專利名稱：一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及資源與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝工藝及裝置。
背景技術(shù)：
煙氣脫硫技術(shù)按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)可分為濕法、干法和半干法。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕態(tài)下脫硫，濕法脫硫技術(shù)具有脫硫反應(yīng)速率快、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)。世界上普遍使用的商業(yè)化脫硫技術(shù)是鈣基濕法，以石灰石(石灰)石膏法為代表，所占比例在90%以上。隨著鈣基濕法脫硫技術(shù)在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用，一些問題也逐漸顯現(xiàn):由于碳酸鈣為難溶物質(zhì)，溶出速率較低，當(dāng)煙氣中SO2濃度較高時(shí)，需要較大的液氣比來滿足脫硫效率，脫硫裝置能耗過大，業(yè)主難以承受；鈣基濕法脫硫技術(shù)的產(chǎn)物石膏純度受煙氣粉塵的影響較大，石膏銷售價(jià)格較低，甚至無(wú)法銷售，我國(guó)每年產(chǎn)生上千萬(wàn)噸脫硫石膏，對(duì)環(huán)境造成的二次污染較為嚴(yán)重；鈣基濕法脫硫裝置在運(yùn)行過程中容易造成除霧器、設(shè)備等結(jié)構(gòu)堵塞，脫硫裝置需要停運(yùn)后才能檢修，維護(hù)成本過大。針對(duì)鈣基濕法脫離技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的局限性，近年來國(guó)家大力鼓勵(lì)對(duì)更高效、經(jīng)濟(jì)、綠色的適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的脫硫技術(shù)開發(fā)研究。氨法是以氨水或液氨為吸收劑、其副產(chǎn)品為硫酸銨的煙氣脫硫技術(shù)，近年來，以氨-硫酸銨法為代表的氨法煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展迅速。與鈣基濕法脫硫技術(shù)相比，氨法是氣液兩相反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高，能保持脫硫效率95% 99% ;氨在水中的溶解度超過20% ;氨法以氨為原料，其形式可以是液氨、氨水和碳銨，具有豐富的原料。目前我國(guó)火電廠年排放二氧化硫約1000萬(wàn)噸，即使全部采用氨法脫硫，用氨量不超過500萬(wàn)噸/年，供應(yīng)完全有保證。氨法的最大特點(diǎn)是SO2的可資源化，可將污染物SO2回收成為高附加值的商品化產(chǎn)品，副產(chǎn)品硫銨是一種性能優(yōu)良的氮肥。氨法脫硫技術(shù)是資源再利用和原子經(jīng)濟(jì)性100%的綠色化學(xué)路線，在我國(guó)具有很好的市場(chǎng)前景。目前氨-硫酸銨法脫硫工藝主要存在兩方面問題:一、亞硫酸銨的氧化和二氧化硫的吸收機(jī)理矛盾:氨法脫硫工藝對(duì)SO2的吸收主要是依靠亞硫酸銨生成亞硫酸氫銨的反應(yīng)，注氨的目的是為了將亞硫酸氫銨還原成亞硫酸銨，繼續(xù)保持對(duì)SO2的吸收能力，為了保證脫硫系統(tǒng)的脫硫能力及將出口氨逃逸率控制在最低，需要保持塔內(nèi)吸收液中具有一定濃度的亞硫酸銨。這與亞硫酸銨的氧化要求是矛盾的，因?yàn)閬喠蛩徜@濃度過高時(shí)，其氧化速率較低，如何解決亞硫酸銨的氧化和吸收矛盾是氨法脫硫需要面臨的一個(gè)難題。二、存在二次污染的隱患:凈化后的煙氣含有微量的NH3和亞硫酸銨、硫酸銨氣溶膠。氨法脫硫中的氨損失主要包括液氨蒸氣損失和脫硫塔霧沫夾帶損失兩部分。氨法脫硫的中間產(chǎn)物亞硫酸銨、亞硫酸氫銨性質(zhì)不穩(wěn)定，若PH值控制不當(dāng)或攪拌下會(huì)出現(xiàn)氨逃逸和二氧化硫逃逸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝工藝及裝置，在保證較高的脫硫效率下，能有效控制系統(tǒng)的~■氧化硫逃逸和氣逃逸，大幅提聞系統(tǒng)的脫硫效率，實(shí)現(xiàn)硫酸按晶體的大顆粒結(jié)晶。