本發(fā)明涉及一種煙氣中二氧化硫脫除技術(shù),具體是一種提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的裝置及方法,屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著國家工業(yè)經(jīng)濟不斷發(fā)展,對石油、煤電行業(yè)的需求增大,而粗放式經(jīng)濟發(fā)展也帶來了一定的環(huán)境問題,大氣污染就是其中之一。由于近些年國家領(lǐng)導和人民群眾的環(huán)保意識不斷增強,國家大力倡導綠色經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟,先后制定了嚴苛的環(huán)境保護政策。大氣污染治理中嚴格控制各行業(yè)排放煙氣中二氧化硫含量成為重中之重。
目前國內(nèi)多家大容量火電廠、焦化廠等都響應(yīng)政策號召,配備了脫硫裝置,其中濕法脫硫工藝作為煙氣脫硫的主導工藝被廣泛采用。近年來,通過工藝不斷完善和改進,氨法脫硫工藝逐步得到推廣。該工藝最大的特點就是脫硫效率高,并且能夠副產(chǎn)重要化肥產(chǎn)品硫酸銨,變廢為寶。
氨法煙氣脫硫工藝中,脫硫劑是氨或者氨水,其脫硫原理是堿性脫硫劑與酸性二氧化硫氣體發(fā)生化學反應(yīng)生成硫酸銨的過程。現(xiàn)有脫硫工藝是將其分解為兩步來進行,分別是吸收和氧化。
吸收反應(yīng):NH3+H2O+SO2→(NH4)2SO3 (1)
(NH4)2SO3+SO2+H2O→NH4HSO3 (2)
NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3 (3)
氧化反應(yīng):(NH4)2SO3+NH3→(NH4)2SO4 (4)
吸收和氧化后的產(chǎn)物硫酸銨,再通過濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、分離、干燥、包裝等過程最終獲得可售硫酸銨產(chǎn)品,實現(xiàn)了環(huán)保和經(jīng)濟的雙增效。硫酸銨作為一種重要的工業(yè)產(chǎn)品,隨著廣泛的應(yīng)用,對其產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。但現(xiàn)階段由于反應(yīng)產(chǎn)物硫酸銨溶液中含有進塔煙氣帶有的煙塵、油、重金屬離子等,這些通常來自于煅燒工藝和煉焦工藝產(chǎn)生的廢煙氣,導致最終的硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量(顏色、粒度、純度)較差,無法滿足產(chǎn)品出售標準。另外,現(xiàn)階段普遍采用的結(jié)晶系統(tǒng),也因為裝置自身性能限制,無法滿足生產(chǎn)高品質(zhì)副產(chǎn)硫酸銨的要求,且利用率無法進一步提高。因此,有必要開發(fā)一套在保持高效率煙氣脫硫基礎(chǔ)上,實現(xiàn)脫硫液凈化,副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品質(zhì)量提高的工藝。