一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置及方法，提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置包括脱硫塔和硫酸铵结晶系统，脱硫塔中设有预浓缩喷淋层，脱硫塔塔底上设有通入到预浓缩喷淋层的浓缩液循环管道，脱硫塔外设有与吸收液喷淋层连接的氧化循环槽，氧化循环槽底部与脱硫塔塔底连通，脱硫塔上设有通入到氧化循环槽中的溢流管，脱硫塔外还设有通入到脱硫塔塔底的料液净化槽，料液净化槽上通过管道依次连接有料液过滤器和硫酸铵储罐，硫酸铵储罐与结晶系统连接，结晶系统包括结晶器、压缩机和换热器，换热器上设有与料液进口、料液出口以及冷凝水出口、蒸汽进口，结晶器顶部设有蒸汽出口，结晶器的出料口上依次连接有离心机和干燥器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气中二氧化硫脱除技术，具体是一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置及方法，属于环保

技术介绍
随着国家工业经济不断发展，对石油、煤电行业的需求增大，而粗放式经济发展也带来了一定的环境问题，大气污染就是其中之一。由于近些年国家领导和人民群众的环保意识不断增强，国家大力倡导绿色经济和循环经济，先后制定了严苛的环境保护政策。大气污染治理中严格控制各行业排放烟气中二氧化硫含量成为重中之重。目前国内多家大容量火电厂、焦化厂等都响应政策号召，配备了脱硫装置，其中湿法脱硫工艺作为烟气脱硫的主导工艺被广泛采用。近年来，通过工艺不断完善和改进，氨法脱硫工艺逐步得到推广。该工艺最大的特点就是脱硫效率高，并且能够副产重要化肥产品硫酸铵，变废为宝。氨法烟气脱硫工艺中，脱硫剂是氨或者氨水，其脱硫原理是碱性脱硫剂与酸性二氧化硫气体发生化学反应生成硫酸铵的过程。现有脱硫工艺是将其分解为两步来进行，分别是吸收和氧化。吸收反应：NH3+H2O+SO2→(NH4)2SO3（1）(NH4)2SO3+SO2+H2O→NH4HSO3（2）NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3（3）氧化反应：(NH4)2SO3+NH3→(NH4)2SO4（4）吸收和氧化后的产物硫酸铵，再通过浓缩、蒸发结晶、分离、干燥、包装等过程最终获得可售硫酸铵产品，实现了环保和经济的双增效。硫酸铵作为一种重要的工业产品，随着广泛的应用，对其产品质量要求越来越高。但现阶段由于反应产物硫酸铵溶液中含有进塔烟气带有的烟尘、油、重金属离子等，这些通常来自于煅烧工艺和炼焦工艺产生的废烟气，导致最终的硫酸铵产品质量（颜色、粒度、纯度）较差，无法满足产品出售标准。另外，现阶段普遍采用的结晶系统，也因为装置自身性能限制，无法满足生产高品质副产硫酸铵的要求，且利用率无法进一步提高。因此，有必要开发一套在保持高效率烟气脱硫基础上，实现脱硫液净化，副产硫酸铵产品质量提高的工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在保证高效率烟气脱硫的同时还能提高副产质量的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置及方法。本专利技术采用如下技术方案：一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其包括脱硫塔和硫酸铵结晶系统，脱硫塔中自上而下设有除雾器、洗涤液喷淋层、吸收液喷淋层，所述脱硫塔中位于吸收液喷淋层与脱硫塔塔底之间设有预浓缩喷淋层，所述预浓缩喷淋层和吸收液喷淋层之间设有集水板，集水板上设有风帽，所述脱硫塔塔底上设有通入到预浓缩喷淋层的浓缩液循环管道，浓缩液循环管道设有浓缩液循环泵，所述脱硫塔外设有与吸收液喷淋层连接的氧化循环槽，氧化循环槽底部与脱硫塔塔底连通，所述脱硫塔上位于集水板上方位置处设有通入到氧化循环槽中的溢流管，所述脱硫塔外还设有通入到脱硫塔塔底的料液净化槽，料液净化槽上通过管道依次连接有料液过滤器和硫酸铵储罐，硫酸铵储罐与结晶系统连接，所述结晶系统包括结晶器、压缩机和换热器，所述换热器上设有与硫酸铵储罐连接的料液进口、与结晶器料液进口连接的料液出口以及冷凝水出口、与压缩机连接的蒸汽进口，所述结晶器顶部设有与压缩机连接的蒸汽出口，所述结晶器的出料口上依次连接有离心机和干燥器。