本發(fā)明涉及煙氣脫硫領(lǐng)域，具體是一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

中國(guó)是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家,隨著工業(yè)的快速發(fā)展,煤炭燃燒生成的二氧化硫已成為中國(guó)大氣污染的主要污染物。我國(guó)煤炭資源中小于0.5％的特低硫煤很有限,主要分布在東北的黑龍江、吉林,華北的內(nèi)蒙古和西北的一些邊遠(yuǎn)省區(qū),儲(chǔ)量和產(chǎn)量并不多，而且要靠鐵路長(zhǎng)距離運(yùn)輸,運(yùn)費(fèi)亦昂貴。因此,大量開(kāi)采和普遍使用特低硫煤顯然是不現(xiàn)實(shí)的。

既然我國(guó)存在著豐富的高硫煤資源,并且已引發(fā)了嚴(yán)重污染和酸雨,說(shuō)明我國(guó)迫切需要有一套因地制宜、符合國(guó)情的高硫煤開(kāi)發(fā)和利用的對(duì)策和措施。高硫煤經(jīng)過(guò)洗選可以脫除大部分黃鐵礦和灰分,有利于提高、穩(wěn)定煤質(zhì)。但細(xì)粒分散狀黃鐵礦和有機(jī)硫是無(wú)法通過(guò)物理方法脫除,只有通過(guò)燃燒過(guò)程在煙氣中脫除。目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)和工藝,其脫硫效率一般均可達(dá)到90％以上。如果燃用含硫3％～4％的高硫煤通過(guò)上述方法實(shí)現(xiàn)90％脫硫效率的話,那么二氧化硫排放量?jī)H相當(dāng)于開(kāi)采和燃用含硫0.3％～0.4％的特低硫煤,即使按80％的脫硫率計(jì)算,亦相當(dāng)于開(kāi)采和燃用0.6％～0.8％的低硫煤。可見(jiàn)脫除二氧化硫、凈化煙氣是利用和治理高硫煤的有效途徑。

隨著電廠脫硫治理的開(kāi)始,一大批國(guó)外煙氣脫硫技術(shù)被不同的脫硫公司引進(jìn)到國(guó)內(nèi),絕大部分是石灰石-石膏濕法脫硫。該工藝產(chǎn)生的后遺癥就是脫硫石膏大量堆放，工業(yè)副產(chǎn)石膏中雜質(zhì)含量高且成分復(fù)雜，色澤差，受資源化利用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件限制，目前我國(guó)綜合利用率不足50％，其中磷石膏僅為27％、鈦石膏僅為30％。目前我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏累積堆存量已超過(guò)5億噸，占用土地，分解后造成二次污染，對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生危害，是制約我國(guó)化工、電力等行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。有專家呼吁，如果濕式“石灰石—石膏法”繼續(xù)作為未來(lái)煙氣脫硫主導(dǎo)工藝的話，脫硫石膏遺患必將成為繼二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。隨著煙氣脫硫在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的大規(guī)模使用,其他煙氣脫硫方法也逐漸被使用、被認(rèn)識(shí),包括海水法、氨法、鎂法、雙堿法等,這其中,氨法脫硫正受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。

氨法脫硫中，氨全部轉(zhuǎn)化為化肥，不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣，沒(méi)有二次污染，是一項(xiàng)真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的脫硫技術(shù)。而且氨法脫硫技術(shù)是擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，目前應(yīng)用較多的鈣法基本上都是從國(guó)外引進(jìn)，不但要支付較高的先期技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)和項(xiàng)目實(shí)施時(shí)的技術(shù)使用費(fèi)，常常是多家國(guó)內(nèi)脫硫公司引進(jìn)同一種技術(shù)，造成資源浪費(fèi)。但是氨法脫硫也存在一些弊端，如氨逃逸，產(chǎn)生氣溶膠和氣拖尾現(xiàn)象，亞硫酸銨氧化困難，長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生廢漿液等問(wèn)題，著力解決這些問(wèn)題，更有利于氨法脫硫在我國(guó)長(zhǎng)期和全面推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝及系統(tǒng)，有效的解決了氨法脫硫出現(xiàn)的氨逃逸和氣溶膠造成的煙氣拖尾現(xiàn)象，避免了亞硫酸銨難氧化的問(wèn)題，系統(tǒng)可以同時(shí)輸出多種具有較高價(jià)值的副產(chǎn)品，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，緩解了氨法脫硫成本較高的壓力。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，包括以下步驟：

