中的煤塵沉淀在氧化吸收塔中。
下面，參照附圖進一步說明本發(fā)明的實施方案。
在

圖1中，與圖3中所示的相同部分，采用同樣的符號。另外，圖1中示出的氧化吸收塔31為吸收塔和煙囪組成的一個整體。
排放氣導入管線32、補充水供應管線33、氧化空氣供應管線34和氨水供應管線35，與氧化吸收塔31連通，并在上述排放氣導入管線32中設置通風機36。另外，在上述氧化吸收塔31中設置攪拌吸收液15的攪拌機41，同時，設置具有吸收液循環(huán)泵16的吸收液循環(huán)管線37，從該吸收液循環(huán)管線37接一分支，設置硫銨回收管線38。
在該硫銨回收管線38的上流一側(cè)，依次設置過濾器39、結(jié)晶罐25和分離機27，從上述硫銨回收管線38的過濾器39向上流一側(cè)，與從氨水供應管線35分支出的氨水供應分支管線的支線40相連接。
在上述氧化吸收塔31中設置pH檢測儀，但圖中未示出。并且，分別在上述氨水供應管線35、氨水供應支管線40中分別設置流量控制閥，圖中也未示出。
下面說明其作用。
從上述排放氣導入管線32把排放氣導入上述氧化吸收塔31內(nèi)，在該氧化吸收塔31內(nèi)，與從上述吸收液循環(huán)管線37循環(huán)的吸收液15進行氣液接觸。吸收液15的氨水和排放氣中的二氧化硫進行脫硫反應，從排放氣中把二氧化硫吸收至吸收液15中。
該吸收液15貯放在上述氧化吸收塔31的底部，再通過上述吸收液循環(huán)管線37進行循環(huán)，把從該吸收液循環(huán)管線37進行循環(huán)的吸收液15的一部分，從上述硫銨回收管線38抽出，另外，在上述氧化吸收塔31內(nèi)的吸收液15以保持在所要水平那樣，從補給水供應管線33補充水。另外，上述吸收液15的pH，通過pH檢測器加以檢測，以檢出的pH達到所定值那樣控制從上述氨水供應管線35供應的氨水量。
從上述氧化空氣供應管線34把氧化空氣吹至上述吸收液15內(nèi)，用上述攪拌機41攪拌該吸收液15。由于把氧化空氣吹至上述吸收液15內(nèi)，使在脫硫反應中生成的亞硫酸銨進一步氧化，生成硫銨。還有，通過往上述吸收液15中吹入氧化空氣，視條件有時局部生成硫酸，然而，用上述攪拌機41攪拌貯放吸收液15，使均勻氧化，可抑制硫酸的生成。因此，吸收液15的pH穩(wěn)定，易于控制pH，即易于控制來自氨水供應管線35的氨水供應量?？砂焉鲜鲅趸账?1底部貯放的吸收液15的pH保持在5～6。
如上所述，由于設置攪拌機41，可以抑制pH的變動，從而可避免脫硫性能的降低和不穩(wěn)定化。
另外，含在排放氣中的煤塵，通過與吸收液15的氣液接觸而加以捕集，并且含在上述氧化吸收塔31底部貯放的吸收液15中，由于用上述攪拌機41把該吸收液15加以攪拌，可防止其沉淀在氧化吸收塔31的底部。
把從上述吸收液循環(huán)管線37中循環(huán)的吸收液15的一部分(硫銨溶解液24)，由上述硫銨回收管線38抽出。從上述氨水供應支管線40，把氨水供給該硫銨回收管線38中，調(diào)整抽出的吸收液15的pH?？刂平?jīng)過調(diào)整的pH，使在上述過濾器39的上游達到7以上，例如，達到7～8。由于pH上升，使重金屬析出。
pH調(diào)整過的硫銨溶解液24通過上述過濾器39，去除煤塵及上述析出的重金屬。把去除煤塵和重金屬后的硫銨溶解液24貯放在結(jié)晶罐25中，在該結(jié)晶罐25中，以蒸汽作為熱源進行加熱蒸發(fā)，硫銨溶解液24的硫銨濃度上升，硫銨析出。析出來的硫銨28，用分離機27將其分離，取出體系外。分離硫銨28后的分離液，經(jīng)過返回管線29，返回到上述結(jié)晶罐25中。
如上所述，在上述硫銨溶解液24中，在脫硫過程中生成的氯銨有微量溶解。用結(jié)晶罐25加熱蒸發(fā)，并用分離機27分離硫銨28，再經(jīng)過上述返回管線29返回結(jié)晶罐25的過程中，把氯銨濃度逐漸濃縮。
下面給出硫銨28和氯銨的溶解度。
溫度 0℃20℃ 60℃ 100℃(NH4)2SO441.35％42.85％46.6％50.4％NH4Cl22.7％ 27.1％ 35.6％43.6％硫銨28和氯銨的溶解度，60℃時分別為46.6％和35.6％，兩者同時處于溶解狀態(tài)的復合溶解度，不是兩者的溶解度之和。雖然混入了氯銨，但還要把握，是硫銨28析出的硫銨濃度下而氯銨不析出的范圍，盡可能在氯銨濃度高的區(qū)域運行，而使抽至體系外的分離液量達到最小。
例如，假定氯銨60℃的復合溶解度為15％，當從上述氧化吸收塔31抽出的硫銨溶解液24中的氯銨溶解度為0.5％時，即使氯銨的復合溶解度濃縮至達到15％后的分離液，其在上述返回管線29中也不析出氯銨。
