本发明属于环保领域，具体涉及一种处理酸性尾气生产铵盐的系统与方法。
背景技术：
目前，部分化工企业生产过程中会产生含有氯化氢、氯气、二氧化硫等有毒有害的混合尾气，含有该种介质的尾气为有毒有害气体，若直接排放大气会造成环境污染，形成环保事故，影响环境。处理酸性气体的方法有干法、半干法和湿法，其中，干法处理是在反应塔内喷入氢氧化钙粉末，对酸性尾气中的酸性物质进行吸附反应，生成无害的中心盐粒子，再进图下游的除尘器除尘。该方法的工艺简单、投资较低，不产生废水，设备腐蚀小，缺点是药剂用量大，除酸效率只有50-80％。湿法净化工艺具有代表性的技术有石灰浆液洗涤法、氧化镁法、双碱法和海水脱硫法等，其采用的碱液一般为氢氧化钠或氢氧化钙溶液，该方法的优点是酸去除率高，缺点是会产生含高浓度无机盐及重金属的废水，造成二次污染，需处理达标后才能排放，还存在设备投资、运行费用很高、泥浆不易处理等问题。而半干法处理方法是尾气从底部进入脱酸反应塔，在流化区中与喷入的消石灰形成强烈的流化湍流，同时喷入水对消石灰和循环灰固态颗粒进行增湿，使碱性颗粒与酸性气体进行高效中和脱酸反应。该工艺产生的副产物脱酸灰呈干粉状，主要成分为亚硫酸钙、硫酸钙和氯化钙等，一方面，干粉状产物容易对环境造成二次粉尘污染，另一方面，该部分产物的经济价值较小，一般是用作废矿井回填物和道路基础等。但是由于需要将消石灰进行喷射雾化，所以，对消石灰的粒径要求较高，同时，该方法中的喷嘴是对固体颗粒进行喷雾，很容易导致喷嘴的堵塞，影响尾气处理效率。
此外，酸碱中和反应是放热反应，在尾气处理过程中，会产生大量的热量，如果该热量在反应器中积累不能及时排出，一方面会导致反应器内温度过高，造成安全隐患，另一方面，反应器内温度过高会对酸碱中和反应造成一定的阻碍，降低尾气中的酸性气体的脱除效率。
综上所述，现有技术中对于含有氯化氢、氯气和二氧化硫等有害气体的尾气，尚缺乏有效的处理手段，同时根据目前的方法还无法将这类尾气变废为宝。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种处理酸性尾气生产铵盐的系统，包括反应器、氨洗塔、外冷器、风机、冷析稠厚器和离心分离机，其中，
所述反应器包括微孔曝气段和气液反应段，气液反应段位于微孔曝气段的上端，微孔曝气段由分布有若干通孔的中空结构构成，风机和酸性气体源均与所述微孔曝气段连通，气液反应段为设定液位高度的含氨溶液；
反应器的气体出口与所述氨洗塔的底部连通，氨洗塔的液体出口通过管道与设置在反应器顶部的喷淋层连通；
反应器的循环液体出口与外冷器的入口连通，外冷器的出口与反应器的循环液体入口连通，通过外冷器对反应器中的反应液体降温；
反应器的物料出口与所述冷析稠厚器连通，反应后的物料在冷析稠厚器中冷却结晶；
冷却稠厚器的物料出口端与离心分离机连通，通过离心分离机进行固液分离。
微孔曝气段可以使风机泵入的空气气泡细化，并均匀分布于反应器底部，从而提高了液相中的溶解氧浓度，液相中溶解有氨，所以，液相为碱性，尾气源输送来的酸性尾气通过微孔曝气段进入液相时，酸性物质(氯化氢、氯气和二氧化硫等)会与液相中的氨反应生成铵盐，液相中的氧气将生成的亚硫酸氨氧化为硫酸氨。同时，通入的大量空气能带走一部分酸碱反应产生的热量，起到一定的降温作用，提高了反应器的安全性。
外冷器对反应器中的液相进行循环降温，进一步降低了反应体系的温度，提高了反应器的安全性，同时，有利于液相中酸碱中和反应的进行。
此外，由于氯化氢、氯气和氨气反应产生的氯化铵是盐，如果不是在液相中进行反应时，会产生大量的粉尘，本文中在液相中进行酸性气体的吸收，避免产生大量的氯化铵、硫酸铵等颗粒粉尘。
