專利名稱：適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)，具體地說是一種適用于鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣的濕 式氨法脫辟u工藝。
背景4支術(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國能源的消耗也不斷增大，S02和酸雨的污 染程度也日趨加重，已成為制約我國經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展的重要環(huán)境因素。目前，
對燒結(jié)煙氣S02排放的控制方法主要有(l)低硫原料配入法；(2)高煙囪稀 釋排放；(3)煙氣脫硫法。低硫原料配入法和高煙囪稀釋排放均受到能源和政 策的限制，并且不能從根本上解決S02污染，而我國的二氧化硫控制是排放濃 度和排放總量雙重控制，因此，為了根本消除S02污染和回收硫資源，煙氣脫
硫技術(shù)在燒結(jié)廠的應(yīng)用勢在必行。
除日本外，各國均很少有用于鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)，而日本的脫硫 裝置非常昂貴，運(yùn)行費(fèi)用也不菲，不適合我國鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣量大且濃度較 低的燒結(jié)煙氣脫硫。日本NKK氨法脫硫在概念上較為簡單，但是其具有以下缺 點(diǎn)
第一，采用填料塔作為吸收塔，由于煙氣量非常巨大，塔的制造困難比較 突出，特別是填料塔的吸收液的均布是一個(gè)難題。
第二，硫銨蒸發(fā)結(jié)晶采用一效蒸發(fā)，蒸汽耗量較大。
國內(nèi)針對燒結(jié)煙氣的氨一硫銨脫硫工藝一般采用常規(guī)單塔，主要存在以下 技術(shù)障礙。
在同樣的總亞鹽含量下，溶液的堿度越高尾氣中S02平衡濃度越低，但堿度越高，溶液表面氨平衡分壓越高，尾氣中的氨損失就越大，影響氨的利用率' 造成氨的二次污染。酸性條件下循環(huán)液中含有對S02有吸收作用的亞硫酸銨的 同時(shí)，也含有大量的硫酸銨成分，而硫酸銨對S02沒有吸收能力，因此造成大 量硫酸銨溶液參與空循環(huán)，造成循環(huán)泵動(dòng)力的大量消耗，增加運(yùn)行的成本，同 時(shí)影響脫硫效果，所以脫除煙氣中S02和減少氨損失防止氨霧氣溶膠形成是相
互制約的。常規(guī)單;荅在脫石克循環(huán)液池中直接將亞石危酸4妄氧化成石克酸銨，為保證
外排副產(chǎn)品的品質(zhì)，循環(huán)液成分上要為硫酸銨。吸收液中對S02起吸收作用的
主要是亞硫酸銨，而硫酸銨成分對吸收有一定的抑制作用，因此，單塔對脫硫 效率有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有濕式氨法脫硫工藝不適于燒結(jié)煙氣方面的應(yīng)用，本發(fā)明提出一種 適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，采用三循環(huán)工藝、塔外氧化、飽 和結(jié)晶，利用鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)的焦化廢氨水或其他氨水來處理其燒結(jié)機(jī)廢氣中的
S02，以廢治廢，并生成優(yōu)質(zhì)固體艱b銨，作為化肥出售，不僅減排了二氧化硫，
而且能夠帶來巨大的環(huán)境效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，其中包括下列步驟
a) 、氨水存儲罐(1)內(nèi)儲備氨水，通過管路系統(tǒng)供給二段循環(huán)儲罐(2) 和三段循環(huán)儲罐(3 );
b) 、煙氣進(jìn)入脫碌J荅(4)后，采用三循環(huán)工藝，用氨水進(jìn)行脫硫，生成亞 硫酸銨混合液，分別集中至脫石克塔(4)底部集液池(5)和三段循環(huán)儲罐(3) 中；
c )、脫石克塔(4 )底部集液池(5 )和三段循環(huán)儲罐(3 )中的亞硫酸銨溶液經(jīng)泵(6 ) ( 7 )輸送至亞硫酸銨氧化塔(8 )中，鼓風(fēng)機(jī)(15 )向氧化塔(8 )內(nèi) 鼓入空氣，并通過管路從氨水存儲罐(1 )補(bǔ)入適量氨水，循環(huán)泵(16)抽取氧 化塔(8)中上部的石危酸銨和亞石克酸銨混合液再次噴入氧化塔(8)內(nèi)，通過混 合使混合液中的亞石克酸銨與空氣中的氧氣充分接觸反應(yīng)，生成飽和硫酸銨溶液； d )、從氧化塔(8 )出來的飽和硫酸銨溶液進(jìn)入結(jié)晶槽(17 )進(jìn)行飽和結(jié)晶， 然后依次經(jīng)過離心分離機(jī)(18)、沸騰干燥器(19)、包裝系統(tǒng)(20)生產(chǎn)出成 品固體硫酸銨。
