一种氨法‑塔外氧化脱硫脱硝的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氨法脱硫同时脱硝的装置和方法，该装置包括氧化喷淋装置、脱硫脱硝塔和塔外氧化罐，脱硫脱硝塔自上而下可分为除雾段、水喷淋段、水洗层、脱硫段、脱硝段和塔底循环液池。烟气首先流经氧化喷淋装置，再从脱硫脱硝塔的下部进入，依次流经脱硝段和脱硫段。烟气与吸收液充分相接触后脱硫脱硝，然后从上部排出，喷淋出的吸收液流进底部的循环液池经过塔外循环管路分别输送至脱硝段和脱硫段。底部循环液池中的液体按照结晶系统所需浓度的要求定期的排出一定浓度的循环液至氧化罐中进行氧化。采用塔外氧化和氧化喷淋的方法可靠地保证了脱硫脱硝塔底部循环液中的有效成分的浓度，使得脱硫脱硝效率达到最高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃煤污染物脱除领域，具体涉及一种氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置和方法。
技术介绍
氮氧化物是大气环境的主要污染物之一，主要来源于化石燃料的燃烧和汽车排放的尾气。伴随着我国经济的持续高速发展，能源消耗增加，大气中的NOx的排放量也迅速增加。因此在全国内开展对大气NOx的污染控制已迫在眉睫。二氧化硫的大量排放使城市的空气污染不断加重并导致严重的酸雨。如果不对二氧化硫加以控制，受二氧化硫污染的城市数量将进一步增加，酸雨污染的区域范围将进一步扩大，污染程度将进一步加重，对生态环境的危害愈演愈烈，造成更大的经济损失。目前许多电厂都有现行的脱硫脱硝设备，但因为其投资大、运行费用高，同时还要消耗大量资源。开发与湿法脱硫技术相集成的脱硫、脱硝一体化技术是一个热门的研究方向。随着氨法脱硫技术的广泛运用，氨法脱硫的优势日益凸显。氨法脱硫在烟气脱硫的同时能够产生副产品硫酸铵化肥等有价值的产品，而且不产生任何二次污染，但是其脱硝能力并不高。如果能够开发出一种高效脱硫脱硝且耗氨量低的方法必将对氨法脱硫脱硝产生深远的影响。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种在原有的氨法脱硫的工艺上设置塔外氧化罐和利用催化氧化的方法来完成同时脱硫脱硝的方法，脱硫脱硝效率较高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置，该装置包括依次连接的氧化喷淋装置、脱硫脱硝塔和塔外氧化罐，还包括水供给系统和氨气罐，所述脱硫脱硝塔包括从上至下依次设置的除雾段、水喷淋段、水洗层、脱硫段、脱硝段和塔底循环液池，所述除雾段的顶部设置有排气口，所述水喷淋段和塔底循环液池均与水供应系统连接，所述塔底循环液池与脱硫段之间设置有循环管路和加压泵，以及塔底循环液池与脱硝段之间也设置有循环管路和加压泵，所述循环管路流向为从下至上，所述脱硫脱硝塔上脱硝段和塔底循环液池之间的部位与氧化喷淋装置连接，所述氧化喷淋装置上设置有烟气进口，所述塔底循环液池与塔外氧化罐连接，塔外氧化罐中反应液上层位置与塔底循环液池之间通过回流管路连接，氨气罐分别与塔底循环液池和塔外氧化罐连接。优选的本专利技术装置还设置有补充空气系统，所述补充空气系统与塔外氧化罐连接。优选的本专利技术装置所述补充空气系统与塔外氧化罐之间设置有氧化风机。优选的本专利技术装置还设置有旋流器和循环泵，所述旋流器的出口与所述塔外氧化罐连接，所述旋流器的进口与所述循环泵的出口连接，所述循环泵的进口与所述塔外氧化罐连接。优选的本专利技术装置设置有与所述旋流器连接的干燥器，所述干燥器下面设置有硫酸铵储藏设备。