由于酸碱中和反应会产生大量的热量，所以反应器中会蒸发一定量的氨气，若反应器中氨气的浓度过大，会造成一定的安全隐患，所以，本文中将反应器中的气体通入氨洗塔中进行洗涤，可以重新吸收氨气，并将氨水重新通过反应器顶部的喷淋层通入反应器中，对反应器液相上端的空间进行二次喷淋，对反应器中的氨气喷淋吸收，通过氨洗塔中的一次喷淋和反应器中的二次喷淋，将反应器中的氨气含量降至很低，提高了反应器的安全性能。在液相的上端进行二次喷淋，进一步避免了粉尘的产生。而且二次喷淋液体会吸收反应器中的部分热量，进而对反应器内部进一步降温，提高了反应器的安全性能。
本文中通过对温度的控制，并向液相中通入空气，可以使亚硫酸铵的转化率提高至99.5％，进一步提高了制备的铵盐的纯度。
进一步的，所述系统还包括液氨储罐，所述液氨储罐分别与所述外冷器、冷析稠厚器和反应器连通。
进一步的，所述反应器顶端的喷淋层还通过输送泵与气液反应段连通。
输送泵将反应液输送到喷淋层进行喷淋，可以提高对反应器中的氨气和颗粒铵盐的去除效果。
进一步的，所述冷析稠厚器与离心分离机之间还连接有沉降槽。
在沉降槽中可以对结晶后的反应液进行一次固液分离，进而降低了后续离心分离机的负荷，提高了反应液的处理效率。
进一步的，所述系统还包括母液槽，母液槽的入口分别与沉降槽和离心分离机连通，母液槽的出口通过泵与氨洗塔的液体入口连通，沉降槽和离心分离机分离出的液体收集在母液槽中，并通过泵输送至氨洗塔中，对含氨气体进行喷淋洗涤。
固液分离后的液体中含有大量的氨和铵盐，且该部分液体经过冷却稠厚，温度较低，将该部分液体泵入氨洗塔喷淋洗涤氨气时，可以提高氨气的吸收效率，同时进入反应器喷淋时，可以提高对反应器的降温效果。
进一步的，所述氨洗塔还设置有供水管道，供水管道与喷淋水源连通。
由于沉降槽和离心分离机中的固液分离后的液体量有限，可能在喷淋吸收氨气时会有喷淋液不足的现象，所以，通过设置供水管道，通过喷淋水源进行喷淋液的补充，保证了氨洗塔中连续、正常进行。
进一步的，所述液氨储罐与冷析稠厚器之间连接有氨冷器，氨冷器对从冷析稠厚器中流出的氨气进行冷却。
更进一步的，所述氨冷器通过满液分离器与反应器连通。
氨冷器对冷析稠厚器进行循环冷却，同时对液氨加热获得氨气，将获得的氨气通入反应器中参与反应，该部分氨气的温度较低，在反应器中的液相中会有较大的溶解度，还会对反应器中起到一定的降温作用。
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明还提供了一种处理酸性尾气生产铵盐的方法，包括如下步骤：
1)向反应器中投入一定量水，使反应器中的水达到设定液位，并向水中通入氨气，得到氨水溶液；
2)通过微孔曝气段向氨水溶液中通入酸性尾气和空气，并将反应器中的溶液泵入外冷器中进行循环冷却；
3)反应器的气体送入氨洗塔中进行氨洗，并将氨洗后的溶液送回反应器的顶端，对反应器进行喷淋；
4)反应器中的反应液达到设定浓度时，将反应液进行冷析稠厚、沉降、固液分离，得到铵盐；
只要不影响整个工艺的运行，以上步骤可以互换或同时运行。
进一步的，所述方法还包括将固液分离后的液体送往氨洗塔进行喷淋洗涤的步骤。
进一步的，步骤2)中，经过外冷器冷却后的溶液的温度为40-60℃。
进一步的，步骤4)中，当反应液的比重为1.45-1.5时，将反应液进行冷析稠厚，冷析稠厚的温度小于等于10℃。
进一步的，步骤4)中，所述沉降的停留时间为1.5-2.5h。
反应液在冷析稠厚器中进行稠厚结晶，并利用氨冷器进行循环降温，形成较多的微细晶核，在沉降槽中，晶核会慢慢长大，形成大量的铵盐结晶，便于后续的固液分离。
本发明的有益效果为：
1、本发明中的反应器包括微孔曝气段、气液反应段和逆流洗涤段，微孔曝气段可以通入大量的空气的酸性尾气，提高了液相中氧气的溶解浓度和酸性尾气与液相的反应程度，同时对反应器内起到一定的降温效果。氧气的存在和反应器内温度的控制，将液相中的亚硫酸铵的转化率提高到了99.5％，大大提高了制备的铵盐的纯度。反应器中温度的控制，还有利于酸碱中和反应的进行，提高了对酸性气体的处理效率。
2、反应器中的逆流洗涤段和氨洗塔中的喷淋，不但可以降低反应器的气体中氨气的含量，还会对反应器起到一定的降温作用，大大提高了反应器的安全性能；同时，逆流洗涤段和液相反应，避免了粉尘的产生，提高了工作环境的清洁程度。