(1)煙氣自上而下與氨水和氫氧化鈣吸收劑逆流接觸并降溫，進(jìn)行脫硫反應(yīng)；

(2)步驟(1)生成的硫酸銨與亞硫酸銨進(jìn)入再生池，在再生池用氫氧化鈣溶液再生，生成的氨水回流到脫硫塔循環(huán)使用，再生池底部的亞硫酸鈣被鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化生成硫酸鈣；

(3)步驟(2)生成的硫酸鈣排入硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池，與再生池產(chǎn)生的氨氣，以及煙氣中的二氧化碳在沉淀池中反應(yīng)得到硫酸銨溶液與碳酸鈣副產(chǎn)品，硫酸銨溶液經(jīng)離心、干燥、結(jié)晶后得到硫酸銨化肥；

(4)脫硫塔出氣口逃逸的氨氣經(jīng)中和反應(yīng)器的磷酸吸收，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量蒸發(fā)掉一部分水，磷酸銨的溶解度降低而析出結(jié)晶，反應(yīng)料漿進(jìn)入造粒機(jī)，后經(jīng)干燥得到磷酸銨復(fù)合肥，煙氣經(jīng)除酸器除酸后排入煙囪。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的吸收液ph控制在5.2～5.8。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的再生池生成的氨氣通過(guò)送氣管道連接到沉淀池。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的脫硫塔出來(lái)的部分煙氣通過(guò)加壓風(fēng)機(jī)通入沉淀池。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的沉淀池內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置，使硫酸鈣沉淀成懸濁液，先向池內(nèi)通入過(guò)量二氧化碳，然后通入氨氣，充分反應(yīng)后停止攪拌，得到碳酸鈣沉淀。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的沉淀池產(chǎn)生的尾氣排入煙囪。

作為優(yōu)選，本發(fā)明提供的一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，所述的中和反應(yīng)器噴淋而下的磷酸與煙氣逆流接觸。

本發(fā)明具體反應(yīng)原理如下：

(1)脫硫

2nh4oh+so2→(nh4)2so3+h2o

(nh4)2so3+so2+h2o→2nh4hso3

nh4oh+nh4hso3→(nh4)2so3+h2o

(2)再生

(nh4)2so3+ca(oh)2→caso3↓+2nh4oh

2nh4hso3+2ca(oh)2→2caso3↓+2nh3↑+4h2o

(3)氧化

2caso3+o2→2caso4

(4)制取硝酸銨化肥和碳酸鈣副產(chǎn)品

co2+2nh3+caso4+h2o→caco3+(nh4)2so4

(5)制取磷酸銨復(fù)合肥

nh3+h3po4→nh4h2po4

2nh3+h3po4→(nh4)2hpo4

一種改進(jìn)的氨法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述的脫硫系統(tǒng)包括脫硫塔，加氨系統(tǒng)，再生池，加壓風(fēng)機(jī)，硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池，沉淀池，中和反應(yīng)器，循環(huán)酸槽，化肥加工系統(tǒng)，碳酸鈣加工系統(tǒng)和煙囪；所述脫硫塔與加氨系統(tǒng)通過(guò)管路相連接；所述加氨系統(tǒng)的液氨罐與氨水儲(chǔ)備罐通過(guò)管路相連；所述化肥加工系統(tǒng)包括離心機(jī)，干燥器、造粒機(jī)和結(jié)晶槽；所述碳酸鈣加工系統(tǒng)包括濾膜過(guò)濾器，干燥機(jī)和粉碎器；所述加壓風(fēng)機(jī)將脫硫塔出來(lái)的煙氣通入沉淀池；所述再生池與脫硫塔底部通過(guò)管路相連接；所述循環(huán)酸槽與中和反應(yīng)器通過(guò)管路相連接；所述硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池通過(guò)管路與再生池相連接；所述中和反應(yīng)器出口和沉淀池出口分別與化肥加工系統(tǒng)通過(guò)管路相連接；所述碳酸鈣加工系統(tǒng)通過(guò)管路與沉淀池相連。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明有效的解決了氨法脫硫出現(xiàn)的氨逃逸，產(chǎn)生氣溶膠和煙氣拖尾現(xiàn)象，避免了亞硫酸銨難氧化的問(wèn)題，系統(tǒng)可以同時(shí)輸出多種具有較高價(jià)值的副產(chǎn)品，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，緩解了氨法脫硫成本較高的壓力。系統(tǒng)利用再生池產(chǎn)生的硫酸鈣制取硫酸銨化肥和碳酸鈣，將利用價(jià)值低、經(jīng)濟(jì)效益不大、且堆放造成環(huán)境污染的脫硫石膏變廢為寶。由于脫硫副產(chǎn)物的價(jià)值較高,煤中含硫量越高,脫硫副產(chǎn)品硫酸銨的產(chǎn)量越大,也就越經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，石灰石是制造水泥、石灰、電石的主要原料，是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑灰?guī)r，優(yōu)質(zhì)石灰石經(jīng)超細(xì)粉磨后，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，而且可作為用于制備輕質(zhì)碳酸鈣的原料。同時(shí)石灰?guī)r是不可再生資源，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和納米技術(shù)的發(fā)展，石灰石的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓寬。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說(shuō)明。