所述脱硫塔外还设有用于向脱硫塔塔底、氧化循环槽、料液净化槽提供压缩空气的氧化风机，氧化循环槽内设有布气装置。所述氧化循环槽上连接有氨吸收液补充管路。所述结晶器和换热器料液进口之间连接有料液循环管路，所述离心机上还连接有通入到硫酸铵储罐中的母液回收管路，所述换热器上的冷凝水出口上连接有洗涤液补充罐或者冷凝水出口与洗涤液喷淋层连接。所述洗涤液喷淋层采用波纹规整填料，填料的材质为增强PP或UPVC；所述除雾器采用规流除雾器。所述料液净化槽中设有鼓泡装置和搅拌器，所述料液过滤器采用陶瓷膜过滤器，所述结晶器采用DTB型结晶器，DTB型结晶器中央有一导流筒，导流筒周围有圆筒形挡板，导流筒下部有螺旋桨式搅拌器，所述干燥机采用振动流化床。一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的方法，其包括以下步骤：（1）吸收液与烟气在脱硫塔进行反应后，进入到脱硫塔外的氧化循环槽中；（2）氧化循环槽中的料液通入到脱硫塔塔底，再通过浓缩液循环管道进入脱硫塔内的预浓缩喷淋层吸收烟气的热量，从而料液在脱硫塔塔底浓缩；（3）当脱硫塔塔底料液中硫酸铵为饱和不析出状态时，料液由脱硫塔塔底进入料液净化槽，向料液净化槽中加入稀氨水去除料液中的重金属离子铁、锰、钙，向料液净化槽中鼓泡和搅拌，使料液中含有的烟尘、油、悬浮颗粒混合聚集；（4）再将料液净化槽中的料液打入过滤器过滤，过滤后的滤渣进入渣场，洁净滤液进入硫酸铵储罐；（5）再将硫酸铵储罐中的洁净料液打入结晶系统，首先洁净料液进入到换热器中，结晶系统启动时利用外源蒸汽的热量进入换热器与洁净料液换热，换热后结晶料液温度升高进入结晶器结晶，料液在结晶器中结晶时产生蒸汽的蒸汽进入压缩机升温升压，使蒸汽焓值提高，此时关闭外源蒸汽，将焓值提高后的蒸汽通入换热器；（6）料液在结晶器中结晶，再开始连续出料，结晶器中浆料经离心机分离形成湿固料，湿固料再进入干燥器中干燥，再经过降温得到副产硫酸铵产品。步骤（1）、（2）、（3）在运行时，向氧化循环槽、脱硫塔塔底和料液净化槽底部底部鼓入压缩空气，使料液发生强制氧化反应；在步骤（5）中，将换热器中蒸汽换热形成的冷凝水收集到洗涤液补充罐中或者将冷凝水直接通入到脱硫塔喷淋层中。将氧化循环槽内料液pH控制在4-6.5，氧化率维持在98%以上；脱硫反应进行时，将6-8%的氨吸收液加入氧化循环槽上部；当氧化循环槽中硫酸铵含量达到25-35%时，将氧化循环槽中料液通入脱硫塔塔底；将脱硫塔塔底料液的温度控制在55-65℃，当脱硫塔塔底料液中硫酸铵浓缩到30-40%时，再通过泵将料液打入料液净化槽。所述结晶器内部操作温度为70℃，结晶器中晶种选用粒径为65-85um的晶体，晶种加入量为0.15-0.25%；当结晶器内料液浓度达到45-55%时，再开始连续出料，经过离心机分离的湿固料的含水率为3-5%；经过干燥器干燥后的固料含水率小于1%、晶体粒径为1-3mm。本专利技术的有益效果是：本专利技术脱硫塔采用单塔形式，流程简单，操作方便，电耗和设备维护费用少，脱硫率达95%，硫酸铵回收率达99%，避免双塔形式存在的流程复杂、指标不易控制等问题。在脱硫塔塔底部分，利用进塔烟气（温度100-160℃）的热量浓缩硫酸铵料液，脱硫塔通过自动工艺水冲洗，除雾器冲洗，保持塔内预浓缩段温度在55℃-65℃，避免长时间超温运行，减少设备运行寿命。进塔烟气通过浓缩硫酸铵料液喷淋降温至45-60℃，湿度增加至接近饱和湿度。该温度有利于吸收段高效率吸收二氧化硫。通过预浓缩喷淋层的喷淋液液可有效去除进塔烟气夹带烟尘含量，使烟尘转移至预浓缩段硫酸铵料液中。烟气入口靠近脱硫塔处为干湿交界面，易发生腐蚀现象，此部分烟道可内衬玻璃鳞片，提高耐腐蚀性能。集水板将吸收液喷淋层和预浓缩喷淋层隔开，降温烟气通过集水板上的风帽进入吸收段，与吸收段喷淋系统喷出的吸收液进行逆向的传质传热过程，烟气在脱硫同时进一步降低温度。与烟气中二氧化硫反应后的吸收液由集水板进行收集，并通过溢流管路，进入塔外的氧化循环槽。