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種在保證高效率煙氣脫硫的同時還能提高副產(chǎn)質(zhì)量的提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的裝置及方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的裝置,其包括脫硫塔和硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng),脫硫塔中自上而下設(shè)有除霧器、洗滌液噴淋層、吸收液噴淋層,所述脫硫塔中位于吸收液噴淋層與脫硫塔塔底之間設(shè)有預(yù)濃縮噴淋層,所述預(yù)濃縮噴淋層和吸收液噴淋層之間設(shè)有集水板,集水板上設(shè)有風帽,所述脫硫塔塔底上設(shè)有通入到預(yù)濃縮噴淋層的濃縮液循環(huán)管道,濃縮液循環(huán)管道設(shè)有濃縮液循環(huán)泵,所述脫硫塔外設(shè)有與吸收液噴淋層連接的氧化循環(huán)槽,氧化循環(huán)槽底部與脫硫塔塔底連通,所述脫硫塔上位于集水板上方位置處設(shè)有通入到氧化循環(huán)槽中的溢流管,所述脫硫塔外還設(shè)有通入到脫硫塔塔底的料液凈化槽,料液凈化槽上通過管道依次連接有料液過濾器和硫酸銨儲罐,硫酸銨儲罐與結(jié)晶系統(tǒng)連接,所述結(jié)晶系統(tǒng)包括結(jié)晶器、壓縮機和換熱器,所述換熱器上設(shè)有與硫酸銨儲罐連接的料液進口、與結(jié)晶器料液進口連接的料液出口以及冷凝水出口、與壓縮機連接的蒸汽進口,所述結(jié)晶器頂部設(shè)有與壓縮機連接的蒸汽出口,所述結(jié)晶器的出料口上依次連接有離心機和干燥器。
所述脫硫塔外還設(shè)有用于向脫硫塔塔底、氧化循環(huán)槽、料液凈化槽提供壓縮空氣的氧化風機,氧化循環(huán)槽內(nèi)設(shè)有布氣裝置。
所述氧化循環(huán)槽上連接有氨吸收液補充管路。
所述結(jié)晶器和換熱器料液進口之間連接有料液循環(huán)管路,所述離心機上還連接有通入到硫酸銨儲罐中的母液回收管路,所述換熱器上的冷凝水出口上連接有洗滌液補充罐或者冷凝水出口與洗滌液噴淋層連接。
所述洗滌液噴淋層采用波紋規(guī)整填料,填料的材質(zhì)為增強PP或UPVC;所述除霧器采用規(guī)流除霧器。
所述料液凈化槽中設(shè)有鼓泡裝置和攪拌器,所述料液過濾器采用陶瓷膜過濾器,所述結(jié)晶器采用DTB型結(jié)晶器,DTB型結(jié)晶器中央有一導流筒,導流筒周圍有圓筒形擋板,導流筒下部有螺旋槳式攪拌器,所述干燥機采用振動流化床。
一種提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的方法,其包括以下步驟:(1)吸收液與煙氣在脫硫塔進行反應(yīng)后,進入到脫硫塔外的氧化循環(huán)槽中;(2)氧化循環(huán)槽中的料液通入到脫硫塔塔底,再通過濃縮液循環(huán)管道進入脫硫塔內(nèi)的預(yù)濃縮噴淋層吸收煙氣的熱量,從而料液在脫硫塔塔底濃縮;(3)當脫硫塔塔底料液中硫酸銨為飽和不析出狀態(tài)時,料液由脫硫塔塔底進入料液凈化槽,向料液凈化槽中加入稀氨水去除料液中的重金屬離子鐵、錳、鈣,向料液凈化槽中鼓泡和攪拌,使料液中含有的煙塵、油、懸浮顆?;旌暇奂?;(4)再將料液凈化槽中的料液打入過濾器過濾,過濾后的濾渣進入渣場,潔凈濾液進入硫酸銨儲罐;(5)再將硫酸銨儲罐中的潔凈料液打入結(jié)晶系