一種回收硫酸氨的煙氣脫硫脫硝裝置，包括帶有煙氣入口和煙氣出口的吸收塔，所述吸收塔內(nèi)由上至下依次為除霧器層、脫硫噴淋層、脫硝噴淋層、積液層、濃縮液噴淋層和濃縮池，所述煙氣入口位于濃縮池與濃縮液噴淋層之間，所述煙氣出口位于吸收塔頂部，濃縮池與濃縮噴淋層之間通過濃縮循環(huán)泵連通，濃縮池底部設(shè)有布?xì)夤?；還包括:晶體提濃罐，與所述濃縮池連通，該晶體提濃罐下游依次連接旋流器和離心機(jī)；氧化槽，該氧化槽內(nèi)分隔為調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，所述調(diào)節(jié)區(qū)與氧化區(qū)均連通至積液層，所述調(diào)節(jié)區(qū)通過脫硝循環(huán)泵與脫硝噴淋層連通，所述氧化層通過脫硫循環(huán)泵分別與脫硫噴淋層和濃縮池連通，氧化區(qū)的底部設(shè)有氧化風(fēng)管，氧化風(fēng)管上方設(shè)有若干層多孔板；氨儲(chǔ)存罐，用于向氧化槽頂部輸送氨水以調(diào)節(jié)來自所述積液層的漿液的pH值。所述積液層通過溢流管道與氧化槽頂部連通，在氧化槽頂部完成pH調(diào)節(jié)后，在重力作用下自行分配流入氧化區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)。作為優(yōu)選，所 述多孔板設(shè)置為2 5層，每層間距為I 4m，多孔板的孔徑為2-20mm,孔心距為孔徑的2_5倍。作為優(yōu)選，所述 氧化風(fēng)管的下方設(shè)有若干個(gè)出氣孔，所述出氣孔的孔徑為3_15mm，孔心間距為出氣孔孔徑的5-50倍。作為優(yōu)選，所述氧化區(qū)與調(diào)節(jié)區(qū)的容積比為3:1 5:1。作為優(yōu)選，所述調(diào)節(jié)區(qū)與氧化區(qū)之間設(shè)有平衡孔。作為優(yōu)選，所述氧化區(qū)的頂部設(shè)有連通至濃縮池的出氣管。本發(fā)明還提供了一種回收硫酸氨的煙氣脫硫脫硝工藝，包括如下步驟:煙氣進(jìn)入吸收塔后先經(jīng)濃縮池內(nèi)的濃縮液噴淋降溫，降溫后的煙氣依次經(jīng)過噴淋脫硝、噴淋脫硫和除霧干燥后由煙氣出口排出；噴淋脫硫和噴淋脫硝后的吸收液在氧化槽頂部加氨水調(diào)節(jié)pH值后引入氧化槽中，其中一部分吸收液引入氧化槽的調(diào)節(jié)區(qū)，經(jīng)脫硝循環(huán)泵打入脫硝噴淋層對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋脫硝，另一部分吸收液在氧化區(qū)內(nèi)自上而下勻速流動(dòng)，與向上運(yùn)動(dòng)的氧化空氣接觸進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化完成后經(jīng)脫硫循環(huán)泵分別打入脫硫噴淋層對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋脫硫和打入濃縮池對(duì)煙氣噴淋降溫并結(jié)晶；氧化空氣從氧化槽的底部送入，向上運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過各層多孔板，被多孔板破碎后與吸收液進(jìn)行氧化反應(yīng)；結(jié)晶后的濃縮液打入晶體提濃罐中，在晶體提濃罐中降溫提濃后再經(jīng)旋流分離、離心、干燥得到副產(chǎn)品硫酸銨。作為優(yōu)選，所述濃縮池中的濃縮液硫酸銨晶體固含量控制在5 12%。作為優(yōu)選，所述濃縮液噴淋降溫的液氣比為0.5-5L/m3，噴淋脫硝的液氣比為0.5-5L/m3，噴淋脫硫的液氣比為0.5-5L/m3。
作為優(yōu)選，所述氧化區(qū)內(nèi)的吸收液的停留時(shí)間為10-60min，流速為10_50m/h，氧化空氣的風(fēng)量滿足氧化過程中的Ο/s比為2-5。鍋爐煙氣進(jìn)入吸收塔，經(jīng)過濃縮噴淋層降溫后，依次經(jīng)過積液層、脫硝噴淋層、脫硫噴淋層、除霧器層進(jìn)行脫硝、脫硫和除霧，處理后的凈煙氣由吸收塔頂部的煙氣出口排出；吸收塔外設(shè)氧化槽、晶體提濃罐、氨儲(chǔ)存罐及硫酸銨晶體后處理系統(tǒng)；經(jīng)噴淋脫硫、脫硝后的吸收液由積液層底部在重力作用下流至氧化槽中。