专利名称：氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃煤电厂烟气净化及二氧化硫、二氧化碳减排领域，具体说涉及一种氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统。
背景技术：
目前，二氧化硫和二氧化碳的减排一般是分开进行，即先脱硫再脱碳，烟气脱硫技术主要以石灰石-石膏湿法、旋转喷雾半干法、炉内喷钙尾部增湿活化、海水脱硫、电了束脱硫、烟气循环流化床脱硫等为主，其中湿式石灰石法是现今世界上应用最为广泛的尾部烟气脱硫技术，该工艺是用石灰浆液或石灰在吸收塔内吸收烟道气中的二氧化硫，生产物为亚硫酸钙及硫酸钙，它的脱硫效率为75% -95%，其主要问题在于吸收剂(石灰或石灰石)的溶解度小，利用率低，灰渣量大，由此造成脱硫设备和管道内易发生结垢和堵塞，且生产物还会造成二次污染。干法脱硫和半干法脱硫由于吸收剂同烟道气接触时间短的原因，脱硫效率一般在50% -75%之间，脱出效率低，且同样存在固体污染物二次污染问题回收法主要有Wfellman-Lord法、活性炭法、氨法等，Wellman-Lord法使用亚硫酸钠作为吸收剂，脱硫效率可达95%，但该工艺的投资和运行费用都较高；活性炭法虽然脱硫效率可达 98%，但该工艺复杂、技术难度大和活性炭消耗量大；氨法脱硫效率一般在95% -99%之间，脱硫产物可直接当肥料使用，不产生废水和其他废物，具有其他工艺不可比拟的优点， 但该工艺往往存在尾气中氨损失较高而直接造成脱硫效率降低的问题。国内外减碳技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法和封存法等，都存在一定的不足之处。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，其脱硫减碳效率高，工艺流程简单、系统结构简化、投资及运行成本低廉。为了实现上述方案，本实用新型的技术解决方案为一种氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，其中包括稀氨水供给装置、引风机、第一换热器、高浓度氨水储槽、第一、二泵、二氧化硫吸收装置和二氧化碳吸收装置，所述二氧化硫吸收装置包括常压的二氧化硫吸收塔、第二换热器、二氧化硫结晶槽、硫酸铵产品离心机、第一母液槽和第五、六泵， 所述二氧化硫吸收塔包括第一罐体、罐体内的第一冷却装置及罐体内上、中部分别设置的第一、二喷淋装置，所述二氧化碳吸收装置包括常压的二氧化碳吸收塔、第三换热器、二氧化碳结晶槽、碳酸氢铵产品离心机、第二母液槽和第七、八泵，所述二氧化碳吸收塔包括第二罐体、罐体内的第二冷却装置及罐体内上、中部分别设置的第三、四喷淋装置，所述稀氨水供给装置通过管路分别与所述第一、三喷淋装置连接，所述引风机通过管路与第一换热器的进气口连接，所述第一换热器的排气口通过管路伸入所述第一罐体内腔下部，所述第一罐体底部通过管路与第五泵的进口连接，所述第五泵的出口通过管路与第二换热器的进口连接，所述第二换热器的出口通过管路与二氧化硫结晶槽的进口连接，所述二氧化硫结晶槽的出口通过管路与硫酸铵产品离心机的进口连接，所述硫酸铵产品离心机的出口通过管路与第一母液槽的进口连接，所述第一母液槽的出口通过管路与第六泵连接，所述第六泵通过管路与所述第二喷淋装置连接，所述第五、六泵的进口之间连接第一管路，所述高