所述的適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，其中，所述的步驟b), 具體的工藝過程如下列步驟
bl)、煙氣從脫硫塔(4)中部進(jìn)入后，循環(huán)泵(9)抽取脫硫塔(4)底部 集液池(5)中的上層混合液通過脫硫塔(4)內(nèi)的第一噴淋層(12)對脫硫塔 內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第 一道循環(huán)脫硫；
b2 )、循環(huán)泵(10 )抽取脫硫塔(4 )底部集液池(5 )中的下層混合液通過 管路從二段循環(huán)儲罐(2)補(bǔ)充氨水后經(jīng)脫硫塔(4)內(nèi)的第二噴淋層(13)對 脫硫塔內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第二道循環(huán)脫硫；
b3 )、循環(huán)泵(11)抽取三段循環(huán)儲罐(3 )中的氨水通過脫硫塔(4 )內(nèi)的 第三噴淋層(14)對脫硫塔內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第三道循環(huán)脫石克，生成亞硫酸銨 混合液經(jīng)脫硫塔(4)中部的集液槽回流至三段循環(huán)儲罐(3)。
所述的適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫^5危工藝，其中，所述的步驟c), 混合采用如下方法氧化塔內(nèi)混合液是由循環(huán)泵(16)打入氣液攪拌器(21), 同時(shí)空氣由鼓風(fēng)機(jī)(15)壓入氣液攪拌器(21)內(nèi)，通過壓力多路噴出，兩者 實(shí)現(xiàn)混合。
采用本發(fā)明的有益效果為采用三段吸收，通過嚴(yán)格控制各循環(huán)段吸收液的參數(shù)實(shí)現(xiàn)分段吸收，可以保證較高的S02吸收率，保證系統(tǒng)出口氨損失達(dá)到
最小，保證產(chǎn)出較高濃度的亞硫銨及亞硫酸氫銨溶液；采用塔外氧化工藝，通 過控制加氨量和鼓氧量，可以實(shí)現(xiàn)較高的氧化率，保證溶液中硫酸銨的濃度， 易于實(shí)現(xiàn)后續(xù)的飽和結(jié)晶過程；脫硫產(chǎn)物硫酸銨的結(jié)晶采用飽和結(jié)晶方式既保 證了硫銨的純度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，又能大量節(jié)省蒸汽。最終通過以廢治廢達(dá) 到環(huán)保治理的"變廢為寶"，符合國家倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展。


圖1所示為本發(fā)明適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫^^工藝的系統(tǒng)和流 程示意圖。
1、氨水存儲罐；2、 二段循環(huán)儲罐；3、三段循環(huán)儲罐；4、脫硫塔；5、
底部集液池；6、 7、泵；8、氧化塔；9、 10、 11、循環(huán)泵；12、第一噴淋層； 13、第二噴淋層；14、第三噴淋層；15、鼓風(fēng)機(jī)；16、循環(huán)泵；17、結(jié)晶槽； 18、離心分離機(jī)；19、沸騰干燥器；20、包裝系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出了一種適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，以下參照 圖1給出的系統(tǒng)和流程示意圖，說明其實(shí)施的步驟
a) 、氨水存儲罐(1)內(nèi)儲備氨水，通過管路系統(tǒng)供給二段循環(huán)儲罐(2) 和三段循環(huán)儲罐(3 );
b) 、煙氣進(jìn)入脫石危塔(4)后，采用三循環(huán)工藝，用氨水進(jìn)行脫硫，煙氣從 脫硫塔(4)中部進(jìn)入后，循環(huán)泵(9)抽取脫硫塔(4)底部集液池(5)中的 上層混合液通過脫碌u塔(4)內(nèi)的第一噴淋層(12)對脫辟d荅內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行 第一道循環(huán)脫石克；循環(huán)泵(10)抽取脫硫塔(4)底部集液池(5)中的下層混 合液通過管路從二段循環(huán)儲罐(2)補(bǔ)充氨水后經(jīng)脫硫塔(4)內(nèi)的第二噴淋層(13)對脫硫塔內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第二道循環(huán)脫硫；循環(huán)泵(11)抽取三段循 環(huán)儲罐(3)中的氨水通過脫硫塔(4)內(nèi)的第三噴淋層(14)對脫硫塔內(nèi)的煙 氣噴淋進(jìn)行第三道循環(huán)脫硫，生成亞硫酸銨混合液經(jīng)脫硫塔(4 )中部的集液槽 回流至三段循環(huán)儲罐(3)，生成亞硫酸銨混合液，分別集中至脫硫塔(4)底部 集液池(5 )和三段循環(huán)儲罐(3 )中；