氧化槽內(nèi)部由玻璃鋼板分隔成調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，來自積液層的吸收液經(jīng)加氨調(diào)pH值分別送進(jìn)調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)中，調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)的吸收液由脫硝循環(huán)泵送至脫硝噴淋層，進(jìn)行脫硫脫硝；在氧化區(qū)中，來自積液層的吸收液經(jīng)過充分氧化后由脫硫循環(huán)泵分兩路送出，一部分氧化漿液被送至吸收塔底部的濃縮池內(nèi)，被濃縮循環(huán)泵送至濃縮噴淋層，與進(jìn)入吸收塔的熱煙氣接觸濃縮、實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，另一部分送至脫硫噴淋層進(jìn)行脫硫。在濃縮池中，當(dāng)漿液中的硫酸銨晶體固含量達(dá)到一定值時(shí)，濃縮液排出泵將濃縮液送至晶體提濃罐，實(shí)現(xiàn)濃縮液降溫和硫酸銨晶體的再生長(zhǎng)，產(chǎn)生大顆粒的硫酸銨晶體。漿液經(jīng)過降溫和提濃后進(jìn)入硫酸銨的后處理系統(tǒng)，經(jīng)過旋流分離和離心分離后進(jìn)行干燥，旋流器和離心機(jī)頂部的溢流母液被送至吸收塔底部進(jìn)行再濃縮。吸收塔由下向上分為硫酸銨濃縮區(qū)、吸收區(qū)和除霧區(qū)，并包括與吸收塔連通的管道和濃縮循環(huán)泵、入口煙道、出口煙道等。濃縮區(qū)中，煙氣入口下方設(shè)濃縮池，煙氣入口上方設(shè)濃縮噴淋層，底部設(shè)布?xì)夤堋饪s液排出泵入口、濃縮循環(huán)泵入口。濃縮液由濃縮循環(huán)泵送入濃縮噴淋層與進(jìn)吸收塔的熱煙氣進(jìn)行充分接觸傳熱，濃縮液受熱水分揮發(fā)后出現(xiàn)過飽和，硫酸銨溶液結(jié)晶生成硫酸銨固體顆粒，進(jìn)塔煙氣溫度降至70°C -90°C，為了防止硫酸銨晶體顆粒在濃縮池沉積，在布?xì)夤艿撞肯虺氐自O(shè)若干出氣的小孔，布?xì)夤苤袣怏w以高速射向下方，保證濃縮液中晶體顆粒處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)濃縮液中晶體顆粒的固含量達(dá)到10%時(shí)，由濃縮液排出送入后處理系統(tǒng)。吸收區(qū)中，由下到上分別為積液層、脫硝噴淋層和脫硫噴淋層，積液層中設(shè)置若干出氣裝置和積液溝渠，出氣裝置保證經(jīng)濃縮降溫后的煙氣以較低的阻力進(jìn)入吸收區(qū)進(jìn)行脫硫、脫硝，積液溝渠用于收集吸收液，并將吸收液導(dǎo)流至氧化槽中。作為優(yōu)選，脫硫噴淋層和脫硝噴淋層的液氣比設(shè)為0.5L/m3-5m3,噴淋層間距為1.5m_2m。氧化槽由玻璃鋼隔板分隔成調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，在氧化區(qū)中，下方設(shè)置氧化風(fēng)管、氧化風(fēng)管入口和脫硫循環(huán)泵入口管道，上方設(shè)置若干層多孔板；在調(diào)節(jié)區(qū)底部設(shè)置脫硝循環(huán)泵入口管道。并在氧化區(qū)和循環(huán)區(qū)的豎直向隔板上設(shè)置若干漿液平衡孔。氧化槽頂部設(shè)置積液層吸收液入口、加氨入口和氧化空氣出口。在氧化區(qū)中，完成脫硫脫硝后的漿液為亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的混合物，由積液層收集后從頂部進(jìn)入氧化槽，經(jīng)加氨水調(diào)節(jié)pH值后，分別流入氧化區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)；氧化區(qū)中，在脫硫循環(huán)泵的抽力作用下，緩慢向氧化槽底部流動(dòng)。氧化風(fēng)管出來的氧化空氣受浮力向上移動(dòng)與溶液中的亞硫酸銨接觸氧化，生成硫酸銨溶液；氧化風(fēng)管位于氧化槽底部，為了保證氧化空氣與漿液之間有足夠的氣液接觸面積，氧化風(fēng)管底部設(shè)置若干等間距的出氣孔，氧化空氣經(jīng)出氣孔高速射出，形成大量的體積較小的氣泡，有效的提高了亞硫酸銨的氧化速率。氧化空氣上升過程中經(jīng)過若干層多孔板，在多孔板的作用下將上升的氣泡破碎，增大氣液接觸面積提高亞硫酸銨的氧化速率。