專利名稱：燒結煙氣的脫硫工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燒結煙氣的脫硫工藝，更具體地說，本發(fā)明涉及使用氨從燒結煙氣中脫除疏的方法。
背景技術：
冶金工業(yè)的冶煉過程的前處理工藝一般包括焦化和燒結等工序。燒結
車間排出的廢氣(燒結煙氣)中含有大量的二氧化硫(so2)和氮氧化物
(NOx)，這些是污染大氣的物質(zhì)。燒結煙氣的排放量較大，是排放的主要污染物之一。隨著社會公眾的環(huán)保意識的提高和有關環(huán)保標準的日益提高，燒結煙氣處理已經(jīng)成為環(huán)境治理的當務之急。
燒結煙氣處理的主要內(nèi)容是脫硫。燒結煙氣脫硫工藝的一種可能的設計思路是參考電力工業(yè)燃煤鍋爐的煙氣處理工藝。目前電力工業(yè)燃煤鍋爐的煙氣脫硫工藝主要是所謂的氨法脫硫，其具體內(nèi)容是用氨水或液氨噴淋鍋爐煙氣，以脫除煙氣中的硫化物。
已有報道的燒結煙氣脫硫工藝U于美國GE公司開發(fā)的用于電廠煙氣脫硫的氨法工藝。該工藝要求將除塵后的煙氣經(jīng)換熱器冷卻后進入脫硫塔內(nèi)脫硫。脫硫后的煙氣經(jīng)塔內(nèi)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(jīng)煙囪排入大氣。
現(xiàn)有的燒結煙氣脫硫工藝要求脫疏過程在45-55 'C條件下進行。在這種條件下，典型的脫硫反應的反應式為NH3+ S02 + H20 — NH4HS03 (1)這樣的工藝要求在脫硫之前將反應物降溫到該反應溫度。然而，在煙氣脫硫之后，需要按上文所述的GE法將經(jīng)脫硫的煙氣升溫后才能經(jīng)煙囪排放到大氣中，以避免低于露點排放導致的煙囪腐蝕。這意味著脫硫后的煙氣需要再經(jīng)熱交換器加熱。這樣的工藝導致設備投資增加和能源消耗的
增加。此外，該工藝的pH值控制在4.5-5.5之間，導致設備腐蝕問題嚴重。而為了防止或減少腐蝕，設備防腐和維修的投資將不可避免。
在冶金工業(yè)中，前處理工藝還包括焦化工序。焦化工序排出的廢液、廢氣中含有較大量的氨，這也是一種排放污染物。焦化工序產(chǎn)生的焦爐煤氣經(jīng)初冷后分離為液相(下文稱為焦化剩余氨水)和氣相(下文稱為粗煤氣)，其中焦化剩余氨水中含有部分氨；粗煤氣中仍含有大量的氨，而目前尚無任何利用這部分氨作為脫硫氨源的報導。
因此，迫切希望開發(fā)一種運行成本低、占地面積小的燒結煙氣脫硫工藝，尤其是以廢治廢化害為利并且能夠同時處理上述兩種廢物的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的發(fā)明人進行了認真的研究，發(fā)現(xiàn)通過在高于55'C的溫度、在存在水的情況下使氨與含S02的燒結煙氣反應，具體方案之一是通過使來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水與含S02的燒結煙氣反應，可以實現(xiàn)上述目的，由此完成了本發(fā)明。
因此，在第一方面，本發(fā)明涉及一種燒結煙氣的脫硫方法，包括在高于55'C的溫度、在存在水的情況下使氨與含S02的燒結煙氣反應。
在該方面的一個具體實施方式
中，反應在不低于65°C、優(yōu)選不低于80'C的溫度進行。
在另一實施方案中，反應在不高于180°C、優(yōu)選不高于160。C的溫度進行。
在另一具體實施方式
中，所用氨來自冶金工業(yè)的焦化工序，優(yōu)選來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的焦化剩余氨水，還優(yōu)選來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣，例如來自該粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水。
在另一具體實施方式
中，所用氨以氨水的形式存在，且該氨水中NH3的濃度為4重量％至20重量％，優(yōu)選6重量％至8重量％。
在另一具體實施方式
中，所用NH3與燒結煙氣中的S02的摩爾比為0.5 : l至3 : l。
在第二方面，本發(fā)明涉及一種燒結煙氣的脫硫方法，包括使來自焦爐 煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水與含so2的燒結煙氣反應。
在該方面的一個具體實施方式
中，氨水中NH3的濃度為4重量％至20 重量％，優(yōu)選6重量％至8重量％。
在另 一具體實施方式
中，所用氨水中的NH3與燒結煙氣中的S02的摩
爾比為0.5 : l至3 : l。
附圖簡述