c )、脫硫塔(4 )底部集液池(5 )和三段循環(huán)儲罐(3 )中的亞硫酸銨溶液 經(jīng)泵(6 ) ( 7 )輸送至亞硫酸銨氧化塔(8 )中，鼓風(fēng)機(jī)(15 )向氧化塔(8 )內(nèi) 鼓入空氣，并通過管路從氨水存儲罐(1 )補(bǔ)入適量氨水，循環(huán)泵(16)抽取氧 化塔(8)中上部的硫酸銨和亞硫酸銨混合液再次噴入氧化塔(8)內(nèi)，氧化塔 內(nèi)混合液是由循環(huán)泵(16)打入氣液攪拌器(21)，同時(shí)空氣由鼓風(fēng)機(jī)(15)壓 入氣液攪拌器(21)內(nèi)，通過壓力多路噴出，兩者實(shí)現(xiàn)混合，通過混合使混合 液中的亞硫酸銨與空氣中的氧氣充分接觸反應(yīng)，生成飽和硫酸銨溶液；
d)、從氧化塔(8 )出來的飽和硫酸銨溶液進(jìn)入結(jié)晶槽(17 )進(jìn)行飽和結(jié)晶， 然后依次經(jīng)過離心分離機(jī)(18)、沸騰干燥器(19)、包裝系統(tǒng)(20)生產(chǎn)出成 品固體硫酸銨。
整個(gè)工藝過程可分為三個(gè)部分
1、三^殳循環(huán)吸收系統(tǒng)
包括氨水存儲罐(l )、 二段循環(huán)儲罐(2 )、三段循環(huán)儲罐(3 )、脫硫塔(4) 和用于循環(huán)的循環(huán)泵(9 )、 ( 10 )、 (11 )。 二個(gè)不同組分的循環(huán)儲罐(二段循環(huán) 儲罐(2)、三段循環(huán)儲罐(3))，脫硫塔(4)的底部集液池(5)也充當(dāng)一個(gè)循 環(huán)儲罐，相當(dāng)于三種不同組分，通過三個(gè)循環(huán)進(jìn)行三層噴淋，形成三段吸收， 通過嚴(yán)格控制各段吸收液的參數(shù)使各段吸收液具有不同的工藝指標(biāo)S/C、總亞 鹽濃度g/L、溶液pH值、堿度滴度及密度等，既保證了下部混合液中較高的亞銨含量，有助于提高S02的吸收率及亞鹽的純度，又保證上部煙氣通過吸收液 的組分來減少氨損失，使系統(tǒng)出口氨損失達(dá)到最小。
2、 塔外氧化
用氧化塔(8 )對脫硫塔(4 )底部集液池(5 )和三段循環(huán)儲罐(3 )中的 亞硫酸銨溶液進(jìn)行氧化。通過控制氧化塔(8)內(nèi)循環(huán)液組分參數(shù)，加氨量和鼓 氧量，使混合液中的亞碌u酸銨與空氣中的氧氣充分接觸反應(yīng)，生成飽和硫酸銨 溶液， 一方面保證三段循環(huán)吸收系統(tǒng)脫硫塔(4)內(nèi)S02較高的吸收率，另一方 面能夠?qū)崿F(xiàn)亞硫酸銨溶液較高的氧化率，保證溶液中硫銨的濃度，易于實(shí)現(xiàn)后 續(xù)的飽和結(jié)晶過程，保證硫銨晶體的純度，更容易保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
3、 飽和結(jié)晶
從氧化塔(8)出來的飽和硫酸銨溶液進(jìn)入結(jié)晶槽(17)進(jìn)行飽和結(jié)晶。蒸 發(fā)結(jié)晶屬強(qiáng)制結(jié)晶，其所形成的是細(xì)小的晶核(成粉末狀)，同時(shí)，在蒸發(fā)過程 中，其他雜質(zhì)和亞銨鹽類也會因水分的去除而與硫銨晶體一起析出，因此影響 晶體的純度和粒度；飽和法結(jié)晶屬于自然結(jié)晶，是其晶核形成和長大的過程， 因此生產(chǎn)的硫銨晶體純度高，雜質(zhì)少，其他酸式銨鹽類晶體少，同時(shí)晶體顆粒 大，屬優(yōu)質(zhì)硫銨，采用飽和結(jié)晶可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)硫銨晶體。
蒸發(fā)結(jié)晶耗能大，蒸發(fā)過程需要大量的蒸汽，需配置蒸汽鍋爐或者由用戶 方提供大量蒸汽，而且系統(tǒng)龐大，設(shè)備及管路非常復(fù)雜，不便于維護(hù)。而飽和 結(jié)晶法設(shè)備清晰，更利于節(jié)能。