氧化完全的硫酸銨溶液一部分送入脫硫噴淋層進(jìn)行脫硫，硫酸銨溶液性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)逃逸的氨和二氧化硫均具有較高的捕集效率，將脫硫噴淋層放置最上方，能有效的控制氨逃逸、二氧化硫逃逸和氣溶膠；另一部分由漿液管道送至吸收塔底部的濃縮區(qū)進(jìn)行濃縮結(jié)晶。完成氧化后的氧化空氣由氧化槽頂部進(jìn)入吸收塔底部的布?xì)夤埽饶軐?duì)濃縮池起到攪拌的作用，又能借助濃縮池的液位差來提高氧化槽中的氧化空氣壓力，促進(jìn)氧氣溶解速率進(jìn)而加快亞硫酸銨的氧化。作為優(yōu)選，脫硫循環(huán)泵流量控制應(yīng)保證吸收液在氧化槽中的停留時(shí)間在10-60min，在氧化槽中的流速在10m/h_50m/h ;氧化風(fēng)機(jī)的風(fēng)量滿足氧化過程中的0/S比為2-5 ;氧化風(fēng)管位于氧化槽底部上方0.3-0.6m，氧化風(fēng)管下方出氣孔的孔徑范圍為3-15mm，孔心間距為出氣孔孔徑的5_50倍；氧化槽中的多孔板根據(jù)漿液中亞硫酸根的濃度設(shè)置2-5層，每層間距為lm-4m，多孔板的孔徑為2mm-20mm，孔心距為孔徑的2_5倍。在調(diào)節(jié)區(qū)中，漿液被加氨調(diào)節(jié)pH值后，直接由脫硝循環(huán)泵送入脫硝噴淋層進(jìn)行脫硝。來自積液層的吸收液主要為亞硫酸銨和亞硫酸氫氨的混合溶液，性質(zhì)不穩(wěn)定，而具有脫硫脫硝能力的主要是亞硫酸銨，因此需要經(jīng)過加氨調(diào)節(jié)混合溶液的PH值，將亞硫酸氫銨還原成亞硫酸銨，有效的增加了溶液的穩(wěn)定性，并提高溶液的脫硫、脫硝能力。加氨管道位于氧化槽頂部，即為氧化前加氨中和，吸收液經(jīng)加氨調(diào)節(jié)到一定的pH值后,有效的防止氧化過程中產(chǎn)生的氨逃逸和二氧化硫逃逸，作為優(yōu)選，氧化槽調(diào)節(jié)區(qū)中漿液經(jīng)加氨控制的PH值范圍為5-8。所述的晶體提濃罐包括罐體部分和與之連通的提濃液排出泵、濃縮液入口管道。濃縮池中高溫(60°C -70°C)的濃縮漿液經(jīng)濃縮液排出泵送至晶體提濃罐后，漿液經(jīng)過冷卻，硫酸銨晶體顆粒迅速生長(zhǎng)，變粗變大、固含量升高，當(dāng)固含量達(dá)到15%或溫度降至30°C以下時(shí)，由提濃液排出泵送至后處理系統(tǒng)，進(jìn)行旋流、離心、干燥，得到較大顆粒的硫酸銨成品，回流母液送至濃縮池進(jìn)行再濃縮。作為優(yōu)選，提濃罐中濃縮液的停留時(shí)間不小于2小時(shí)(降溫需要)，提濃罐中漿液固含量控制在15%-20%。第一、硫酸銨溶液的飽和度受溫度影響較大，當(dāng)溫度為60°C時(shí)，溶解度能下降5-8g/100ml，第二、對(duì)硫酸銨晶體顆粒影響最大的條件是溫度、pH值和溶液的過飽和度，溫度、pH值越低，晶體結(jié)晶越快、顆粒越大，當(dāng)溫度低于20°C、pH值低于4時(shí),硫酸銨的過飽和溶液的結(jié)晶顆粒粒徑能達(dá)到2_以上，因此本發(fā)明設(shè)置晶體提濃罐，制得較大顆粒的高純度硫Ife按廣品。本發(fā)明的有益效果:( I)本發(fā)明采用塔外氧化工藝，方便對(duì)氧化槽內(nèi)漿液濃度進(jìn)行控制，氧化槽內(nèi)的漿液濃度控制在30 40%，而塔內(nèi)進(jìn)行氧化結(jié)晶脫硝工藝中，塔釜內(nèi)為硫酸銨飽和溶液，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)過高的硫酸銨濃度會(huì)降低單位體積漿液的脫硫容量，難以適應(yīng)高濃度煙氣的脫硫脫硝；同時(shí)，也增加亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的不穩(wěn)定性，較容易產(chǎn)生SO2逃逸和氨逃逸。(2)本發(fā)明的氧化槽內(nèi)分隔為調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，脫硫、脫硝循環(huán)漿液分別在氧化區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)中控制調(diào)節(jié)溶液組分，有針對(duì)性的提高脫硫、脫硝效率，并實(shí)現(xiàn)高氧化速率，有效控制氨逃逸、二氧化硫逃逸和氣溶膠。