附圖l是本發(fā)明的一個具體實施方案的脫硫塔的剖面示意圖。 具體實施方案
在第一方面，本發(fā)明本包括在高于55'C、優(yōu)選高于65'C、更優(yōu)選高于 80°C的溫度條件下、在存在水的情況下使氨與含S02的燒結煙氣反應。
此 反應為瞬時反應，反應效率高。在該較高溫度下的反應主要生成 (NH4)2S03:
2NH3+ S02 + H20 — (NH4)2S03 (2) 在該反應條件下，脫硫塔內(nèi)的pH值控制在6.0-7.0范圍內(nèi)，優(yōu)選 6.5-7.0，大大減少了設備的腐蝕。在該較高溫度下的反應也可以使排煙溫 度達80。C以上。這樣，經(jīng)脫硫的氣體可以不經(jīng)過再熱器(例如煙氣-煙氣 換熱器GGH)加熱而直接排放。并且煙氣在進入反應塔之前也無需使用 熱交換器降溫。這樣就減少了投資，降低了系統(tǒng)阻力，降低了自身系統(tǒng)的
脫硫反應所用氨可以是任何形式的氨，可以是氨氣、液氨，也可以是 氨溶于水而形成的氨水。
所用氨可以從市場購得，例如，從市場上購買工業(yè)液氨或氨水。其中 液氨可以直接使用，例如將液氨和水通過不同的管路分別引入到脫硫塔 中。也可以將液氨與水通過不同的管路輸送到脫硫塔現(xiàn)場，再在脫硫塔外或其內(nèi)將兩個管路合并，將如此在塔外或塔內(nèi)混合后的氨水噴到待處理的 燒結煙氣中。還可以將液氨事先與水混合，形成氨水并調(diào)節(jié)成所需濃度后 使用。
另一種氨源是由冶金工業(yè)焦化工序產(chǎn)生的氨源。利用焦化工序本身產(chǎn) 生的氨源是有利的，這樣既可以省去從市場購買氨源的資金，又可以從冶 金工藝過程中除去氮。在利用焦化工序產(chǎn)生的氨源時，可以使用焦爐煤氣 初冷后產(chǎn)生的焦化剩余氨水，也可以利用使焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣 中存在的氨，例如，可以使用該粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水。
在選擇氨水(市場購買，或例如焦化剩余氨水，或粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)
生的氨水)作為脫硫劑的情況下，所用氨水中宜含有4重量％至20重量％ 的NH3，含4重量％至18重量％的NH3更好。在本發(fā)明的一個實施方案 中，所用氨水是粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水，其經(jīng)稀釋后NH3含量為3-10% 最好是6-8%。
無論使用何種形式的氨和含S02的燒結煙氣，分別以NH3和SOi計，
所用NBb與S02的摩爾比為0.5 : 1至3 : 1，更優(yōu)選l : l至2 : l，更優(yōu) 選2 : l。
脫硫工藝所用的設備可以是任何能夠?qū)崿F(xiàn)氨水與二氧化硫充分接觸 和反應的裝置，例如噴淋塔、泡罩塔、塔板塔等等。例如，可以使氨水、 液氨噴淋到流動的煙氣中實現(xiàn)接觸。
脫硫塔的選擇應該使得整個脫硫裝置產(chǎn)生的壓力降不大于2000帕斯 卡，不大于1000帕斯卡更好，最好不大于800帕斯卡。
對反應條件沒有限制，只要將反應溫度控制在高于55。C即可，反應溫 度優(yōu)選為不低于65°C，或不低于80°C，還優(yōu)選不高于180°C，或不高于160 。C。在較高的溫度范圍，反應主產(chǎn)物是(NH4)2S03, pH值控制在6.5-7.0， 這樣就減少了由于生成NH4HS03而對設備造成的腐蝕。而且反應后的剩 余氣體的溫度較高，可以直接排放，使煙氣高于露點，不會腐蝕煙囪。
可以用常用手段將反應溫度控制在55。C或更高。例如，可以利用反應 物在引入反應器中之前自身的溫度。在使用焦化工序本身產(chǎn)生的氨源時，特別是在利用源于焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣中的氨時，反應的溫度本 身可能足夠高，因而無需對其加熱。
在第二方面，本發(fā)明包括使來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)洗氨
后產(chǎn)生的氨水與含so2的燒結煙氣反應。
如上所述，在使用氨水時，其中宜含有4重量。/。至20重量y。的NH3， 優(yōu)選地，氨水的NH3含量為6-8%。所用氨水的所需要的氨含量可以通過 向洗氨產(chǎn)生的氨水中加入氨或水來調(diào)節(jié)。
同樣，如上所述，分別以NH3和S02計，所用NH3與S02的摩爾比
為0.5:l至3:l，更優(yōu)選l:l至2:l，更優(yōu)選2:l。