浓度氨水储槽通过管路分别与第一、二泵的进口连接，所述第一、二泵的出口分别与第二、四喷淋装置连接，所述第一罐体上部通过排气管与第二罐体内腔下部连通，所述第一、二冷却装置的冷却水进水管及第一换热器的冷却水进水管连接在一起，所述第一、二冷却装置的冷却水出水管及第一换热器的冷却水出水管连接在一起，所述冷却水进水管上分别设置有第一、二调节阀，所述第二罐体底部通过管路与第七泵的进口连接，所述第七泵的出口通过管路与第三换热器的进口连接，所述第三换热器的出口通管路与二氧化碳结晶槽的进口连接，所述二氧化碳结晶槽的出口通过管路与碳酸氢铵产品离心机的进口连接，所述碳酸氢铵产品离心机的出口通过管路与第二母液槽的进口连接，所述第二母液槽的出口通过管路与第八泵连接，所述第八泵通过管路与所述第四喷淋装置连接，所述第七、八泵的进口之间连接第二管路。本实用新型氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，其中所述稀氨水供给装置由稀氨水储槽和第三、四泵组成，所述稀氨水储槽通过管路分别与第三、四泵的进口连接，所述第三、四泵的出口分别与所述第一、三喷淋装置连接，所述管路上分别设置有阀门。采用上述方案后，本实用新型氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统通过采用二氧化硫吸收塔和二氧化碳吸收塔使燃煤电厂烟道气中的二氧化硫、二氧化碳分别与稀氨水吸收溶液逆向接触充分反应分别生成硫酸铵溶液和碳酸氢铵溶液，并灵活运用生产的不饱和硫酸铵溶液、碳酸氢铵溶液和增加了补高浓度氨水工序及二氧化硫吸收塔、二氧化碳吸收塔中设冷却装置，能良好的控制该工艺所要求的生产工况，使得燃煤电厂烟道气中的二氧化硫和二氧化碳气体得到了很好的捕集吸收，脱硫减碳效率高，减少了二氧化硫和二氧化碳温室气体的排放，同时生产了硫酸铵和碳酸氢铵肥料，独特的工艺管线设计使得捕集系统运行灵活，减少了系统运行时的动力消耗，同时更有效的提高了对燃煤电厂烟道气中二氧化硫、二氧化碳气体的捕集吸收能力，该工艺流程简化、系统结构简化、投资及运行成本低廉。
图1是本实用新型氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统结构包括稀氨水供给装置1、引风机2、第一换热器3、高浓度氨水储槽4、第一泵5、第二泵6、二氧化硫吸收装置7和二氧化碳吸收装置8 ；稀氨水供给装置1由稀氨水储槽11、第三泵12和第四泵13组成，稀氨水储槽11 通过管路分别与第三泵12和第四泵13的进口连接，管路上分别设置有阀门30和阀门40 ；二氧化硫吸收装置7包括常压的二氧化硫吸收塔71、第二换热器72、二氧化硫结晶槽73、硫酸铵产品离心机74、第一母液槽75、第五泵76和第六泵77，二氧化硫吸收塔71 包括第一罐体711、罐体内的第一冷却装置712及罐体内上、中部分别设置的第一淋装置 713和第二喷淋装置714，第三泵12的出口通过管路与第一喷淋装置713连接；[0011]二氧化碳吸收装置8包括常压的二氧化碳吸收塔81、第三换热器82、二氧化碳结晶槽83、碳酸氢铵产品离心机84、第二母液槽85和第七泵86和第八泵87，二氧化碳吸收塔 