本专利技术还涉及一种氨法-塔外氧化脱硫脱硝的方法，该方法包括以下步骤：烟气从烟气进口进入后首先流经氧化喷淋装置时，在氧化剂作用下与氧气反应使得部分NO转化为NO2，继续向上流动过程中和喷淋液充分接触，脱硫脱硝，然后从塔的上部排出，各段喷淋层中的喷淋液在重力作用下流回塔底循环液池，在塔底循环液池的底部通入氨气来调整循环液的PH，循环液经过循环管路重新输送到脱硫段和脱硝段，当循环液中的亚硫酸铵的浓度在7％-13％，将塔釜中循环液排出至塔外氧化罐内进行氧化，通过水供给系统向循环液池补充水量。优选的本专利技术氨法-塔外氧化脱硫脱硝的方法，通过补充空气系统向塔外氧化罐中注入氧气，通过氨气罐向塔外氧化罐中注入氨气。优选的本专利技术氨法-塔外氧化脱硫脱硝的方法，所述脱硫段的PH为5.0-6.5，温度为35℃-55℃；所述脱硝段的PH为5.0-6.5，温度为45℃-180℃；所述循环液池中的PH为5.5-6.5，温度为35℃-45℃；所述塔外氧化罐中的PH为7.0-8.0，以保证溶液中的氢离子反应掉，得到较更为纯净的硫酸铵，所以在运行过程中要保证氨气的用量。优选的本专利技术氨法-塔外氧化脱硫脱硝的方法，所述氧化喷淋段中所采用的氧化剂包括以柠檬酸为络合剂，采用溶胶-凝胶法制备出复合氧化物催化剂，双氧水、高锰酸钾等强氧化剂。优选的本专利技术氨法-塔外氧化脱硫脱硝的方法，所述塔外氧化罐中反应生成的硫酸铵化肥经分离、干燥后收集储藏。本专利技术主要涉及到脱硫、脱硝、亚硫酸铵氧化和循环液池中的反应。各段具体的原理如下：(1)氧化喷淋装置反应2NO+O2＝2NO2在氧化喷淋装置7，部分NO被氧化为NO2，因为NO2更容易和硫酸铵反应，从而提高整个脱硫脱硝的效率。(2)脱硫段5反应SO2+NH3·H2O＝(NH4)2SO3SO2+(NH4)2SO3+H2O＝2NH4HSO3在脱硫段5主要用氨来吸收二氧化硫，同时亚硫酸铵对二氧化硫也具有一定的吸收能力。(3)脱硝段6的反应2(NH4)2SO3+2NO＝2(NH4)2SO4+N2↑4(NH4)2SO3+2NO2＝4(NH4)2SO4+N2↑2NH4HSO3+2NO＝2NH4HSO4+N2↑4NH4HSO3+2NO2＝4NH4HSO4+N2↑在氨法脱硫脱硝工艺系统中，NOx和亚硫酸铵的反应很快。利用脱硫产生的(NH4)2SO3对NOx有一定的还原吸收能力来脱除NOx从而可以保证较高的脱除效率。(4)循环液池19中的反应NH3+H2O＝NH3·H2ONH3·H2O+NH4HSO3＝(NH4)2SO3+H2O在反应过程中随着SO2的逐渐吸入使得溶液中的酸性增强，进而导致了NH4HSO3的增多，然而NH4HSO3对SO2没有吸收能力，所以要向反应溶液中通入NH3来调节循环液的pH，以便溶液有最佳的吸收SO2能力和最小的氨耗量。(5)塔外氧化罐11中的主要反应NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3(NH4)2SO3+1/2O2＝(NH4)2SO4在塔外氧化罐11中由于液体的主要成分是(NH4)2SO3和NH4HSO3((NH4)2SO3的浓度达到10％)，为了更充分的利用氮元素，采用向塔外氧化罐11中加氨气的办法使得NH4HSO3还原为(NH4)2SO3，然后再被氧化为稳定的硫酸铵化肥。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)脱硫脱硝效率高。在脱硫脱硝塔1内，氨水与烟气充分接触，属于气-液反应，瞬时完成，同时利用催化剂使得部分NO转化为NO2，NO2与亚硫酸根有更快的反应速率。相同反应条件下，是反应速率最快的整个系统脱硝效率能够维持在70％-80％之间，而脱硫效率可维持在95％以上。