(3)設(shè)置晶體提濃罐，將濃縮池中高溫(60°C -70°C)的濃縮漿液經(jīng)濃縮液排出泵送至晶體提濃罐后，漿液經(jīng)過冷卻，硫酸銨晶體顆粒迅速生長(zhǎng)，變粗變大、固含量升高，由本發(fā)明制備得到的硫酸銨晶體粒徑達(dá)到2mm以上。而未設(shè)提濃罐的工藝中，成品硫酸銨的顆粒平均粒徑都低于0.5_，塔內(nèi)結(jié)晶氧化工藝的出口氨逃逸基本都在30mg/Nm3左右，且對(duì)煙氣中SO2的適應(yīng)濃度低于5000mg/Nm3，如果煙氣濃度再高脫硫效率就會(huì)迅速下降。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示附圖標(biāo)記如下:1-吸收塔2-氧化槽3-濃縮噴淋層4-積液層5-脫硝噴淋層6-脫硫噴淋層7-除霧器層8-濃縮液排出泵9-多孔板10-脫硝循環(huán)泵11-脫硫循環(huán)泵12-晶體提濃罐13-旋流器14-離心機(jī)15-氨儲(chǔ)存罐16-濃縮循環(huán)泵17-氧化風(fēng)機(jī)18-調(diào)節(jié)區(qū)19-氧化區(qū)20-供氨泵21-出氣管22-溢流管道。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝裝置，包括吸收塔1，氧化槽2、氨儲(chǔ)存罐15、晶體提濃罐12、旋流器13和離心機(jī)14。吸收塔I為脫硫脫硝塔，吸收塔I的頂部設(shè)有煙氣出口，該煙氣出口連通出口煙道，吸收塔I的下部側(cè)壁上設(shè)有煙氣入口，該煙氣入口連通入口煙道，吸收塔I由下至上依次為硫酸銨濃縮區(qū)、吸收區(qū)和除霧區(qū)。在除霧區(qū)設(shè)置除霧器層7，用于對(duì)煙氣進(jìn)行除霧干燥。吸收區(qū)由上自下依次設(shè)置脫硫噴淋層6、脫硝噴淋層5和積液層4，脫硫噴淋層6和脫硝噴淋層5的層數(shù)可以依據(jù)工況需要設(shè)置為若干層，層間距為1.5m-2m，積液層4中設(shè)置若干出氣裝置和積液溝渠，出氣裝置保證經(jīng)濃縮降溫后的煙氣以較低的阻力進(jìn)入吸收區(qū)進(jìn)行脫硫、脫硝，積液溝渠用于收集吸收液，并將吸收液導(dǎo)流至氧化槽2中。在硫酸銨濃縮區(qū)，煙氣入口位于該硫酸銨濃縮區(qū)的側(cè)壁上，煙氣入口下方設(shè)濃縮池，煙氣入口上方設(shè)濃縮噴淋層3，底部設(shè)布?xì)夤?、濃縮液排出泵入口、濃縮循環(huán)泵入口。濃縮噴淋層3的層數(shù)可以根據(jù)工況需要設(shè)置為多層，濃縮循環(huán)泵16的入口管道連通至濃縮循環(huán)泵入口，出口管道連通至濃縮噴淋層3的噴淋總管。為了防止硫酸銨晶體顆粒在濃縮池沉積，在布?xì)夤艿撞肯虺氐自O(shè)若干出氣的小孔，布?xì)夤苤袣怏w以高速射向下方，保證濃縮液中晶體顆粒處于懸浮狀態(tài)。
一臺(tái)濃縮液排出泵8的入口管道連通至吸收塔I的濃縮液排出泵入口，出口管道連通至晶體提濃罐12頂部，晶體提濃罐12的底部通過漿液泵連通至旋流器13，旋流器13的底流漿液送入離心機(jī)14中進(jìn)行離心，在旋流器13的頂部和離心機(jī)14的頂部均設(shè)置管道連通至吸收塔I的濃縮池，將旋流器12的頂流漿液及離心機(jī)14內(nèi)的上層清液送入濃縮池中重新濃縮結(jié)晶。
氧化槽2位于吸收塔I附近，整體高度低于吸收塔I內(nèi)積液層4的高度，以保證積液層4中的吸收液因重力作用自流進(jìn)氧化槽2中。氧化槽2中由一塊豎直截面成L型的玻璃鋼板分隔成調(diào)節(jié)區(qū)18和氧化區(qū)19，調(diào)節(jié)區(qū)18和氧化區(qū)19的容積比為1:3 1:5，在玻璃鋼板的豎直部分上開設(shè)有平衡孔。氧化區(qū)19內(nèi)底部設(shè)置氧化風(fēng)管，氧化風(fēng)管距離氧化區(qū)底部的距離為0.3 0.6m,該氧化風(fēng)管可以是相互平行的若干根，也可以是若干根風(fēng)管交錯(cuò)布置的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所有的風(fēng)管通過一根總管外接一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)17。氧化風(fēng)管朝向氧化槽2底部的一方設(shè)置有若干個(gè)出氣孔，該出氣孔的孔徑為3 15mm，相鄰的出氣孔的孔心間距為出氣孔孔徑的5 50倍。