81包括第二罐体811、罐体内的第二冷却装置812及罐体内上、中部分别设置的第三喷淋装置813和第四喷淋装置814，第四泵13的出口通过管路与第三喷淋装置813连接；引风机2通过管路与第一换热器3的进气口连接，第一换热器3的排气口通过管路伸入第一罐体711内腔下部，第一罐体711底部通过管路与第五泵76的进口连接，第五泵76的出口通过管路与第二换热器72的进口连接，第二换热器72的出口通过管路与二氧化硫结晶槽73的进口连接，二氧化硫结晶槽73的出口通过管路与硫酸铵产品离心机74的进口连接，硫酸铵产品离心机74的出口通过管路与第一母液槽75的进口连接，第一母液槽 75的出口通过管路与第六泵77连接，第六泵77通过管路与第二喷淋装置714连接，第五泵 76、第六泵77的进口之间连接第一管路9，高浓度氨水储槽4通过管路分别与第一泵5和第二泵6的进口连接，第一泵5和第二泵6的出口分别与第二喷淋装置714和第四喷淋装置814连接，第一罐体711上部通过排气管7111与第二罐体811内腔下部连通，第一冷却装置712、第二冷却装置812的冷却水进水管及第一换热器3的冷却水进水管连接在一起， 第一冷却装置712、第二冷却装置812的冷却水出水管及第一换热器3的冷却水出水管连接在一起，冷却水进水管上分别设置有第一调节阀10和第二调节阀50，第二罐体811底部通过管路与第七泵86的进口连接，第七泵86的出口通过管路与第三换热器82的进口连接， 第三换热器82的出口通管路与二氧化碳结晶槽83的进口连接，二氧化碳结晶槽83的出口通过管路与碳酸氢铵产品离心机84的进口连接，碳酸氢铵产品离心机84的出口通过管路与第二母液槽85的进口连接，第二母液槽85的出口通过管路与第八泵87连接，第八泵87 通过管路与第四喷淋装置814连接，第七泵86和第八泵87的进口之间连接第二管路20。采用上述系统捕集吸收二氧化硫和二氧化碳的工艺步骤如下(1)将经过除尘处理的燃煤电厂烟道气经引风机2抽入第一换热器3中，通过第一换热器3降温达到生产工艺所需的温度；(2)将经过除尘和降温处理后的燃煤电厂烟道气从二氧化硫吸收塔71的底部进入，将可以捕集吸收二氧化硫的稀氨水储槽11内的稀氨水吸收溶液通过第三泵12泵入二氧化硫吸收塔711内的第一喷淋装置713向下喷淋，二氧化硫吸收塔71中的反应温度通过第一冷却装置712控制在65-80°C之间，具体是通过控制第一冷却装置712进水管上的第一调节阀10，由调节水的循环量来控制二氧化硫吸收塔71中溶液的反应温度，烟道气与稀氨水吸收溶液逆流接触发生气液两相反应，吸收了二氧化硫生成硫酸铵溶液，其化学反应为两个过程首先稀氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，其次亚硫酸铵同氨水反应生成硫酸铵，脱出二氧化硫的烟道气通过排气管7111引入二氧化碳吸收塔71内；(3)当二氧化硫吸收塔71中的不饱和硫酸铵溶液达到工艺液位要求后，停止向二氧化硫吸收塔71注入稀氨水吸收溶液；(4)在稀氨水吸收溶液由二氧化硫吸收塔71的第一喷淋装置713向下喷淋时，将二氧化硫吸收塔71中的硫酸铵溶液由第五泵76泵入第二换热器72中降温，之后送至二氧化硫结晶槽73中，饱和硫酸铵溶液结晶固体与不饱和硫酸铵溶液一同通过管路送至硫酸铵产品离心机74内进行固液分离，结晶固体硫酸铵肥料分离出去，剩下的不饱和硫酸铵溶液通过管路排入第一母液槽75中，并通过第六泵77抽出泵入二氧化硫吸收塔71的第二喷淋装置714内向下喷淋，二氧化硫吸收塔71底部的不饱和硫酸铵溶液通过第一管路9，由第一管路9上的第六泵77直接泵入二氧化硫吸收塔71的第二喷淋装置714内向下喷淋，同先前喷入的稀氨水吸收溶液一同或单独与二氧化硫吸收塔71中的烟道气中的二氧化硫气体发生逆向吸收反应，达到对二氧化硫的吸收和使硫酸铵溶液从不饱和变为饱和溶液；(5)通过第一泵5从高浓度氨水储槽4中抽出高浓度氨水向完成硫酸铵肥料产品分离后的二氧化硫吸收塔71中补充高浓度氨水，使二氧化硫吸收塔71中的溶液浓度恢复至开始时的稀氨水吸收溶液浓度，即质量百分比为6% -8%之间；(6)将脱出二氧化硫处理过的燃煤电厂烟道气从二氧化碳吸收塔81的底部进入， 