(2)同步多功能一体化。具有良好的脱硫和除尘功能，同时NOx产生瞬间反应生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨法‑塔外氧化脱硫脱硝的装置，其特征在于，该装置包括依次连接的氧化喷淋装置(7)、脱硫脱硝塔(1)和塔外氧化罐(11)，还包括水供给系统(16)和氨气罐(17)，所述脱硫脱硝塔(1)包括从上至下依次设置的除雾段(2)、水喷淋段(3)、水洗层(4)、脱硫段(5)、脱硝段(6)和塔底循环液池(19)，所述除雾段(2)的顶部设置有排气口，所述水喷淋段(3)和塔底循环液池(19)均与水供应系统(16)连接，所述塔底循环液池(19)与脱硫段(5)之间设置有循环管路(10)和加压泵，以及塔底循环液池(19)与脱硝段(6)之间也设置有循环管路和加压泵，所述循环管路流向为从下至上，所述脱硫脱硝塔(1)上脱硝段(6)和塔底循环液池(19)之间的部位与氧化喷淋装置(7)连接，所述氧化喷淋装置(7)上设置有烟气进口(8)，所述塔底循环液池(19)与塔外氧化罐(11)连接，塔外氧化罐(11)中反应液上层位置与塔底循环液池(19)之间通过回流管路连接，氨气罐(17)分别与塔底循环液池(19)和塔外氧化罐(11)连接。

【技术特征摘要】
1.一种氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置，其特征在于，该装置包括依次连接
的氧化喷淋装置(7)、脱硫脱硝塔(1)和塔外氧化罐(11)，还包括水供给
系统(16)和氨气罐(17)，所述脱硫脱硝塔(1)包括从上至下依次设置的
除雾段(2)、水喷淋段(3)、水洗层(4)、脱硫段(5)、脱硝段(6)和塔底
循环液池(19)，所述除雾段(2)的顶部设置有排气口，所述水喷淋段(3)
和塔底循环液池(19)均与水供应系统(16)连接，所述塔底循环液池(19)
与脱硫段(5)之间设置有循环管路(10)和加压泵，以及塔底循环液池(19)
与脱硝段(6)之间也设置有循环管路和加压泵，所述循环管路流向为从下至
上，所述脱硫脱硝塔(1)上脱硝段(6)和塔底循环液池(19)之间的部位
与氧化喷淋装置(7)连接，所述氧化喷淋装置(7)上设置有烟气进口(8)，
所述塔底循环液池(19)与塔外氧化罐(11)连接，塔外氧化罐(11)中反
应液上层位置与塔底循环液池(19)之间通过回流管路连接，氨气罐(17)
分别与塔底循环液池(19)和塔外氧化罐(11)连接。
2.根据权利要求1所述的氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置，其特征在于，还
设置有补充空气系统(18)，所述补充空气系统(18)与塔外氧化罐(11)连
接。
3.根据权利要求2所述的氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置，其特征在于，所
述补充空气系统(18)与塔外氧化罐(11)之间设置有氧化风机(9)。
4.根据权利要求3所述的氨法-塔外氧化脱硫脱硝的装置，其特征在于，还
设置有旋流器(12)和循环泵(13)，所述旋流器(12)的出口与所述塔外氧
化罐(11)连接，所述旋流器(12)的进口与所述循环泵(13)的出口连接，
所述循环泵(13)的进口与所述塔外氧化罐(11)连接。
5.根据权利要求4所述的氨法-塔外氧化脱硫脱硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘猛，王海军，
申请(专利权)人：盐城东博环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32