本發(fā)明屬于尾氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t尾氣中含有二氧化硫、三氧化硫及各種粉塵類物質(zhì)，直接排入空氣會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，焦?fàn)t尾氣必須經(jīng)過(guò)處理，尤其是脫硫處理后才能排入空氣。氨法脫硫是焦?fàn)t尾氣脫硫的一種重要方法，其原理是在脫硫塔內(nèi)，利用氨水與二氧化硫的反應(yīng)或氨水與亞硫酸銨的反應(yīng)除去焦?fàn)t尾氣中的二氧化硫。對(duì)上述過(guò)程生成的亞硫酸氫銨還可進(jìn)一步通入氨水處理使其轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨，對(duì)亞硫酸銨也可進(jìn)一步進(jìn)行氧化處理以將其轉(zhuǎn)化為硫酸銨。以上各過(guò)程涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：
so2+2nh3+h2o＝(nh4)2so3
so2+(nh4)2so3+h2o＝2nh4hso3
nh3+nh4hso3＝(nh4)2so3
so3+h2o＝h2so4
h2so4+2nh3·h2o＝(nh4)2so4+2h2o
2(nh4)2so3+o2＝2(nh4)2so4
利用如上原理的現(xiàn)有的氨法脫硫技術(shù)存在的主要問(wèn)題是：由于脫硫塔內(nèi)氨水的通入和分布沒(méi)有做優(yōu)化，所以造成脫硫效率不高；且無(wú)論是在脫硫塔內(nèi)氧化亞硫酸銨還是在脫硫塔外氧化亞硫酸銨，亞硫酸銨轉(zhuǎn)化為硫酸銨的效率都不夠高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，該方法較現(xiàn)有的焦?fàn)t尾氣脫硫方法可明顯提高脫硫效率。
為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其包括如下步驟：
(1)從位于脫硫塔下部噴淋層的底部通入所述的焦?fàn)t尾氣，并從位于所述的噴淋層的頂部均勻霧化噴入亞硫酸銨溶液，從而使焦?fàn)t尾氣與亞硫酸銨溶液逆流接觸發(fā)生反應(yīng)，脫硫塔塔底流出液經(jīng)循環(huán)泵打回脫硫塔進(jìn)行循環(huán)并經(jīng)從脫硫塔塔底加入的氨水調(diào)節(jié)整個(gè)循環(huán)體系的ph值。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的脫硫塔為噴淋塔，采用空塔噴淋的方式。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中通入所述的脫硫塔的亞硫酸銨溶液的質(zhì)量百分比濃度為15-25％。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中通入所述的脫硫塔的氨水的質(zhì)量百分比濃度為5-20％。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的噴淋層的高度為500-800mm。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中焦?fàn)t尾氣、亞硫酸銨溶液的體積流量比為1:400。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的脫硫塔在噴淋層的上部還設(shè)置有清洗層，以去除尾氣中少量微米級(jí)亞硫酸氫銨、硫酸銨、微小固體顆粒和游離氨，有效解決氣溶膠、氨逃逸和尾氣拖白問(wèn)題。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的脫硫塔在噴淋層的上部還設(shè)置有除霧層，所述的除霧層通過(guò)設(shè)置在其中的除霧器除去尾氣中夾帶的霧滴。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的除霧層在除霧器的上方進(jìn)一步設(shè)置有工藝水清洗裝置，用于清洗所述的除霧器防止堵塞，并對(duì)尾氣中夾帶的氨再次進(jìn)行吸收，以降低排出尾氣中氨含量。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的脫硫塔在所述的噴淋層的上部依次設(shè)置有清洗層和除霧層，所述的尾氣經(jīng)所述的除霧層處理后自所述的脫硫塔的頂部排向大氣。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的方法在步驟(1)前先將所述的焦?fàn)t尾氣通至預(yù)脫硫塔，在所述的預(yù)脫硫塔內(nèi)所述的焦?fàn)t尾氣與噴入所述的預(yù)脫硫塔的亞硫酸銨溶液發(fā)生反應(yīng)以除去部分尾氣中的二氧化硫。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中通入所述的預(yù)脫硫塔的亞硫酸銨溶液的質(zhì)量百分比濃度為3-5％。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的預(yù)脫硫塔內(nèi)焦?fàn)t尾氣、亞硫酸銨溶液的體積流量比為1:400。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的方法在步驟(1)后進(jìn)一步包括如下的步驟：