統(tǒng),首先潔凈料液進入到換熱器中,結(jié)晶系統(tǒng)啟動時利用外源蒸汽的熱量進入換熱器與潔凈料液換熱,換熱后結(jié)晶料液溫度升高進入結(jié)晶器結(jié)晶,料液在結(jié)晶器中結(jié)晶時產(chǎn)生蒸汽的蒸汽進入壓縮機升溫升壓,使蒸汽焓值提高,此時關(guān)閉外源蒸汽,將焓值提高后的蒸汽通入換熱器;(6)料液在結(jié)晶器中結(jié)晶,再開始連續(xù)出料,結(jié)晶器中漿料經(jīng)離心機分離形成濕固料,濕固料再進入干燥器中干燥,再經(jīng)過降溫得到副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品。
步驟(1)、(2)、(3)在運行時,向氧化循環(huán)槽、脫硫塔塔底和料液凈化槽底部底部鼓入壓縮空氣,使料液發(fā)生強制氧化反應(yīng);在步驟(5)中,將換熱器中蒸汽換熱形成的冷凝水收集到洗滌液補充罐中或者將冷凝水直接通入到脫硫塔噴淋層中。
將氧化循環(huán)槽內(nèi)料液pH控制在4-6.5,氧化率維持在98%以上;脫硫反應(yīng)進行時,將6-8%的氨吸收液加入氧化循環(huán)槽上部;當氧化循環(huán)槽中硫酸銨含量達到25-35%時,將氧化循環(huán)槽中料液通入脫硫塔塔底;將脫硫塔塔底料液的溫度控制在55-65℃,當脫硫塔塔底料液中硫酸銨濃縮到30-40%時,再通過泵將料液打入料液凈化槽。
所述結(jié)晶器內(nèi)部操作溫度為70℃,結(jié)晶器中晶種選用粒徑為65-85um的晶體,晶種加入量為0.15-0.25%;當結(jié)晶器內(nèi)料液濃度達到45-55%時,再開始連續(xù)出料,經(jīng)過離心機分離的濕固料的含水率為3-5%;經(jīng)過干燥器干燥后的固料含水率小于1%、晶體粒徑為1-3mm。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明脫硫塔采用單塔形式,流程簡單,操作方便,電耗和設(shè)備維護費用少,脫硫率達95%,硫酸銨回收率達99%,避免雙塔形式存在的流程復(fù)雜、指標不易控制等問題。在脫硫塔塔底部分,利用進塔煙氣(溫度100-160℃)的熱量濃縮硫酸銨料液,脫硫塔通過自動工藝水沖洗,除霧器沖洗,保持塔內(nèi)預(yù)濃縮段溫度在55℃-65℃,避免長時間超溫運行,減少設(shè)備運行壽命。
進塔煙氣通過濃縮硫酸銨料液噴淋降溫至45-60℃,濕度增加至接近飽和濕度。該溫度有利于吸收段高效率吸收二氧化硫。通過預(yù)濃縮噴淋層的噴淋液液可有效去除進塔煙氣夾帶煙塵含量,使煙塵轉(zhuǎn)移至預(yù)濃縮段硫酸銨料液中。煙氣入口靠近脫硫塔處為干濕交界面,易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,此部分煙道可內(nèi)襯玻璃鱗片,提高耐腐蝕性能。
集水板將吸收液噴淋層和預(yù)濃縮噴淋層隔開,降溫煙氣通過集水板上的風帽進入吸收段,與吸收段噴淋系統(tǒng)噴出的吸收液進行逆向的傳質(zhì)傳熱過程,煙氣在脫硫同時進一步降低溫度。與煙氣中二氧化硫反應(yīng)后的吸收液由集水板進行收集,并通過溢流管路,進入塔外的氧化循環(huán)槽。