本發(fā)明為我國目前預(yù)留的燒結(jié)脫硫提供了 一種低投資、低成本運(yùn)行并能實(shí) 現(xiàn)資源回收的脫硫工藝。符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策，利用鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)的 焦化廢氨水或其他氨水來處理其燒結(jié)機(jī)廢氣中的S02，以廢治廢，S02的吸收率 高，系統(tǒng)出口氨損失低，并生成優(yōu)質(zhì)固體硫酸銨，作為化肥出售，屬于資源變廢為寶的脫硫工藝，不僅減排了 二氧化硫，帶來巨大的環(huán)境效益和 一定的經(jīng)濟(jì) 效益。
權(quán)利要求
1、一種適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，其特征在于包括下列步驟a)、氨水存儲罐(1)內(nèi)儲備氨水，通過管路系統(tǒng)供給二段循環(huán)儲罐(2)和三段循環(huán)儲罐(3)；b)、煙氣進(jìn)入脫硫塔(4)后，采用三循環(huán)工藝，用氨水進(jìn)行脫硫，生成亞硫酸銨混合液，分別集中至脫硫塔(4)底部集液池(5)和三段循環(huán)儲罐(3)中；c)、脫硫塔(4)底部集液池(5)和三段循環(huán)儲罐(3)中的亞硫酸銨溶液經(jīng)泵(6)(7)輸送至亞硫酸銨氧化塔(8)中，鼓風(fēng)機(jī)(15)向氧化塔(8)內(nèi)鼓入空氣，并通過管路從氨水存儲罐(1)補(bǔ)入適量氨水，循環(huán)泵(16)抽取氧化塔(8)底部的硫酸銨和亞硫酸銨混合液再次噴入氧化塔(8)內(nèi)，通過混合使混合液中的亞硫酸銨與空氣中的氧氣充分接觸反應(yīng)，生成飽和硫酸銨溶液；d)、從氧化塔(8)出來的飽和硫酸銨溶液進(jìn)入結(jié)晶槽(17)進(jìn)行飽和結(jié)晶，然后依次經(jīng)過離心分離機(jī)(18)、沸騰干燥器(19)、包裝系統(tǒng)(20)生產(chǎn)出成品固體硫酸銨。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，其 中，所述的步驟b),具體的工藝過程包括下列步驟bl)、煙氣從脫石克塔(4)中部進(jìn)入后，循環(huán)泵(9)抽取脫硫塔(4)底部 集液池(5)中的上層混合液通過脫硫塔(4)內(nèi)的第一噴淋層(12)對脫硫塔 內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第 一道循環(huán)脫硫；b2)、循環(huán)泵(10 )抽取脫硫塔(4 )底部集液池(5 )中的下層混合液通過 管路從二段循環(huán)儲罐(2)補(bǔ)充氨水后經(jīng)脫硫塔(4)內(nèi)的第二噴淋層(13)對 脫硫塔內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第二道循環(huán)脫硫；b3)、循環(huán)泵(11 )抽取三段循環(huán)儲罐(3 )中的氨水通過脫硫塔(4 )內(nèi)的 第三噴淋層(14)對脫硫塔內(nèi)的煙氣噴淋進(jìn)行第三道循環(huán)脫硫，生成亞硫酸銨 混合液經(jīng)脫硫塔(4)中部的集液槽回流至三段循環(huán)儲罐(3)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，其中，所述的步驟c),混合采用如下方法氧化塔內(nèi)混合液是由泵打入氣液攪拌器，同時(shí)空氣由風(fēng)機(jī)壓入氣液攪拌器內(nèi)，通過壓力多路噴出，兩者實(shí)現(xiàn)混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于燒結(jié)煙氣的濕式氨法三循環(huán)脫硫工藝，采用三段循環(huán)吸收、塔外氧化、飽和結(jié)晶的方法實(shí)現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的脫硫，為我國目前預(yù)留的燒結(jié)脫硫提供了一種低投資、低成本運(yùn)行并能實(shí)現(xiàn)資源回收的脫硫工藝。利用鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)的焦化廢氨水或其他氨水來處理其燒結(jié)機(jī)廢氣中的SO₂，以廢治廢，SO₂的吸收率高，系統(tǒng)出口氨損失低，運(yùn)行過程無需大量蒸汽并生成優(yōu)質(zhì)固體硫酸銨，作為化肥出售，屬于資源變廢為寶的脫硫工藝，不僅減排了二氧化硫，帶來巨大的環(huán)境效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B01D53/78GK101474530SQ20081017202
公開日2009年7月8日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者孟凡華 申請人:無錫高達(dá)環(huán)境科技有限公司;孟凡華