(2)所述的脫硫塔塔底流出液經(jīng)循環(huán)泵打回脫硫塔，當(dāng)經(jīng)多次循環(huán)使所述的脫硫塔塔底流出液中的亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的總質(zhì)量百分比濃度達(dá)到20％時(shí)，將所述的脫硫塔塔底流出液經(jīng)循環(huán)泵送至靜態(tài)混合器，在靜態(tài)混合器中通過(guò)控制氨水的加入量來(lái)調(diào)節(jié)混合溶液的ph值，從而將脫硫塔塔底流出液中的亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中步驟(2)中通入氨水的質(zhì)量百分比濃度為5-20％。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中步驟(2)中所述的靜態(tài)混合器中塔底流出液與氨水的混合比為0.5-1％:1。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的方法在步驟(2)后進(jìn)一步包括如下的步驟：。
(3)將步驟(2)轉(zhuǎn)化后的溶液送入氧化槽進(jìn)行氧化，從而將亞硫酸銨氧化為硫酸銨。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中步驟(3)中氧氣的體積百分比濃度為15-21％。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中步驟(3)中所述的轉(zhuǎn)化后的溶液亞硫酸銨與氧氣的混合摩爾比為2-5。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，其中所述的氧化槽共有兩級(jí)，從而使所述的亞硫酸銨分兩級(jí)進(jìn)行氧化。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于，利用本發(fā)明的焦?fàn)t尾氣的脫硫方法，可較現(xiàn)有的焦?fàn)t尾氣脫硫方法明顯提高脫硫效率，并將脫硫生成的亞硫酸銨更完全的轉(zhuǎn)化為硫酸銨；而在脫硫塔脫硫過(guò)程中也可有效防止循環(huán)泵作用下部分氨氣揮發(fā)導(dǎo)致的氨逃逸，并防止脫硫生成的亞硫酸氫氨氣溶膠隨煙氣從塔頂排出，導(dǎo)致煙氣拖白。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的一種焦?fàn)t尾氣的脫硫方法的裝置圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作出進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1：焦?fàn)t尾氣的脫硫塔處理
圖1中的脫硫塔2自下而上共分為噴淋層3、清洗層4、除霧層5三層，三層的高度分別為14m、0.5m、6m。
在脫硫塔2下部噴淋層3的底部通入焦?fàn)t尾氣(焦?fàn)t燃燒產(chǎn)生的尾氣，其中二氧化硫含量500mg/nm3)，噴淋層3的頂部均勻霧化噴入亞硫酸銨溶液，從而使焦?fàn)t尾氣與亞硫酸銨溶液逆流接觸發(fā)生反應(yīng)。焦?fàn)t尾氣中的so2等酸性氣體和亞硫酸銨溶液反應(yīng)生成亞硫酸氫銨進(jìn)入塔底流出液，焦?fàn)t尾氣中夾帶的粉塵和氨也被洗滌下來(lái)。脫硫塔2塔底流出液經(jīng)循環(huán)泵打回脫硫塔2進(jìn)行循環(huán)并經(jīng)從脫硫塔2塔底加入的氨水調(diào)節(jié)整個(gè)循環(huán)體系的ph值。循環(huán)進(jìn)行脫硫反應(yīng)直至脫硫塔2塔底流出液中的亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的總質(zhì)量百分比濃度達(dá)到20％以上時(shí)取樣進(jìn)行測(cè)定。
焦?fàn)t尾氣在噴淋層3內(nèi)脫硫后，通過(guò)煙道進(jìn)入脫硫塔的湍球清洗層4(內(nèi)裝多面球，通過(guò)增加氣液接觸面積去除煙氣中的粉塵)，以去除尾氣中少量微米級(jí)亞硫酸氫銨、硫酸銨和微小固體顆粒以及游離氨，有效解決氣溶膠、氨逃逸和尾氣拖白問(wèn)題。