采用塔外氧化方式的優(yōu)點是能夠方便地對氧化槽內(nèi)硫酸銨料液濃度進行控制,可將氧化槽內(nèi)硫酸銨料液濃度控制在25-35%??紤]對氨逃逸的控制,保持氧化槽內(nèi)料液pH為4-6.5,氧化率維持在98%以上。塔外氧化避免了氧化系統(tǒng)耦合在脫硫塔內(nèi)而產(chǎn)生不必要的影響,降低脫硫塔效率。
利用氨的水溶性特點,通過洗滌液噴淋層降低煙氣中氨逃逸量,同時也減少煙氣夾帶硫酸銨氣溶膠含量。也可以利用硫酸銨和亞硫酸銨混合液對除霧器前煙氣進行噴淋,吸收部分的氨氣和氣溶膠。最終出口凈煙氣溫度為45-55℃。洗滌液噴淋層和除霧層的具體使用級數(shù)根據(jù)實際煙氣中氨逃逸量和硫酸銨氣溶膠含量而定。脫硫塔內(nèi)洗滌液噴淋層采用波紋規(guī)整填料,除霧器采用規(guī)流除霧器,填料為PP或UPVC具有耐腐蝕的特點,洗滌液噴淋層具有自潔功能,通過填料球相對運動,互相碰撞摩擦,剝落粘附于填料球表面的灰塵。
氧化循環(huán)槽上設(shè)有氨吸收液加入管路,氨水加入濃度控制在質(zhì)量分數(shù)6-8%,加入氨水可促進氧化過程,同時也有效抑制亞硫酸氫銨分解和氨逃逸。氧化循環(huán)槽內(nèi)亞硫酸銨被氧化風機提供的空氣強制氧化,反應(yīng)生成硫酸銨。氧化過程可以通過添加CoSO4作為催化劑,提升氧化效率。氧化反應(yīng)停留時間控制在1-2h。氧化循環(huán)槽中的布氣裝置盡量使液槽內(nèi)不存在死端,可設(shè)置多孔板,開孔率60-80%。氧化循環(huán)槽與脫硫塔塔底預(yù)濃縮段相通,當硫酸銨料液濃度達到一定值后進入到脫硫塔塔底進行料液濃縮。氧化循環(huán)槽中含有硫酸銨,未氧化的亞硫酸銨和氨水的混合料液作為吸收噴淋液通過循環(huán)泵打入脫硫塔吸收段。通過濃縮循環(huán)泵將脫硫塔塔底的硫酸銨料液打入預(yù)濃縮液噴淋器中噴淋,硫酸銨料液吸收煙氣余熱不斷提高硫酸銨料液濃度,使料液中硫酸銨濃度控制在接近飽和但未析出狀態(tài),硫酸銨濃度約30-40%。既有效利用了進塔煙氣余熱,又可以提高進蒸發(fā)結(jié)晶工段料液濃度,減少能量消耗。
也可用氧化風機向脫硫塔塔底鼓入壓縮空氣,一方面可以提高亞硫酸銨氧化率,另一方面可以通過壓縮空氣攪動料液,使得料液中所含煙塵顆粒完全分散,不沉積,再由泵打入料液凈化槽。通過該工序,可以定期排出預(yù)濃縮段料液中不斷富集的煙塵顆粒,降低了含塵料液對泵和管路的磨損,同時也降低了噴淋系統(tǒng)噴頭和管路因煙塵聚集而堵塞的危險。
料液凈化槽中料液溫度為50-60℃,通過向料液投加適量氨水,可將料液中含有的重金屬離子如鐵、錳、鈣等轉(zhuǎn)化為沉淀去除,這樣將金屬離子對硫酸銨結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)寬度的影響降至最低,保證產(chǎn)品質(zhì)量。料液凈化槽中設(shè)有鼓泡裝置,一方面可提高亞硫酸銨氧化率,另一方面通過鼓泡進氣,產(chǎn)生大量微小氣泡與料液中懸浮物(包括煙塵和重金屬沉淀物)及油污結(jié)合聚集,有利于過濾操作。儲罐側(cè)壁設(shè)有攪拌裝置,實現(xiàn)快速混合、反應(yīng)功能。
過濾裝置采用陶瓷膜過濾器,因為其具有較好的熱穩(wěn)定性能和耐化學介質(zhì)腐蝕性能,具有良好的抗微生物侵蝕能力和自潔凈能力,具有良好的除油能力可達80-95%,對于粒徑大于0.5um懸浮物有較高去除率可達98%??紤]到料液中含有的煙塵粒度大都為幾微米,粒度較細,且料液溫度在50-60℃,達不到板框式壓濾機等脫水設(shè)備使用要求,選擇陶瓷膜過濾器更加適合。通過過濾工序最大限度保證進入蒸發(fā)結(jié)晶工段料液清潔程度,使生產(chǎn)出的硫酸銨結(jié)晶顆粒大而均勻且白。