3、采用本发明的系统和方法，不但可以大大提高除酸效率，还不容易造成系统故障，本发明在处理酸性气体的同时，还制备得到了固体铵盐，变废为宝。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的系统流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释部分：
微孔曝气段，是由微孔曝气短管和堵头等组装而成，组装的结构可以为任意类型。
风机，是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械，是一种从动的流体机械。本文中用于输送空气，也可以输送酸性尾气。
氨洗塔，是通过喷淋，与含氨的气体逆流，从而吸收气体中的氨气的塔。
外冷器，是一种换热设备，冷却介质和热介质在不同腔室中流通换热，达到将热介质降温的目的。
如图1所示，首先在反应器内建立液位及通过反应器循环泵建立液相循环，进入反应器的气氨，通过外冷器与反应器内的循环液换热气化后进入反应器，同时开启空气风机，向反应器微孔曝气段内通入空气，利用空气中的氧气使亚硫酸盐转化为硫酸盐；生产装置来的含氯化氢、氯气、二氧化硫气体尾气通过管道输送至反应器微孔曝气段，通过微孔曝气段出来的气体通过曝气盘进入气液反应段与含有氨的液相进行接触反应生成氯化铵、硫酸铵液体，反应放出热量通过外冷器进行降温，反应温度控制在40～60℃，循环洗涤提浓，当液相比重(比重也称相对密度，是该物质的密度与标准大气压，3.98℃时纯h2o下的密度的比值)达到1.45～1.5时，反应器底部出料进入冷析稠厚器，物料在冷析稠厚器内进行增稠结晶，控制冷析稠厚器内物料温度≤10℃，物料在冷析稠厚器内停留时间约为2小时，冷析结晶利用氨冷器对物料循环降温，形成较多的微细晶核，在冷析槽耙的作用下稠厚结晶，同时能把气化液氨供反应使用。物料经过冷析稠厚器冷析结晶后物料进入沉降槽，在沉降槽内停留时间为2小时，在沉降槽耙搅拌下使晶核慢慢长大，形成大量铵盐结晶，结晶的铵盐通过离心分离设备进行离心分离，固体铵盐包装外售，母液进入母液槽通过母液泵打入氨洗塔对多余的氨进行洗涤，如果母液不足时，则向氨洗塔中通入一次水对氨气进行喷淋，洗涤后的稀氨水送入反应器的顶端，在反应器中进行二次喷淋，多余的氨水外售。
一种氯化氢、氯气、二氧化硫气生产铵盐的设备与工艺，步骤如下：
1)首先在反应器内建立液位及通过反应器循环泵建立液相循环，在循环过程中根据装置来的尾气成分及含量来确定氨的用量，使氨与尾气组成的摩尔比为控制在1.05～1.1:1，彻底使尾气中的酸性气转化成铵盐。
2)氨与化工装置来的尾气在反应器内的循环洗涤液下方进行液相反应，避免产生大量的氯化铵、硫酸铵颗粒粉尘，在液相中进行反应有效的避免上述现象。产生的热量直接被水吸收及空气带走，通过反应器循环泵利用外冷器对含有铵盐的液体进行循环降温，在循环降温的同时继续进行氨与尾气的反应，当循环液的比重为1.45～1.5时，反应器内的液体达到饱和后进入冷析稠厚器进行冷析结晶。
3)物料进入冷析稠厚器后，利用氨冷器对冷析稠厚器进行循环冷却降温，冷媒采用需要气化的液氨，受热气化的氨直接进入反应器参与反应，控制冷析稠厚器内的温度梯度，冷析后的物料通过冷析稠厚器内部的下料管直接通入反应器的下部，防止出现冷析死区。
4)冷析稠厚后的铵盐浆液进入沉降槽，在沉降槽内停留时间为2小时，在沉降槽内通过槽耙搅拌，控制槽耙转速，使晶核匀速缓慢运动，结晶进一步增长，使铵盐浆析出更多的晶体。
5)沉降槽底部卸料进入离心分离机进行离心分离，沉降槽顶部设溢流堰，顶部清液溢流至母液槽，通过泵打入氨洗塔，洗涤多余的氨，离心机分离出的固体物料即为铵盐。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。