專利名稱：鋼鐵、煤化企業(yè)煉焦廢氨水脫除煙氣so的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵、煤化企業(yè)煉焦廢氨水脫除煙氣SO2的工藝及裝置，屬化學(xué)工程與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
涉及鋼鐵、煤化企業(yè)利用煉焦裝置自產(chǎn)低濃度廢氨水脫除鋼鐵燒結(jié)煙氣或鍋爐煙氣SO2，達(dá)到治理環(huán)境污染、資源綜合利用生產(chǎn)化肥產(chǎn)品的目的。
背景技術(shù)：
氨法吸收SO2是利用經(jīng)典的化學(xué)原理，一種是氨水直接噴淋與煙氣中的SO2直接生成(NH4)2SO3、NH4HSO3，這種直接法氨損失大、二次污染大、成本高。工業(yè)上應(yīng)用脫硫是利用(NH4)2SO3吸收SO2形成NH4HSO3，補(bǔ)充的氨使NH4HSO3又轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO3，實(shí)現(xiàn) 循環(huán)氨耗小、穩(wěn)定吸收。利用氨法回收硫酸生產(chǎn)尾氣中的低濃度SO2，使煙氣達(dá)標(biāo)排放，吸收后可獲得(NH4)2SO3、NH4HSO3，在一般硫酸廠應(yīng)用氨-酸法，吸收后的母液加入過量H2SO4分解亞鹽，分解亞鹽過程中解吸出適宜濃度的SO2返回制酸，解吸液經(jīng)NH3中和后得到(NH3)2SO4溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥后得到產(chǎn)品。傳統(tǒng)技術(shù)適用于煙氣量和SO2濃度穩(wěn)定情況脫硫，利用外購液氨或碳酸氨作氨源，液氨氣化溶解于水形成氨水作為初始吸收劑加入吸收母液或氣氨直接加入吸收母液，利用液氨作原料加氨的方法需要設(shè)有壓力設(shè)備的氨站，投資較大，且氨蒸發(fā)耗能。利用碳氨則成本較高，大型脫硫裝置一般不采用。
對(duì)于無硫酸生產(chǎn)裝置的企業(yè)煙氣脫硫用上述方法需建設(shè)硫酸裝置，投資大，目前國內(nèi)外均在開發(fā)氨法吸收SO2形成的亞鹽直接氧化為硫酸銨的方法。
本發(fā)明已獲專利權(quán)的“低濃度SO2煙氣吸收氧化后直接制備K2SO4的方法及其裝置”公開了一種較好的煙氣SO2的脫除方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)有焦化裝置的企業(yè)煙氣脫硫，直接利用焦化生產(chǎn)的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，將焦化的氨回收與煙氣脫硫工藝鏈接，減少焦化蒸氨能耗，不需要建設(shè)氨站，實(shí)現(xiàn)煙氣SO2及焦化廢氨水資源化利用的工藝，達(dá)到治理環(huán)境污染，同時(shí)獲得化肥的目的。
本發(fā)明是在傳統(tǒng)氨法吸收及亞鹽氧化工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。本工藝對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。本工藝直接利用焦化生產(chǎn)的2％-20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級(jí)氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3或S2O3-2，處理后煙氣達(dá)標(biāo)排放，回收硫酸銨；具體過程如下a.130-150℃來自鋼鐵或煤化企業(yè)燒結(jié)的熱煙氣或鍋爐煙氣，以20-27m/s氣速從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂?shù)哪鎳姽苌喜窟M(jìn)入，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200-1230g/cm3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50-65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20-27m/s氣速從吸收塔(2)上部逆噴管進(jìn)入，與總鹽濃度250-350g/L、堿度5-15tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000～7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達(dá)標(biāo)排放；b.吸收塔(2)下部為吸收母液循環(huán)槽，2％-20％的焦化氨水直接補(bǔ)到吸收塔(2)下部的母液循環(huán)槽內(nèi)，吸收液堿度5-15tt°、PH值5.5-6.2、密度1130-1150g/cm3，由吸收液循環(huán)泵(3)循環(huán)吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時(shí)通過鼓風(fēng)機(jī)(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進(jìn)行氧化，鼓入空氣的量按塔截面60-100m3/m2.h計(jì)算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經(jīng)泡罩風(fēng)帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)；氧化母液溢流入硫銨母液循環(huán)槽(9)，由硫酸銨循環(huán)泵(13)按體積比L/G＝3/1000輸送母液至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下端從噴頭向氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50-65℃，母液濃縮至400-500g/L，濃縮槽母液加氨水調(diào)節(jié)PH為6時(shí)，用硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(jī)(12)過濾，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶干燥后得產(chǎn)品；c.催化劑Fe+3或S2O3-2的加入催化劑添加量按每小時(shí)的吸收母液排出量的0.01-0.03mol/L補(bǔ)充，配成20％水溶液，分別在吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)進(jìn)口處間歇補(bǔ)入，其中水溶液的1/3補(bǔ)入吸收液循環(huán)泵(3)入口，水溶液的2/3補(bǔ)入吸收液輸送泵(5)入口。
本方法采用裝置中設(shè)備吸收塔(2)、煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)、亞鹽氧化塔(8)為本工藝設(shè)計(jì)自制設(shè)備，其余為市場(chǎng)購買。該裝置由氨水高位槽(1)、通過管路與氨水高位槽(1)連接的吸收塔(2)、分別置于吸收塔(2)下部的吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)、分別與吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)的輸送管連接的催化劑溶液槽(4)、通過管路與吸收塔(2)和吸收液輸送泵(5)連接的亞鹽氧化塔(8)、置于亞鹽氧化塔(8)下部的鼓風(fēng)機(jī)(6)、通過管路與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)連接且下部設(shè)有星形閥(10)的硫酸銨母液循環(huán)槽(9)、與星形閥(10)連接的硫銨液輸出過濾泵(11)、與硫銨液輸出過濾泵(11)連接的過濾機(jī)(12)、通過管路分別與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)和硫酸銨母液循環(huán)槽(9)連接的硫酸銨循環(huán)泵(13)組成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有直接利用2％-20％的廢氨水，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除，省去有壓力設(shè)備的附設(shè)氨站建設(shè)，同時(shí)減少了焦化冷凝氨水蒸氨的能耗，減少了焦化含氨廢水的處理量，因而提高了焦化的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，降低了脫硫和硫銨的生產(chǎn)成本，除塵效果顯著提高，使煙氣脫硫生產(chǎn)硫酸銨具有較好的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。