由進料泵將經(jīng)過陶瓷膜過濾器過濾的硫酸銨濾液打入蒸發(fā)結(jié)晶工段。采用DTB型結(jié)晶器,與國內(nèi)目前普遍采用的罐式結(jié)晶器(稠厚器)相比,可以生產(chǎn)出純度高,顆粒大的硫酸銨產(chǎn)品,粒徑可達到1-3mm,從而提高產(chǎn)品附加值。DTB型結(jié)晶器屬于典型內(nèi)循環(huán)式結(jié)晶器,被廣泛用于連續(xù)結(jié)晶工藝,可實現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶、真空冷卻結(jié)晶、直接接觸冷卻法結(jié)晶等多種結(jié)晶操作,可消除過量細晶,晶體停留時間長,結(jié)晶器底部設(shè)有淘洗部件,這些都保證了析出硫酸銨晶體粒度均勻而穩(wěn)定,強化了結(jié)晶器生產(chǎn)能力,提高產(chǎn)品品質(zhì)。
DTB型結(jié)晶器中央有一導流筒,導流筒周圍是圓筒形擋板,導流筒下部有螺旋槳式攪拌器。在攪拌器推動下,結(jié)晶料液從導流筒向上流動,然后經(jīng)導流筒和圓筒形擋板間環(huán)形通道折返至沉降區(qū),如此循環(huán)形成均勻的混合環(huán)境,實現(xiàn)循環(huán)濃縮和連續(xù)結(jié)晶生產(chǎn)。通過向結(jié)晶器中添加表面沒有損傷和缺陷,純度較高的晶體作為晶種,可大幅度提升產(chǎn)品質(zhì)量。晶種可選用粒徑65-85um,晶種加入量為0.15-0.25%。
結(jié)晶系統(tǒng)使用了蒸汽機械再壓縮(MVR)技術(shù),它是一種高效節(jié)能環(huán)保技術(shù)。主要通過重新利用二次蒸汽能量,達到減少外界蒸汽能量的輸入。具體的是將二次蒸汽經(jīng)過壓縮機壓縮后溫度、壓力上升,熱焓值增加,從而作為新的熱源,實現(xiàn)潛熱的循環(huán)利用。雖然初期投入增加,但是很快可通過節(jié)省運行成本而收回初期投入。
MVR技術(shù)與結(jié)晶器結(jié)合具有的操作優(yōu)勢是,可以通過調(diào)節(jié)蒸汽壓縮機的抽氣能力和壓縮比,控制結(jié)晶系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度,對結(jié)晶器內(nèi)晶體的生成和成長創(chuàng)造有利的條件。結(jié)晶器內(nèi)控制蒸發(fā)溫度在70℃左右,實驗表明在該溫度下生成的硫酸銨產(chǎn)品品質(zhì)最好。溫度較低會使得料液過飽和度增加,成核速率增加,晶體粒度減小且分布不均。溫度過高會使得料液分子碰撞形成晶核幾率增大,導致細小晶體數(shù)量增多。
進入結(jié)晶系統(tǒng)中的硫酸銨料液溫度為40-50℃,結(jié)晶器內(nèi)控制蒸發(fā)溫度在70℃左右,當蒸發(fā)料液濃度達到45-55%,可實現(xiàn)連續(xù)進料,連續(xù)出料。出料漿液通過離心機分離后進行干燥,冷卻打包后成為可售硫酸銨產(chǎn)品。離心機頂部溢流母液被送回至料液凈化槽繼續(xù)進行結(jié)晶操作。經(jīng)離心機甩干后硫酸銨含水率為3-5%,經(jīng)干燥機干燥出料含水率小于1%,顆粒硫酸銨溫度約為60℃,該溫度不適合硫酸銨包裝處理,采用常溫自然空氣進行熱交換冷卻至40℃以下再進行包裝處理。干燥機選用振動流化床,它包括振動流化床主機,熱風送風裝置以及收塵袋裝置等設(shè)備。