氧化區(qū)19內(nèi)從上到下依次設(shè)置有若干層多孔板9，優(yōu)選為2 5層，該多孔板3將氧化區(qū)分隔成若干區(qū)域，相鄰兩層多孔板9之間的間距為I 4m，多孔板9的孔徑為2 20mm，孔心間距為孔徑的2 5倍。調(diào)節(jié)區(qū)18的底部設(shè)有脫硝循環(huán)泵入口，脫硝循環(huán)泵10的入口管道連通至該脫硝循環(huán)泵入口，出口管道連通至脫硝噴淋層5的噴淋總管；氧化區(qū)19的底部設(shè)有脫硫循環(huán)泵入口，脫硫循環(huán)泵11的入口管道連通至該脫硫循環(huán)泵入口，出口管道分兩路，一路連通至脫硫噴淋層6的噴淋總管，一路連通至吸收塔I內(nèi)的濃縮池。調(diào)節(jié)區(qū)18和氧化區(qū)19的頂部均設(shè)置由漿液入口，通過溢流管道22連通至積液層4，該溢流管道22入口處為總管，與積液層4的處塔壁連通，出口分成兩路支管，一路支管連通至氧化區(qū)19頂部的漿液入口，一路支管連通至調(diào)節(jié)區(qū)18頂部的漿液入口，該溢流管道22的總管管壁開設(shè)加氨口，該加氨口通過一臺(tái)供氨泵20與氨儲(chǔ)存罐15連通，供氨泵20的入口管道連通氨儲(chǔ)存罐15，出口管道連通加氨口。氧化區(qū)19的頂部還設(shè)有氧化空氣出口，該氧化空氣出口通過出氣管21連通至濃縮池底部的布?xì)夤?，將氧化區(qū)19內(nèi)出來的氧化空氣送入濃縮池中，對(duì)濃縮池漿液進(jìn)行攪拌并增加氧化槽內(nèi)的空氣分壓。本發(fā)明的工藝流程如下:如圖1所示:鍋爐煙氣從入口煙道進(jìn)入吸收塔I中后，在濃縮區(qū)中，濃縮循環(huán)泵16將濃縮池中的濃縮液送至濃縮噴淋層3，與煙氣行充分的接觸傳熱，原煙氣降溫至700C -900C，濃縮漿液受熱后溶液中水分揮發(fā)導(dǎo)致濃縮液過飽和，漿液中的硫酸銨結(jié)晶成晶體小顆粒。在濃縮池底部，設(shè)布?xì)夤軐?duì)濃縮池進(jìn)行布?xì)?，保持硫酸銨晶體顆粒處于懸浮狀態(tài)。濃縮池中濃縮液的固含量達(dá)到一定范圍(通常為10%)時(shí)，濃縮液通過濃縮液排出泵8排出，濃縮池中漿液固含量控制在5%_12%。降溫后的煙氣穿過積液層4進(jìn)入吸收區(qū)脫硫脫硝、除霧器層7除霧排出。脫硫噴淋層6和脫硝噴淋層5噴出的漿液進(jìn)入積液層4中，溶液中主要為亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的混合物，積液層中漿液在重力作用下流入氧化槽2頂部，漿液經(jīng)過加氨調(diào)節(jié)PH值(調(diào)節(jié)為5 8)后由兩條管道分別送至調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)；在調(diào)節(jié)區(qū)中，漿液由脫硝循環(huán)泵10送入脫硝噴淋層5進(jìn)行脫硫、脫硝，由于調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)漿液沒有經(jīng)過氧化，溶液中保留了大量的亞硫酸根，具有較好的脫硝效果；在氧化區(qū)中，漿液在脫硫循環(huán)泵11的抽力作用下向下流動(dòng)，氧化空氣由氧化風(fēng)機(jī)17送入氧化區(qū)底部從氧化風(fēng)管中射出后向上移動(dòng)，多孔板9保證了氧化區(qū)中有較大的氣液接觸面積和漿液的均勻性，提高了氧化速率。氧化完全的硫酸銨溶液由脫硫循環(huán)泵11從底部分兩路送出，一路送至脫硫噴淋層7進(jìn)行脫硫，另一路送至吸收塔I底部進(jìn)行濃縮結(jié)晶。氨儲(chǔ)存罐15向氧化槽2頂部供氨，保證了氧化區(qū)和和調(diào)節(jié)區(qū)的PH值，控制溶液中亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的比例防止出現(xiàn)氣溶膠、氨逃逸和二氧化硫逃逸現(xiàn)象。濃縮液排出泵8將一定固含量的濃縮液送至晶體提濃罐12進(jìn)行結(jié)晶提濃，在晶體提濃罐12中，濃縮漿液溫度降低，溶解度下降，出現(xiàn)更多的硫酸銨晶體顆粒結(jié)晶析出，同時(shí)，由于溫度的降低，原硫酸銨晶體顆粒迅速長(zhǎng)大長(zhǎng)粗，濃縮液的固含量提高到15%-20%。提濃后的漿液由提濃液排出泵送至旋流器13旋流分離，旋流器13底流送至離心機(jī)14離心分離，然后進(jìn)行烘干干燥，得到硫酸銨成品顆粒，平均粒徑在0.5-3_。