附圖為本發(fā)明的工藝流程示意圖及裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1直接利用焦化生產(chǎn)的2％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級(jí)氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3，處理后煙氣達(dá)標(biāo)排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、130℃來自鋼鐵燒結(jié)的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度1000mg-2000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經(jīng)電除塵或布袋除塵)，以20m/s氣速從上部進(jìn)入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20m/s氣速進(jìn)入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度250g/L、堿度5tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達(dá)標(biāo)排放；2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環(huán)槽，2％的焦化氨水直接補(bǔ)到吸收塔(2)下部的母液循環(huán)槽內(nèi)，吸收液堿度5tt°、PH值5.5、密度1130g/cm3，由吸收液循環(huán)泵(3)循環(huán)吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8).同時(shí)通過鼓風(fēng)機(jī)(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進(jìn)行氧化，鼓入空氣的量按塔截面60m3/m2.h計(jì)算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經(jīng)泡罩風(fēng)帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環(huán)槽(9)，由硫酸銨循環(huán)泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50℃，母液濃縮至400g/L，濃縮槽母液經(jīng)硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(jī)(12)過濾，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶干燥后得產(chǎn)品。
3、催化劑Fe+3的加入催化劑添加量按每小時(shí)的吸收母液排出量的0.01mol/L補(bǔ)充，配成20％(質(zhì)量濃度)水溶液，分別在吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)進(jìn)口處間歇補(bǔ)入，其中水溶液的1/3補(bǔ)入吸收液循環(huán)泵(3)入口，水溶液的2/3補(bǔ)入吸收液輸送泵(5)入口。
實(shí)施例2直接利用焦化生產(chǎn)的10％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級(jí)氧化的亞鹽氧化過程中加入S2O3-2，處理后煙氣達(dá)標(biāo)排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、140℃來自鋼鐵燒結(jié)的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度2000mg-5000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經(jīng)電除塵或布袋除塵)，以22m/s氣速從上部進(jìn)入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1215g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至60℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以23m/s氣速進(jìn)入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度300g/L、堿度10tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝6/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達(dá)標(biāo)排放。
2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環(huán)槽，10％的焦化氨水直接補(bǔ)到吸收塔(2)下部的母液循環(huán)槽內(nèi)，吸收液堿度10tt°、PH值5.8、密度1140g/cm3，由吸收液循環(huán)泵(3)循環(huán)吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時(shí)通過鼓風(fēng)機(jī)(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進(jìn)行氧化，鼓入空氣的量按塔截面80m3/m2.h計(jì)算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經(jīng)泡罩風(fēng)帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環(huán)槽(9)，由硫酸銨循環(huán)泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至60℃，母液濃縮至450g/L，濃縮槽母液經(jīng)硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(jī)(12)過濾，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶干燥后得產(chǎn)品。
3、催化劑S2O3-2的加入催化劑添加量按每每小時(shí)的吸收母液排出量的0.018mol/L補(bǔ)充，配成20％(質(zhì)量濃度)水溶液，分別在吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)進(jìn)口處間歇補(bǔ)入，其中水溶液的1/3補(bǔ)入吸收液循環(huán)泵(3)入口，水溶液的2/3補(bǔ)入吸收液輸送泵(5)入口。