附圖說明
圖1是本發(fā)明提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的裝置的一種實施例的示意圖。
圖中,1-脫硫塔,2-預(yù)濃縮噴淋層,3-集水板,4-風帽,5-吸收液噴淋層,6-洗滌液噴淋層,7-除霧器,8-溢流管,9-氧化循環(huán)槽,10-氧化循環(huán)泵,11-濃縮液循環(huán)泵,12-第一料液泵,13-料液凈化槽,14-第二料液泵,15-過濾器,16-硫酸銨儲罐,17-進料泵,18-換熱器,19-結(jié)晶器料液進口,20 -結(jié)晶器,21-蒸汽出口,22-壓縮機,23-出料口,24-離心機,25-干燥器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的裝置的實施例如圖1所示,其包括脫硫塔1和硫酸銨結(jié)晶系統(tǒng),脫硫塔1中自上而下設(shè)有除霧器7、洗滌液噴淋層6、吸收液噴淋層5,所述洗滌液噴淋層6采用波紋規(guī)整填料,填料的材質(zhì)為增強PP或UPVC;所述除霧器7采用規(guī)流除霧器。所述脫硫塔1中位于吸收液噴淋層5與脫硫塔塔底之間設(shè)有預(yù)濃縮噴淋層2,所述預(yù)濃縮噴淋層2和吸收液噴淋層5之間設(shè)有集水板3,集水板3上設(shè)有風帽4,所述脫硫塔塔底上設(shè)有通入到預(yù)濃縮噴淋層2的濃縮液循環(huán)管道,濃縮液循環(huán)管道設(shè)有濃縮液循環(huán)泵11,所述脫硫塔外設(shè)有與吸收液噴淋層5連接的氧化循環(huán)槽9,氧化循環(huán)槽9底部與脫硫塔塔底連通,所述氧化循環(huán)槽9上連接有氨吸收液補充管路。所述脫硫塔1上位于集水板3上方位置處設(shè)有通入到氧化循環(huán)槽9中的溢流管8,所述脫硫塔1外還設(shè)有通入到脫硫塔塔底的料液凈化槽13,料液凈化槽13上通過管道依次連接有料液過濾器15和硫酸銨儲罐16,硫酸銨儲罐16與結(jié)晶系統(tǒng)連接,所述結(jié)晶系統(tǒng)包括結(jié)晶器20、壓縮機22和換熱器18,所述換熱器18上設(shè)有與硫酸銨儲罐連接的料液進口、與結(jié)晶器料液進口19連接的料液出口以及冷凝水出口、與壓縮機22連接的蒸汽進口,所述結(jié)晶器20頂部設(shè)有與壓縮機22連接的蒸汽出口21,所述結(jié)晶器20的出料口23上依次連接有離心機24和干燥器25。所述結(jié)晶器20和換熱器18料液進口之間連接有料液循環(huán)管路,所述離心機上還連接有通入到硫酸銨儲罐中的母液回收管路,所述換熱器18上的冷凝水出口上連接有洗滌液補充罐或者冷凝水出口與洗滌液噴淋層連接。
所述脫硫塔1外還設(shè)有用于向脫硫塔塔底、氧化循環(huán)槽9、料液凈化槽13提供壓縮空氣的氧化風機(圖中未顯示),氧化循環(huán)槽9內(nèi)設(shè)有布氣裝置(圖中未顯示)。所述料液凈化槽13中設(shè)有鼓泡裝置(圖中未顯示)和攪拌器(圖中未顯示),所述料液過濾器15采用陶瓷膜過濾器,所述結(jié)晶器20采用DTB型結(jié)晶器,DTB型結(jié)晶器中央有一導流筒,導流筒周圍有圓筒形擋板,導流筒下部有螺旋槳式攪拌器,所述干燥機25采用振動流化床。DTB型結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中已公開,故省去DTB型結(jié)晶器的示意圖。