旋流器13和離心機(jī)14的回流母液送至濃縮池進(jìn)行再濃縮。實(shí)施例1某熱電廠，2臺(tái)410T/h鍋爐煙氣脫硫工程采用本工藝，煙氣中SO2濃度為5125mg/m3，NOx濃度為367mg/m3，氧化槽頂部漿液pH值通過加氨控制在7.0，漿液在氧化區(qū)中的流速為40m/h，氧化風(fēng)的0/S比控制在3，氧化風(fēng)管出氣孔徑為8mm，多孔板間距2.0m，2層多孔板孔徑為10mm，孔心距30mm，濃縮區(qū)濃縮噴淋液氣比為1.5L/m3、固含量控制為5%_10%，提濃罐中漿液停留時(shí)間為2小時(shí)、固含量控制為18%-20%，脫硫噴淋層液氣比控制為2.0L/m3、脫硝噴淋層液氣比控制為1.0L/m3。漿液出槽氧化率為99.8%，脫硫效率99.3%，脫硝效率46.2%，硫酸銨成品平均粒徑大于2.0mm。實(shí)施例2某自備電廠，I臺(tái)135麗機(jī)組鍋爐煙氣脫硫工程采用本工藝，煙氣中SO2濃度為2866mg/m3, NOx濃度為423mg/m3，氧化槽頂部漿液pH值通過加氨控制在6.8，漿液在氧化區(qū)中的流速為35m/h，氧化風(fēng)的0/S比控制在2.8，氧化風(fēng)管出氣孔徑為8mm，多孔板間距
2.0m，3層多孔板孔徑為10mm，孔心距30mm，濃縮區(qū)濃縮噴淋液氣比為1.5L/m3、固含量控制為5%-10%，提濃罐中漿液停留時(shí)間為2小時(shí)、固含量控制為18%-20%，脫硫噴淋層液氣比控制為1.0L/m3、脫硝噴淋層液氣比控制為1.5L/m3。漿液出槽氧化率為99.3%，脫硫效率99.1%，脫硝效率48.8%，硫酸銨成品平均粒徑大于2.0mm。實(shí)施例3某熱電廠，3臺(tái)130T/h鍋爐煙氣脫硫工程采用本工藝，煙氣中SO2濃度為1870mg/m3，NOx濃度為416mg/m3，氧化槽頂部漿液pH值通過加氨控制在7.0，漿液在氧化區(qū)中的流速為40m/h，氧化風(fēng)的Ο/S比控制在2.5，氧化風(fēng)管出氣孔徑為8mm，多孔板間距2.0m，2層多孔板孔徑為10mm，孔心距30mm，濃縮區(qū)濃縮噴淋液氣比為1.0L/m3、固含量控制為5%_10%，提濃罐中漿液停留時(shí)間為2小時(shí)、固含量控制為18%-20%，脫硫噴淋層液氣比控制為1.0L/m3、脫硝噴淋層液氣比控制為1.0L/m3。漿液出槽氧化率為99.0%，脫硫效率98.2%，脫硝效率51.7%，硫酸銨成品平均粒徑大于2.0mm。
權(quán)利要求
1.一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝裝置，包括帶有煙氣入口和煙氣出口的吸收塔，所述吸收塔內(nèi)由上至下依次為除霧器層、脫硫噴淋層、脫硝噴淋層、積液層、濃縮液噴淋層和濃縮池，所述煙氣入口位于濃縮池與濃縮液噴淋層之間，所述煙氣出口位于吸收塔頂部，濃縮池與濃縮噴淋層之間通過濃縮循環(huán)泵連通，濃縮池底部設(shè)有布?xì)夤埽? 其特征在于，還包括: 晶體提濃罐，與所述濃縮池連通，該晶體提濃罐下游依次連接旋流器和離心機(jī)； 氧化槽，該氧化槽內(nèi)分隔為調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，所述調(diào)節(jié)區(qū)與氧化區(qū)均連通至積液層，所述調(diào)節(jié)區(qū)通過脫硝循環(huán)泵與脫硝噴淋層連通，所述氧化層通過脫硫循環(huán)泵分別與脫硫噴淋層和濃縮池連通，氧化區(qū)的底部設(shè)有氧化風(fēng)管，氧化風(fēng)管上方設(shè)有若干層多孔板； 氨儲(chǔ)存罐，用于向氧化槽頂部輸送氨水以調(diào)節(jié)來自所述積液層的漿液的pH值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫脫硝裝置，其特征在于，所述多孔板設(shè)置為2 5層，每層間距為I 4m，多孔板的孔徑為2-20mm，孔心距為孔徑的2_5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫脫硝裝置，其特征在于，所述氧化風(fēng)管的下方設(shè)有若干個(gè)出氣孔，所述出氣孔的孔徑為3-15mm，孔心間距為出氣孔孔徑的5_50倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫脫硝裝置，其特征在于，所述氧化區(qū)與調(diào)節(jié)區(qū)的容積比為3:1 5:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫脫硝裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)區(qū)與氧化區(qū)之間設(shè)有平衡孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫硫脫硝裝置，其特征在于，所述氧化區(qū)的頂部設(shè)有連通至濃縮池的出氣管。