如圖1所示，一種改進(jìn)的氨法脫硫系統(tǒng)，系統(tǒng)包括脫硫塔，加氨系統(tǒng)，再生池，加壓風(fēng)機(jī)，硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池，沉淀池，中和反應(yīng)器，循環(huán)酸槽，化肥加工系統(tǒng)，碳酸鈣加工系統(tǒng)和煙囪；所述脫硫塔與加氨系統(tǒng)通過(guò)管路相連接；所述加氨系統(tǒng)的液氨罐與氨水儲(chǔ)備罐通過(guò)管路相連；所述化肥加工系統(tǒng)包括離心機(jī)，干燥器、造粒機(jī)和結(jié)晶槽；所述碳酸鈣加工系統(tǒng)包括濾膜過(guò)濾器，干燥機(jī)和粉碎器；所述加壓風(fēng)機(jī)將脫硫塔出來(lái)的煙氣通入沉淀池；所述再生池與脫硫塔底部通過(guò)管路相連接；所述循環(huán)酸槽與中和反應(yīng)器通過(guò)管路相連接；所述硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池通過(guò)管路與再生池相連接；所述中和反應(yīng)器出口和沉淀池出口分別與化肥加工系統(tǒng)通過(guò)管路相連接；所述碳酸鈣加工系統(tǒng)通過(guò)管路與沉淀池相連。

一種改進(jìn)的氨法脫硫工藝，包括以下步驟：

(1)煙氣自上而下與氨水和氫氧化鈣吸收劑逆流接觸并降溫，進(jìn)行脫硫反應(yīng)；

(2)步驟(1)生成的硫酸銨與亞硫酸銨進(jìn)入再生池，再生池用氫氧化鈣再生，生成的氨水回流到脫硫塔循環(huán)使用，再生池底部的亞硫酸鈣被鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣氧化生成硫酸鈣；

(3)步驟(2)生成的硫酸鈣被排出泵打入硫酸鈣懸濁液儲(chǔ)備池，與再生池產(chǎn)生的氨氣，以及煙氣中的二氧化碳在沉淀池中反應(yīng)得到硫酸銨溶液與碳酸鈣副產(chǎn)品，硫酸銨溶液經(jīng)離心、干燥、結(jié)晶后得到硫酸銨化肥；

(4)脫硫塔出氣口逃逸的氨氣經(jīng)中和反應(yīng)器的磷酸吸收，產(chǎn)生的熱量又蒸發(fā)一部分水，磷酸銨的溶解度降低而析出結(jié)晶，反應(yīng)料漿進(jìn)入造粒機(jī)，后經(jīng)干燥得到磷酸銨復(fù)合肥，煙氣經(jīng)除酸器除酸后排入煙囪。

由于亞硫酸銨難氧化，而且銨根離子的存在會(huì)降低氧氣在溶液中的溶解度，將硫酸銨與亞硫酸銨混合液打入再生池，將難于氧化的亞硫酸銨轉(zhuǎn)化為易于氧化的亞硫酸鈣，再生的氨水回流到脫硫塔，保持吸收液的ph在5.2～5.8，氧化生成的硫酸鈣與再生池產(chǎn)生的氨氣和煙氣中的二氧化碳反應(yīng)制取硫酸銨和碳酸鈣，沉淀池內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置，使硫酸鈣沉淀成懸濁液，先向池內(nèi)通入過(guò)量二氧化碳，然后通入氨氣，充分反應(yīng)后停止攪拌，得到碳酸鈣沉淀，沉淀池產(chǎn)生的尾氣排放到煙囪。脫硫塔排放的煙氣進(jìn)入中和反應(yīng)器，與噴淋而下的磷酸逆流接觸，脫除逃逸的氨氣，為了使氨氣被全部吸收可以使磷酸過(guò)量，當(dāng)然也可以控制氨氣與磷酸的比例，使反應(yīng)產(chǎn)物主要為磷酸氫二銨。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。