本實施例運行過程如圖1所示,100-160℃的原煙氣從脫硫塔1下部煙氣進口進入,通過與預(yù)濃縮液噴淋器2中噴出的硫酸銨料液進行熱交換,使煙氣溫度降至45℃-60℃。煙氣向上通過集水板3上的風帽4進入脫硫塔吸收段,與吸收液噴淋層5噴出的吸收液進行傳質(zhì)傳熱,溫度進一步下降,且煙氣中含有的二氧化硫被吸收液吸收,發(fā)生的反應(yīng)是(1)-(3)。煙氣繼續(xù)向上分別通過洗滌液噴淋層6和除霧器7,除去氨逃逸量和氣溶膠,最后潔凈煙氣通過脫硫塔1上部煙氣出口排出,排出煙氣溫度為45-55℃,所含二氧化硫(小于50 mg/m3)、煙塵(小于10 mg/m3)、氨(小于10 mg/m3)等污染物含量均滿足環(huán)保要求限值。吸收液與煙氣接觸反應(yīng)后通過溢流管8進入氧化循環(huán)槽9,通過向氧化循環(huán)槽9內(nèi)底部鼓入壓縮空氣,吸收液發(fā)生強制氧化反應(yīng),發(fā)生的反應(yīng)是(4),將不穩(wěn)定的亞硫酸銨氧化為性質(zhì)較為穩(wěn)定的硫酸銨。氧化循環(huán)槽內(nèi)料液pH控制在4-6.5,氧化率維持在98%以上。6-8%的氨吸收液從氧化循環(huán)槽9上部加入,利用氧化循環(huán)泵10將含有硫酸銨、亞硫酸銨和氨水混合吸收液打入吸收液噴淋層5。當氧化循環(huán)槽9中硫酸銨含量達到一定濃度(25-35%)時,通過管路流入脫硫塔1底部,料液通過濃縮循環(huán)泵11打入預(yù)濃縮液噴淋層2,利用煙氣熱量對料液進行不斷的濃縮。由于煙氣中含有煙塵、油污等雜質(zhì),濃縮液中雜質(zhì)含量不斷富集,通過向脫硫塔1底部鼓入空氣,使得料液中煙塵、油污等雜質(zhì)懸浮不沉底,待料液中硫酸銨濃縮到一定濃度(30-40%)時通過第一料液泵12將料液打入料液凈化槽13,通過加入稀氨水去除料液中重金屬離子(鐵、錳、鈣等),通過向槽中鼓泡和攪拌,使得料液中含有的煙塵、油、懸浮顆?;旌暇奂?,再通過第二料液泵14再將料液打入陶瓷膜過濾器15,過濾后的濾渣進渣場,潔凈濾液進入硫酸銨儲罐16。利用進料泵17將潔凈濾液由硫酸銨儲罐16打入結(jié)晶系統(tǒng),首先料液與結(jié)晶器中循環(huán)料液匯合后,通過結(jié)晶循環(huán)泵26打入DTB型結(jié)晶器20,料液進入結(jié)晶器之前通過換熱器18進行加熱,結(jié)晶系統(tǒng)啟動時利用外源蒸汽的熱量進入換熱器與潔凈料液換熱,換熱后結(jié)晶料液溫度升高進入結(jié)晶器結(jié)晶,料液在結(jié)晶器中結(jié)晶時產(chǎn)生蒸汽的蒸汽從蒸汽出口21進入壓縮機升溫升壓,使蒸汽焓值提高,此時關(guān)閉外源蒸汽,將焓值提高后的蒸汽通入換熱器;結(jié)晶系統(tǒng)正常運行時無需外供蒸汽,由壓縮機22加熱蒸汽。結(jié)晶器內(nèi)部操作溫度控制在70℃左右,可選用粒徑65-85um晶體作為晶種,晶種加入量0.15-0.25%。當結(jié)晶器20內(nèi)料液達到一定濃度(45-55%)時,開始連續(xù)出料,結(jié)晶器20中的漿料由漿料出口23進入離心機24,經(jīng)過離心機24分離,離心機24中的母液回流至硫酸銨儲罐16,濕固料(含水率3-5%)再通過振動流化床干燥器進一步干燥,得到含水率小于1%、晶體粒徑為1-3mm的硫酸銨產(chǎn)品,最后經(jīng)過降溫打包進行外銷。
