本发明专利技术公开了一种以氨为原料回收烟气中ＳＯ↓［２］的方法和装置，包括组合式脱硫反应器（１），组合式脱硫反应器（１）包括设置在组合式脱硫反应器（１）内上部的烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）；设置在烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）下方的亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区（３）。本发明专利技术的独特之处在于：热烟气的增湿降温与ＳＯ↓［２］吸收两个功能耦合在脱硫反应器的上部区域内；亚硫铵氧化和硫铵结晶两个功能耦合在脱硫反应器的下部区域内，既提高了设备的利用效率，还可以节省投资和能耗。本发明专利技术对于整个脱硫系统，脱硫原料是氨、水和空气，脱硫产品是固体硫铵，变废为宝，化害为利，不产生二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锅炉烟气的处理方法和装置，具体涉及含有SOx、NOx、HCl和HF等有害物质的锅炉烟气的处理方法和装置。
技术介绍
以煤或石油为燃料的锅炉或火力发电厂排放大量废气(烟气，烟道气)。这些烟气含有SOx、NOx、HCl和HF等有害物质，其中SOx是形成酸雨的主要物质。随燃烧煤种的不同，SO2含量通常在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)之间。但是，烟气量十分巨大，以燃煤锅炉而论，蒸汽规模从35T/h到2500T/h，发电机组容量6MW到1000MW，烟气量由5万Nm3/h到250万Nm3，SO2排放量1000吨/年到100,000吨/年。由于SO2是酸性气体，采用碱性水溶液脱吸烟气中的SOx，即烟气脱硫(FGD)是有效的方法，具有广泛的应用价值。所说的SOx，x＝2-3；NOx，x＝1-2。烟气脱硫的方法很多，根据采用的脱硫原料的种类的不同，可以分为不同的方法。主要有采用天然石灰石碳酸钙的钙法；采用合成碳酸纳/氢氧化钠的钠法；采用天然碳酸镁/氧化镁的镁法；采用合成氨的氨法；还有采用有机碱和活性碳的方法。这些方法各有优缺点。主要分为两类抛弃法还是回收法，前者不回收利用烟气中的SO2，将废气变为废渣或废水。回收法回收烟气中的SO2，生产利用价值的副产品，比如硫酸、硫铵等。以氨为原料，回收法回收烟气中的SO2，是一种典型的回收法，许多专利公开了所说的回收法，如中国专利ZL99113403.6、ZL02133906.2、和ZL02266994.9，和美国专利USP5362458，USP6221325，USP6187278等，工业生产的实际表明，上述专利公开的方法，虽然能够达到较高的脱硫效果，但是，还存在投资高，能耗大，防腐蚀问题难以解决的缺陷，其主要原因如下以氨为原料的烟气脱硫过程中，主要包括四个具体的过程(步骤)(1)SO2吸收SO2+2NH3+H2O＝(NH4)2SO3SO2+(NH4)2SO3＝2NH4HSO3NH3+NH4HSO3＝(NH4)2SO3 由于氨易于挥发，容易形成亚硫铵和硫铵雾，一方面造成氨损失，另一方面造成新的污染。这是氨法(2)亚硫铵氧化向亚硫酸铵水溶液鼓空气直接氧化，便可得到硫酸铵SO32-+1/2O2＝SO42-亚硫铵氧化反应实际上在吸收过程中也会发生，只不过由于烟气中O2含量低，反应速度慢，氧化率较低，一般不予考虑。亚硫酸铵氧化和其他亚硫酸盐相比明显不同，NH4+对氧化过程有阻尼作用。文献阐述了这一独特性质，NH4+显著阻碍O2在水溶液中的溶解。当盐浓度小于0.5mol/L(约5％(wt))时，亚硫铵氧化速率随其浓度增加而增加，而当超过这个极限值时，氧化速率随浓度增加而降低。这也是氨法要解决的第二个技术困难。(3)硫铵结晶由于硫铵溶解度随温度变化很小，结晶析出硫铵的方法一般不采用冷冻结晶的方法，而主要采用蒸发结晶的方法。当时蒸发结晶消耗额外蒸汽，增加了新的能耗。由于硫酸铵是亚硫酸铵氧化的产物，随着脱硫过程的进行，亚硫铵浓度不断增加，硫铵浓度也会不断增加，直到超过饱和浓度，并结晶析出硫铵晶体。这个方法称为反应结晶的方法。因此，如何控制过程的工艺条件，实现反应结晶的方法，降低蒸汽能耗是该方法的第三个技术关键。另外，为了方便离心分离，硫铵的结晶体不能过小，一般应控制在0.1毫米以上。为了方便农民直接施肥，甚至需要大于0.2-0.5毫米以上的结晶体。因此，如何控制大颗粒硫铵结晶，直接便于农业使用，而不需要进行再次造粒，便成为该技术的第四个技术关键。(4)尾气夹带氨的回收如前所述，与其他碱性物质不同的是，氨易挥发。传统的逆流接触式吸收塔，不论是喷淋塔、填料塔还是板式塔，在位于塔顶部的接触点，吸收液中氨浓度最高，而气体相中SO2浓度最低。因此，氨在气相中的浓度将最高。这意味着氨随尾气溢出脱硫塔的量将很大。这既会造成氨的浪费损失，又会造成新的污染。解决这个问题便成为该技术的第五个关键。因此，开发研究新的以氨为原料，回收法回收烟气中的SO2的方法，成为有关领域十分关注的课题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种以氨为原料回收烟气中SO2的方法和装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。