實(shí)施例3直接利用焦化生產(chǎn)的20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級(jí)氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3，處理后煙氣達(dá)標(biāo)排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、150℃來自鋼鐵燒結(jié)的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度3000mg-5000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經(jīng)電除塵或布袋除塵)，以27m/s氣速從上部進(jìn)入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1230g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以24m/s氣速進(jìn)入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度350g/L、堿度15tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達(dá)標(biāo)排放。
2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環(huán)槽，20％的焦化氨水直接補(bǔ)到吸收塔(2)下部的母液循環(huán)槽內(nèi)，吸收液堿度15tt°、PH值6.2、密度1150g/cm3，由吸收液循環(huán)泵(3)循環(huán)吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時(shí)通過鼓風(fēng)機(jī)(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進(jìn)行氧化，鼓入空氣的量按塔截面100m3/m2.h計(jì)算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經(jīng)泡罩風(fēng)帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環(huán)槽(9)，由硫酸銨循環(huán)泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至65℃，母液濃縮至500g/L，濃縮槽母液經(jīng)硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(jī)(12)過濾，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶干燥后得產(chǎn)品。
3、催化劑Fe+3的加入催化劑添加量按每每小時(shí)的吸收母液排出量的0.025mol/L補(bǔ)充，配成20％(質(zhì)量濃度)水溶液，分別在吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)進(jìn)口處間歇補(bǔ)入，其中水溶液的1/3補(bǔ)入吸收液循環(huán)泵(3)入口，水溶液的2/3補(bǔ)入吸收液輸送泵(5)入口。
權(quán)利要求
1.一種鋼鐵、煤化企業(yè)煉焦廢氨水脫除煙氣SO2的工藝，采用氨法吸收及亞鹽氧化工藝，其特征在于直接利用焦化生產(chǎn)的2％-20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結(jié)煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級(jí)氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3或S2O3-2，處理后煙氣達(dá)標(biāo)排放，回收硫酸銨；具體過程如下a.130-150℃來自鋼鐵或煤化企業(yè)燒結(jié)的熱煙氣或鍋爐煙氣，以20-27m/s氣速從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂?shù)哪鎳姽苌喜窟M(jìn)入，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200-1230g/cm3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50-65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20-27m/s氣速從吸收塔(2)上部逆噴管進(jìn)入，與總鹽濃度250-350g/L、堿度5-15tt的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000～7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達(dá)標(biāo)排放；b.吸收塔(2)下部為吸收母液循環(huán)槽，2％-20％的焦化氨水直接補(bǔ)到吸收塔(2)下部的母液循環(huán)槽內(nèi)，吸收液堿度5-15tt、PH值5.5-6.2、密度1130-1150g/cm3，由吸收液循環(huán)泵(3)循環(huán)吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時(shí)通過鼓風(fēng)機(jī)(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進(jìn)行氯化，鼓入空氣的量按塔截面60-100m3/m2.h計(jì)算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經(jīng)泡罩風(fēng)帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)；氧化母液溢流入硫銨母液循環(huán)槽(9)，由硫酸銨循環(huán)泵(13)按體積比L/G＝3/1000輸送母液至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下端從噴頭向氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50-65℃，母液濃縮至400-500g/L，濃縮槽母液加氨水調(diào)節(jié)PH為6時(shí)，用硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(jī)(12)過濾，再經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶干燥后得產(chǎn)品；c.催化劑Fe+3或S2O3-2的加入催化劑添加量按每小時(shí)的吸收母液排出量的0.01-0.03mol/L補(bǔ)充，配成20％水溶液，分別在吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)進(jìn)口處間歇補(bǔ)入，其中水溶液的1/3補(bǔ)入吸收液循環(huán)泵(3)入口，水溶液的2/3補(bǔ)入吸收液輸送泵(5)入口。
2.權(quán)利要求1所述工藝采用的裝置，其特征在于該裝置由氨水高位槽(1)、通過管路與氨水高位槽(1)連接的吸收塔(2)、分別置于吸收塔(2)下部的吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)、分別與吸收液循環(huán)泵(3)和吸收液輸送泵(5)的輸送管連接的催化劑溶液槽(4)、通過管路與吸收塔(2)和吸收液輸送泵(5)連接的亞鹽氧化塔(8)、置于亞鹽氧化塔(8)下部的鼓風(fēng)機(jī)(6)、通過管路與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)連接且下部設(shè)有星形閥(10)的硫酸銨母液循環(huán)槽(9)、與星形閥(10)連接的硫銨液輸出過濾泵(11)、與硫銨液輸出過濾泵(11)連接的過濾機(jī)(12)、通過管路分別與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)和硫酸銨母液循環(huán)槽(9)連接的硫酸銨循環(huán)泵(13)組成。
全文摘要
一種鋼鐵、煤化企業(yè)煉焦廢氨水脫除煙氣SO
文檔編號(hào)B01D53/79GK1986031SQ20061004870
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者曾子平, 劉應(yīng)隆 申請(qǐng)人:云南亞太環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究有限公司