本發(fā)明提高氨法脫硫副產(chǎn)硫酸銨品質(zhì)的方法的實施例,包括以下步驟:(1)吸收液與煙氣在脫硫塔進行反應(yīng)后,進入到脫硫塔外的氧化循環(huán)槽中;脫硫反應(yīng)進行時,將6-8%的氨吸收液加入氧化循環(huán)槽上部;將氧化循環(huán)槽內(nèi)料液pH控制在4-6.5,氧化率維持在98%以上。
(2)氧化循環(huán)槽中的料液通入到脫硫塔塔底,再通過濃縮液循環(huán)管道進入脫硫塔內(nèi)的預(yù)濃縮噴淋層吸收煙氣的熱量,從而料液在脫硫塔塔底濃縮。
(3)當脫硫塔塔底料液中硫酸銨為飽和不析出狀態(tài)時,料液由脫硫塔塔底進入料液凈化槽,向料液凈化槽中加入稀氨水去除料液中的重金屬離子鐵、錳、鈣,向料液凈化槽中鼓泡和攪拌,使料液中含有的煙塵、油、懸浮顆?;旌暇奂?;
(4)再將料液凈化槽中的料液打入過濾器過濾,過濾后的濾渣進入渣場,潔凈濾液進入硫酸銨儲罐;
(5)再將硫酸銨儲罐中的潔凈料液打入結(jié)晶系統(tǒng),首先潔凈料液進入到換熱器中,結(jié)晶系統(tǒng)啟動時利用外源蒸汽的熱量進入換熱器與潔凈料液換熱,換熱后結(jié)晶料液溫度升高進入結(jié)晶器結(jié)晶,料液在結(jié)晶器中結(jié)晶時產(chǎn)生蒸汽的蒸汽進入壓縮機升溫升壓,使蒸汽焓值提高,此時關(guān)閉外源蒸汽,將焓值提高后的蒸汽通入換熱器;
(6)料液在結(jié)晶器中結(jié)晶,再開始連續(xù)出料,結(jié)晶器中漿料經(jīng)離心機分離形成濕固料,濕固料再進入干燥器中干燥,再經(jīng)過降溫得到副產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品。所述結(jié)晶器內(nèi)部操作溫度為70℃,結(jié)晶器中晶種選用粒徑為65-85um的晶體,晶種加入量為0.15-0.25%;當結(jié)晶器內(nèi)料液濃度達到45-55%時,再開始連續(xù)出料,經(jīng)過離心機分離的濕固料的含水率為3-5%;經(jīng)過干燥器干燥后的固料含水率小于1%、晶體粒徑為1-3mm。
步驟(1)、(2)、(3)在運行時,向氧化循環(huán)槽、脫硫塔塔底和料液凈化槽底部底部鼓入壓縮空氣,使料液發(fā)生強制氧化反應(yīng)。
在步驟(2)中,當氧化循環(huán)槽中硫酸銨含量達到25-35%時,將氧化循環(huán)槽中料液通入脫硫塔塔底。
在步驟(3)中,將脫硫塔塔底料液的溫度控制在55-65℃,當脫硫塔塔底料液中硫酸銨濃縮到30-40%時,再通過泵將料液打入料液凈化槽。
在步驟(5)中,將換熱器中蒸汽換熱形成的冷凝水收集到洗滌液補充罐中或者將冷凝水直接通入到脫硫塔噴淋層中。
本發(fā)明未提及的部分與現(xiàn)有技術(shù)相同,或者可以利用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本發(fā)明不限于以上實施例,還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。