具體實施方案
下面實施例用于解釋本發(fā)明，但不是對本發(fā)明的限制。 下面參考附圖l介紹本發(fā)明的一個具體實施方式
。


圖1中，脫硫塔包括外塔體l、內(nèi)塔體2、待處理煙氣管道3、 l&液槽 4、排空管道5、耐磨段ll等部件。
本發(fā)明的氨法脫硫系統(tǒng)的待處理煙氣12來自燒結機主抽風機系統(tǒng)的 出口，并不經(jīng)過熱交換直接經(jīng)過管道3引入脫硫塔。引入的煙氣量17000 立方米/分，其中二氧化石克含量為1330毫克/立方米。
引入的經(jīng)過除塵的燒結機煙氣的溫度為163°C。
在待處理煙氣進入脫硫塔之前，將脫硫劑經(jīng)管道8以霧化的形式引入 待處理的煙氣中，使兩者發(fā)生反應。
脫硫劑為焦化工段的洗氨液，其主要成分是含量為7%的氨水NH3， H20。
經(jīng)處理的煙氣沿內(nèi)塔內(nèi)側(cè)向下流動，并經(jīng)由下端噴出。 氣流中固體顆粒和液滴經(jīng)耐磨段11收集進入貯液槽4。 與液體分離后的被處理的氣體沿內(nèi)塔與外塔之間的空間15向上運動。 在此區(qū)間，通過泵6和管道7將貯液槽4中的液體14(主要成分為硫酸銨， 還含有部分亞硫酸銨)以霧化狀態(tài)噴入內(nèi)塔內(nèi)側(cè)，以捕捉氣流中夾帶的固體顆粒(除塵)、將所噴入的溶液14中的部分亞硫酸銨繼續(xù)氧化為硫酸銨 (同時將被處理氣體中的氮氧化物還原為氮)和捕捉氣體夾帶的液滴(除 霧)。
氣流中固體顆粒和液滴在經(jīng)上述噴淋處理后下落，經(jīng)耐磨段11收集進 入j^液槽4。
經(jīng)此脫硫處理后的氣體13的溫度為80'C。該氣體經(jīng)管道5排空。 該脫硫操作的實際脫硫效率為93%。該經(jīng)管道5排空。 脫硫后的氣體的二氧化硫含量為93.1毫克/立方米，低與規(guī)定的排放 標準(100毫克/立方米)。
此外，貯液槽4設有管道10，用以排出重質(zhì)沉淀物。 該貯液槽4還設有管道9，用以排出含有反應產(chǎn)物的液體14。
工業(yè)實用性
與本領域的同類技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢 除硫除氮效果好，設備不易發(fā)生堵塞；設備的腐蝕大為減少；減少了 工藝環(huán)節(jié)，降低了能耗；以廢治廢，變廢為寶。
權利要求
1.燒結煙氣的脫硫方法，包括在高于55℃的溫度、在存在水的情況下使氨與含SO2的燒結煙氣反應。
2. 根據(jù)權利要求1的方法，其中反應在65°C-180°C,優(yōu)選80°C-160'C的溫度進行。
3. 根據(jù)權利要求l的方法，其中氨來自冶金工業(yè)的焦化工序，例如焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的焦化剩余氨水和/或粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水。
4. 根據(jù)權利要求1至3任一項的方法，其中所用氨以氨水的形式存在，且該氨水中NH3的濃度為4重量％至20重量％，優(yōu)選6重量％至8重量%。
5. 根據(jù)權利要求1至3任一項的方法，其中所用氨中的NH3與燒結煙氣中的S02的摩爾比為0.5 : 1至3 : 1。
6. 燒結煙氣的脫硫方法，包括使來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水與含so2的燒結煙氣反應。
7. 根據(jù)權利要求6的方法，其中所述氨水中NHb的濃度為4至20重量％，優(yōu)選6至8重量％。
8. 根據(jù)權利要求1或2的方法，其中所用氨水中的NH3與燒結煙氣中的S02的摩爾比為0.5 : 1至3 : l。
全文摘要
本發(fā)明涉及燒結煙氣的脫硫方法，包括在高于55℃的溫度、在存在水的情況下使氨與含SO₂的燒結煙氣反應。另一方面，本發(fā)明還涉及燒結煙氣的脫硫方法，包括使來自焦爐煤氣初冷后產(chǎn)生的粗煤氣經(jīng)洗氨后產(chǎn)生的氨水與含SO₂的燒結煙氣在存在水的情況下反應。通過本發(fā)明，除硫除氮效果好，設備不易發(fā)生堵塞；設備的腐蝕大為減少；減少了工藝環(huán)節(jié)，降低了能耗；以廢治廢，變廢為寶。
文檔編號B01D53/50GK101632895SQ20081012819
公開日2010年1月27日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權日2008年7月22日
發(fā)明者單明軍, 廖洪強, 蘆慎敏, 娟 解, 陳建勤 申請人:娟 解