7.一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝工藝，其特征在于，包括如下步驟: 煙氣進(jìn)入吸收塔后先經(jīng)濃縮池內(nèi)的濃縮液噴淋降溫，降溫后的煙氣依次經(jīng)過噴淋脫硝、噴淋脫硫和除霧干燥后由煙氣出口排出； 噴淋脫硫和噴淋脫硝后的吸收液在氧化槽頂部加氨水調(diào)節(jié)pH值后弓I入氧化槽中，其中一部分吸收液引入氧化槽的調(diào)節(jié)區(qū)，經(jīng)脫硝循環(huán)泵打入脫硝噴淋層對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋脫硝，另一部分吸收液在氧化區(qū)內(nèi)自上而下勻速流動(dòng)，與向上運(yùn)動(dòng)的氧化空氣接觸進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化完成后經(jīng)脫硫循環(huán)泵分別打入脫硫噴淋層對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋脫硫和打入濃縮池對(duì)煙氣噴淋降溫并結(jié)晶； 氧化空氣從氧化槽的底部送入，向上運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過各層多孔板，被多孔板破碎后與吸收液進(jìn)行氧化反應(yīng)； 結(jié)晶后的濃縮液打入晶體提濃罐中，在晶體提濃罐中降溫提濃后再經(jīng)旋流分離、離心、干燥得到副產(chǎn)品硫酸銨。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硫脫硝工藝，其特征在于，所述濃縮池中的濃縮液中硫酸銨晶體固含量控制在5 12%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硫脫硝工藝，其特征在于，所述濃縮液噴淋降溫的液氣比為0.5-5L/m3，噴淋脫硝的液氣比為0.5-5L/m3，噴淋脫硫的液氣比為0.5_5L/m3。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣脫硫脫硝工藝，其特征在于，所述氧化區(qū)內(nèi)的吸收液的停留時(shí)間為10-60min，流速為10_50m/h，氧化空氣的風(fēng)量滿足氧化過程中的Ο/S比為2_5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回收硫酸銨的煙氣脫硫脫硝工藝及裝置，包括吸收塔，吸收塔內(nèi)由上至下依次為除霧器層、脫硫噴淋層、脫硝噴淋層、積液層、濃縮液噴淋層和濃縮池；與濃縮池連通的晶體提濃罐，該晶體提濃罐下游依次連接旋流器和離心機(jī)；氧化槽內(nèi)分隔為調(diào)節(jié)區(qū)和氧化區(qū)，調(diào)節(jié)區(qū)與氧化區(qū)均連通至積液層，調(diào)節(jié)區(qū)通過脫硝循環(huán)泵與脫硝噴淋層連通，氧化層通過脫硫循環(huán)泵分別與脫硫噴淋層和濃縮池連通，氧化區(qū)的底部設(shè)有氧化風(fēng)管，氧化風(fēng)管上方設(shè)有若干層多孔板；以及用于調(diào)節(jié)來自積液層的漿液pH值的氨儲(chǔ)存罐。本發(fā)明在保證較高的脫硫效率下，能有效控制系統(tǒng)的二氧化硫逃逸和氨逃逸，大幅提高系統(tǒng)的脫硝效率，實(shí)現(xiàn)硫酸銨晶體的大顆粒結(jié)晶。
文檔編號(hào)B01D53/78GK103203175SQ201310125918
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者李澤清, 莫建松, 吳忠標(biāo), 程常杰 申請(qǐng)人:浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)股份有限公司