本专利技术的装置包括密闭的塔状组合式脱硫反应器、吸收液循环泵和硫铵收集装置所说的组合式脱硫反应器包括设置在所说的组合式脱硫反应器内上部的烟气降温及SO2吸收耦合区，即热质同传区；所说的烟气降温及SO2吸收耦合区包括与设置在组合式脱硫反应器上部的循环吸收液和氨入口相连通的吸收液喷淋雾化构件；设置在烟气降温及SO2吸收耦合区下方的亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区；设置在烟气降温及SO2吸收耦合区和亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区之间的烟气出口；设置在亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区中一侧的由直板和折板构成的分隔板，所说的折板与组合式脱硫反应器内壁密封固定连接，直板插入亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区中，直板与组合式脱硫反应器内壁之间为清夜区；直板下部为稠液区；设置在直板下部稠液区、组合式脱硫反应器上的硫铵料浆出口；设置在亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区中部的空气入口；设置在清夜区处的循环吸收液出口；设置在亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区、折板上部的母液入口；设置在组合式脱硫反应器顶部的烟气入口；设置在烟气降温及SO2吸收耦合区上部的循环吸收液和氨入口；设置在烟气降温及SO2吸收耦合区下部的补充工艺水入口。吸收液循环泵的入口通过管线与循环吸收液出口相连接；吸收液循环泵的出口与循环吸收液入口通过管线相连接；硫铵料浆出口通过管线与硫铵收集装置相连接，硫铵收集装置的母液出口通过管线与亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区上部的母液入口相连接；所说的硫铵收集装置为一种适合于盐(比如食盐等)收集加工的现有技术，包括液固分离装置、干燥装置和包装装置，本领域的技术人员可以参照盐加工方面的公开文献进行实施。由上述公开的技术方案可见，本专利技术的独特之处在于热烟气的增湿降温与SO2吸收两个功能耦合在一个区域内，提高了设备的利用效率，可以节省投资；亚硫铵氧化和硫铵结晶两个功能耦合在脱硫反应器的下部区域内，氧化和结晶同时进行，充分利用氧化反应器需要的停留时间，也为硫铵结晶提供足够的停留时间，并确保能够得到大颗粒的硫铵晶体，不仅节省投资，也节约能耗。由于以上四个功能的有机结合，最终形成了一个组合式脱硫反应器。此外，该脱硫反应器还有一个的特点高温热烟气从反应器顶部进入，与吸收液在反应器中并流接触，不存在常规脱硫反应器中存在的速度极限和严重的液沫夹带问题。在常规反应器中，烟气从反应器下部进入，与吸收液呈逆流接触，速度增大会导致严重的液沫夹带，甚至无法运行。常规的速度不能超过3.5m/s。在本专利技术的反应器中，烟气速度实际上是不受限制的。速度可以高达5-6m/s。从而可以显著降低反应器的直径，节省投资，尤其适合大型化的锅炉烟气脱硫过程。对于一台60万kW机组，常规脱硫反应器的直径在16m左右，而本专利技术可以使直径减小到13m。本专利技术对于整个脱硫系统，脱硫原料(进料)是氨、水和空气，脱硫产品是固体硫铵，不产生任何形式的新的废水、废渣和废气。总之，该专利技术变废为宝，化害为利，不产生二次污染。附图说明图1为以氨为原料回收烟气中SO2的装置图。图2为塔状组合式脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
以氨为原料回收烟气中ＳＯ↓［２］的装置，包括密闭的塔状组合式脱硫反应器（１）、吸收液循环泵（１０）和硫铵收集装置（２０），其特征在于：所说的组合式脱硫反应器（１）包括：设置在所说的组合式脱硫反应器（１）内上部的烟气降温及ＳＯ ↓［２］吸收耦合区（２）；所说的烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）包括与设置在组合式脱硫反应器（１）上部的循环吸收液和氨入口（１０１）相连通的吸收液喷淋雾化构件；设置在烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）下方的亚硫铵氧 化及硫铵结晶耦合区（３）；设置在烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）和亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区（３）之间的烟气出口（１０３）；设置在亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区（３）中一侧的由直板（３０１）和折板（３０２）构成的分隔板，所 说的折板（３０２）与组合式脱硫反应器（１）内壁密封固定连接，直板（３０１）插入亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区（３）中，直板（３０１）与组合式脱硫反应器（１）内壁之间为清夜区（３０３），直板（３０１）下部为稠液区（３０４）；设置在直板（３ ０１）下部稠液区（３０４）、组合式脱硫反应器（１）上的硫铵料浆出口（１０４）；设置在亚硫铵氧化及硫铵结晶耦合区（３）中部的空气入口（１０５）；设置在清夜区（３０３）处的循环吸收液出口（１０６）；设置在亚硫铵氧化及硫铵 结晶耦合区（３）、折板（３０２）上部的母液入口（１０７）；设置在组合式脱硫反应器（１）顶部的烟气入口（１０５）；设置在烟气降温及ＳＯ↓［２］吸收耦合区（２）下部的补充工艺水入口（１０２）；吸收液循环泵（１０）的入口通 过管线与循环吸收液出口（１０６）相连接；吸收液循环泵（１０）的出口与循环吸收液入口（１０１）通过管线相连接；硫铵料浆出口（１０４）通过管线与硫铵收集装置（２０）相连接，硫铵收集装置（２０）的母液出口通过管线与亚硫铵氧化及硫铵 结晶耦合区（３）上部的母液入口（１０７）相连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：娄爱娟，
申请(专利权)人：娄爱娟，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。