尾氣在清洗層4清洗后向上進(jìn)入除霧層5，除去尾氣中夾帶的霧滴，在除霧器上部設(shè)有工藝水清洗裝置，不僅可以清洗除霧器、預(yù)防堵塞，而且可以對(duì)尾氣中夾帶的氨再次吸收，降低排出尾氣中氨含量。
焦?fàn)t尾氣經(jīng)除霧層5處理后自脫硫塔的頂部排向大氣。
上述加入脫硫塔的氨水用于控制循環(huán)液的ph值。氨不會(huì)直接進(jìn)入氣相，故尾氣出口的氨含量很低。
以下表1是各反應(yīng)物在不同濃度、流量下脫硫塔的處理效果。
表1反應(yīng)物在不同濃度、流量下脫硫塔的處理效果
由表1結(jié)果可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)脫硫、洗滌、除霧，焦?fàn)t尾氣出口so2小于30mg/nm3，粉塵(固形物)小于15mg/nm3，送至熱管式換熱器與余熱回收裝置煙氣進(jìn)行換熱，將其提溫至130℃左右，送至原煙囪排放以保證煙囪熱備。
實(shí)施例2：焦?fàn)t尾氣的預(yù)脫硫處理
焦?fàn)t尾氣在通入實(shí)施例1的脫硫塔前，先從底部通入預(yù)脫硫塔1，與從預(yù)脫硫塔1頂部通入的亞硫酸銨溶液逆流發(fā)生反應(yīng)，預(yù)脫硫塔高度為(27m)。從預(yù)脫硫塔1頂部導(dǎo)出的焦?fàn)t尾氣進(jìn)一步通入脫硫塔進(jìn)行脫硫。以下表2是不同處理?xiàng)l件下焦?fàn)t尾氣的預(yù)脫硫效果。
表2不同處理?xiàng)l件下焦?fàn)t尾氣的預(yù)脫硫效果
實(shí)施例3：脫硫塔塔底流出液的轉(zhuǎn)化和氧化處理
實(shí)施例1的脫硫塔塔底流出液中的亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的總質(zhì)量百分比濃度達(dá)到20％時(shí)，將部分脫硫塔塔底流出液經(jīng)循環(huán)泵送至靜態(tài)混合器。在靜態(tài)混合器中通過(guò)控制氨水的加入量來(lái)調(diào)節(jié)混合溶液的ph值，從而將脫硫塔塔底流出液中的亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨。轉(zhuǎn)化后的溶液先后送入兩級(jí)氧化槽進(jìn)行氧化，從而將亞硫酸銨氧化為硫酸銨。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)兩級(jí)氧化槽的氧化，亞硫酸銨的氧化率達(dá)到95％以上，氧化過(guò)后的硫酸銨溶液濃度在280～350g/l之間。
脫硫塔內(nèi)氧化及脫硫塔外氧化均是氨法脫硫常用的氧化技術(shù)，本發(fā)明的脫硫塔外氧化與現(xiàn)有技術(shù)的脫硫塔內(nèi)氧化的效果對(duì)比如下：
a、液氣比：塔內(nèi)氧化流程需要較大的液氣比來(lái)達(dá)到一定的脫硫效率，一般液氣比需要2.5:1，即便這樣也無(wú)法達(dá)到較高的脫硫效率。而本發(fā)明的塔外氧化流程由于塔底流出液是吸收so2的有效成分，故液氣比維持在1.2～2.0:1左右就可以達(dá)到較高的脫硫效率。
b、動(dòng)力消耗：由于塔內(nèi)氧化流程需要較大的液氣比，所以循環(huán)溶液量較大，循環(huán)泵的電耗也較高，且需要設(shè)置較大功率的氧化風(fēng)機(jī)，故電耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于塔外氧化流程。
c、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性：塔內(nèi)氧化流程需要將塔內(nèi)溶液的硫酸銨濃度控制在較高的濃度范圍內(nèi)操作，在塔內(nèi)容易析出硫酸銨晶體，而硫酸銨晶體較為堅(jiān)硬，對(duì)溶液循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)泵、液體分布器、噴頭及脫硫塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)均會(huì)造成較大的磨損而大大縮短使用周期，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。
d、氧化效率：本發(fā)明的塔外氧化采用雙級(jí)再生氧化法，采用噴射器內(nèi)液體高速流動(dòng)形成的負(fù)壓將氧氣吸入后氧化亞硫酸銨，亞硫酸銨氧化成硫酸銨的氧化率極高，優(yōu)于塔內(nèi)的空氣曝氣氧化，氧化后的硫酸銨產(chǎn)品中亞硫酸銨成分含量很低，使得回收的硫酸銨產(chǎn)品回收率高且品質(zhì)純正；且不使用功率較大的氧化風(fēng)機(jī)，降低了電耗和噪聲；還大大降低了脫硫液的循環(huán)量，從而也降低了電耗。