然而，用上述分離機27分離過的分離液，在沒有超過氯銨的復合溶解度時，讓該分離液的一部分排至體系外。此時的氯銨的溶解度，例如，在前面揭示的例子中定在5％以上10％以下。因此，如在本實施方案中把排出的分離液的氯銨濃度達到10％時，則分離液的排出量達到從上述氧化吸收塔31抽出的吸收液15的1/20，該量極少。而且，用本實施方案中的脫硫裝置7處理的排放氣的量為50000m3N/h，如果所含的二氧化硫為2000ppm時，也可根據(jù)所含的氯化氫量，把上述分離液的排出量減少至約為30l/h。其他的排煙脫硫處理方法，例如，氫氧化鎂法，在同樣的條件下，排出的排液量為5000l/h，可見，從本實施方案中的脫硫裝置7排出的液體量顯著地少。
另外，采用本發(fā)明實施方案的脫硫裝置7，因為已用過濾器39，把上述硫銨回收管線38中的硫銨溶解液24中所含的煤塵和重金屬去除，所以，在上述返回管線29中幾乎不含煤塵及重金屬，而含有更高濃度的硫銨和氯銨。與硫銨同樣，氯銨也是肥料。所排出的分離液本身也是肥料。因此，如將分離液作為植樹造林的肥料等，則本排煙脫硫裝置可完全沒有排放液。
還有，在上述實施方案中，是對煙囪成為一體的吸收塔加以說明的，然而，即使通過另外途徑設置煙囪構(gòu)成的排煙脫硫裝置也可以實施本發(fā)明。另外，上述硫銨回收管線38是從上述吸收液循環(huán)管線37分支出來的，然而，也可以設置成直接從上述氧化吸收塔31抽出吸收液15。另外，為了調(diào)節(jié)過濾器39上游的pH，通過上述氨水供應支管線40供應氨水，然而，也可以用氨水供應管線35獨立地供應氨水。
下面說明本發(fā)明的效果如上所述，按照本發(fā)明，因為是在溶解于分離液中的氯銨析出前的濃度下，把一部分分離液排出，所以，氯銨不能混入回收的硫銨中，而且，排出量最小，并且，因為進行了重金屬的進一步去除，所以，分離液可作為液體肥料使用。另外，因為用攪拌機攪拌氧化吸收塔貯放的吸收液，所以，可以穩(wěn)定吸收液的pH，容易地進行吸收液的供應控制，脫硫性能可以提高，并且，可以防止吸收液中捕集的排放氣中的煤塵在氧化吸收塔內(nèi)沉淀，又可用上述過濾器去除煤塵，在回收的硫銨中，不混入煤塵、重金屬和氯銨，所以對獲得高品質(zhì)的硫銨發(fā)揮了優(yōu)異的效果。
下面對附圖進行簡單地說明圖1為給出本發(fā)明實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為含有排煙脫硫裝置的燃煤鍋爐裝置的排煙處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為以往的排煙脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
對圖中的符號說明于下7 脫硫裝置24硫銨溶解液25結(jié)晶罐26蒸汽27分離機29返回管線35氨水供應管線38硫按回收管線39過濾器40氨水供應分支管線41攪拌機
權利要求
1.一種排煙脫硫裝置，其特征是，該裝置包括，在抽出硫銨溶解液的硫銨回收管線中，從上游側(cè)，順序地設置分離固體成分的過濾器、析出硫銨的結(jié)晶罐以及分離析出的硫銨的分離機，還設置把用該分離機分離出來的分離液返回到上述結(jié)晶罐的返回管線，并且是將pH調(diào)整液供給到上述過濾器的上游側(cè)，并使上述分離液中的氯銨濃度低于復合溶解度地把分離液的一部分排出到體系以外。
2.權利要求1中記載的排煙脫硫裝置，其中，上述硫銨回收管線從進行脫硫、氧化反應的氧化吸收塔抽出硫銨溶解液。
3.權利要求2中記載的排煙脫硫裝置，其中，設置攪拌氧化吸收塔中貯存的吸收液的攪拌機。
4.權利要求1中記載的排煙脫硫裝置，其中，pH調(diào)整液是氨水，并且供給硫銨溶解液，使其達到重金屬析出的pH值。
全文摘要
排煙脫硫裝置中部分分離液排出體系外減少其量,提高硫銨回收效率、降低硫銨制品成本,還可防止煤塵和重金屬混入回收硫銨中提高硫銨制品價值。該排煙脫硫裝置是,在抽出硫銨溶解液24的硫銨回收管線38中,從上游設置分離固體成分的分離過濾器39、硫銨析出的結(jié)晶罐25、分離析出硫銨的分離機27;設置返回管線29,把分離機分出的分離液返回結(jié)晶罐25中;把pH調(diào)整液供給過濾器39的上游,使在分離液中的氯銨濃度低于復合溶解度時,把分離液的一部分排到體系外。
文檔編號B01D53/50GK1273140SQ00101918
公開日2000年11月15日 申請日期2000年1月28日 優(yōu)先權日1999年5月6日
發(fā)明者河村哲雄 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社