采用塔外氧化方式的优点是能够方便地对氧化槽内硫酸铵料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其包括脱硫塔（1）和硫酸铵结晶系统，脱硫塔（1）中自上而下设有除雾器（7）、洗涤液喷淋层（6）、吸收液喷淋层（5），其特征在于：所述脱硫塔（1）中位于吸收液喷淋层（6）与脱硫塔塔底之间设有预浓缩喷淋层（2），所述预浓缩喷淋层（2）和吸收液喷淋层（5）之间设有集水板（3），集水板（3）上设有风帽（4），所述脱硫塔（1）塔底上设有通入到预浓缩喷淋层（2）的浓缩液循环管道，浓缩液循环管道设有浓缩液循环泵（11），所述脱硫塔（1）外设有与吸收液喷淋层（2）连接的氧化循环槽（9），氧化循环槽（9）底部与脱硫塔塔底连通，所述脱硫塔（1）上位于集水板（3）上方位置处设有通入到氧化循环槽（9）中的溢流管（8），所述脱硫塔（1）外还设有通入到脱硫塔塔底的料液净化槽（13），料液净化槽（13）上通过管道依次连接有料液过滤器（15）和硫酸铵储罐（16），硫酸铵储罐（16）与结晶系统连接，所述结晶系统包括结晶器（20）、压缩机（22）和换热器（18），所述换热器（18）上设有与硫酸铵储罐（16）连接的料液进口、与结晶器料液进口（19）连接的料液出口以及冷凝水出口、与压缩机（22）连接的蒸汽进口，所述结晶器顶部设有与压缩机连接的蒸汽出口（21），所述结晶器的出料口（23）上依次连接有离心机（24）和干燥器（25）。...

【技术特征摘要】
1.一种提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其包括脱硫塔（1）和硫酸铵结晶系统，脱硫塔（1）中自上而下设有除雾器（7）、洗涤液喷淋层（6）、吸收液喷淋层（5），其特征在于：所述脱硫塔（1）中位于吸收液喷淋层（6）与脱硫塔塔底之间设有预浓缩喷淋层（2），所述预浓缩喷淋层（2）和吸收液喷淋层（5）之间设有集水板（3），集水板（3）上设有风帽（4），所述脱硫塔（1）塔底上设有通入到预浓缩喷淋层（2）的浓缩液循环管道，浓缩液循环管道设有浓缩液循环泵（11），所述脱硫塔（1）外设有与吸收液喷淋层（2）连接的氧化循环槽（9），氧化循环槽（9）底部与脱硫塔塔底连通，所述脱硫塔（1）上位于集水板（3）上方位置处设有通入到氧化循环槽（9）中的溢流管（8），所述脱硫塔（1）外还设有通入到脱硫塔塔底的料液净化槽（13），料液净化槽（13）上通过管道依次连接有料液过滤器（15）和硫酸铵储罐（16），硫酸铵储罐（16）与结晶系统连接，所述结晶系统包括结晶器（20）、压缩机（22）和换热器（18），所述换热器（18）上设有与硫酸铵储罐（16）连接的料液进口、与结晶器料液进口（19）连接的料液出口以及冷凝水出口、与压缩机（22）连接的蒸汽进口，所述结晶器顶部设有与压缩机连接的蒸汽出口（21），所述结晶器的出料口（23）上依次连接有离心机（24）和干燥器（25）。2.根据权利要求1所述的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其特征在于：所述脱硫塔（1）外还设有用于向脱硫塔塔底、氧化循环槽（9）、料液净化槽（13）提供压缩空气的氧化风机，氧化循环槽（9）内设有布气装置。3.根据权利要求1所述的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其特征在于：所述氧化循环槽（9）上连接有氨吸收液补充管路。4.根据权利要求1所述的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其特征在于：所述结晶器（20）和换热器（18）料液进口之间连接有料液循环管路，所述离心机（24）上还连接有通入到硫酸铵储罐（16）中的母液回收管路，所述换热器（18）上的冷凝水出口上连接有洗涤液补充罐或者冷凝水出口与洗涤液喷淋层连接。5.根据权利要求1所述的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其特征在于：所述洗涤液喷淋层（6）采用波纹规整填料，填料的材质为增强PP或UPVC；所述除雾器（7）采用规流除雾器。6.根据权利要求1所述的提高氨法脱硫副产硫酸铵品质的装置，其特征在于：所述料液净化槽中设有鼓泡装置和搅拌器，所述料液过滤器采用陶瓷膜过滤器，所述结晶器采用DTB型结晶器，DT...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏新，刘丰，李奇，陈飞，彭艳梅，徐威，
申请(专利权)人：江苏中圣高科技产业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32