将可以捕集吸收二氧化碳的稀氨水储槽11内的稀氨水吸收溶液通过第四泵13泵入二氧化碳吸收塔81内的第三喷淋装置813向下喷淋，二氧化碳吸收塔81中的反应温度通过第二冷却装置812控制在40-50°C之间，具体是通过控制第二冷却装置812进水管上的第二调节阀50，由调节水的循环量来控制二氧化碳吸收塔81中溶液的反应温度，烟道气与稀氨水吸收溶液逆流接触发生气液两相反应，吸收了二氧化碳生成碳酸氢铵溶液，脱出二氧化硫和二氧化碳的烟道气经过二氧化碳吸收塔81顶部的管路排出；(7)当二氧化碳吸收塔81中的不饱和碳酸氢铵溶液达到工艺液位要求后，停止向二氧化碳吸收塔81中注入稀氨水吸收溶液；(8)在稀氨水吸收溶液由二氧化碳吸收塔81的第三喷淋装置813向下喷淋时，将二氧化碳吸收塔81中的碳酸氢铵溶液由第七泵86泵入第三换热器82中降温，之后送至二氧化碳结晶槽83中，饱和碳酸氢铵溶液结晶固体与不饱和碳酸氢铵溶液一同通过管路送至碳酸氢铵产品离心机84内进行固液分离，结晶固体碳酸氢铵肥料分离出去，剩下的不饱和碳酸氢铵溶液通过管路排入第二母液槽85中，并通过第八泵87抽出泵入二氧化碳吸收塔81的第四喷淋装置814内向下喷淋，二氧化碳吸收塔81底部的不饱和碳酸氢铵溶液通过第二管路20，由第二管路20上的第八泵87直接泵入二氧化碳吸收塔81的第四喷淋装置 814内向下喷淋，同先前喷入的稀氨水吸收溶液一同或单独与二氧化碳吸收塔81中的烟道气中的二氧化碳气体发生逆向吸收反应，达到对二氧化碳的吸收和使碳酸氢铵溶液从不饱和变为饱和溶液；(9)通过第二泵6从高浓度氨水储槽4中抽出高浓度氨水向完成碳酸氢铵肥料产品分离后的二氧化碳吸收塔81中补充高浓度氨水，使二氧化碳吸收塔81中的溶液浓度恢复至开始时的稀氨水吸收溶液浓度，即质量百分比为6% -8%之间；(10)循环上述步骤。本实用新型氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统通过采用二氧化硫吸收塔71和二氧化碳吸收塔81使燃煤电厂烟道气中的二氧化硫、二氧化碳分别与稀氨水吸收溶液逆向接触充分反应分别生成硫酸铵溶液和碳酸氢铵溶液，并灵活运用生产的不饱和硫酸铵溶液、碳酸氢铵溶液和增加了补高浓度氨水工序及二氧化硫吸收塔71、二氧化碳吸收塔81中分别设第一冷却装置712和第二冷却装置812，能良好的控制该工艺所要求的生产工况，使得燃煤电厂烟道气中的二氧化硫和二氧化碳气体得到了很好的捕集吸收，脱硫减碳效率高，减少了二氧化硫和二氧化碳温室气体的排放，同时生产了硫酸铵和碳酸氢铵肥料，独特的工艺管线设计使得捕集系统运行灵活，减少了系统运行时的动力消耗，同时更有效的提高了对燃煤电厂烟道气中二氧化硫、二氧化碳气体的捕集吸收能力，该工艺流程简化、系统结构简化、投资及运行成本低廉。 以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，其特征在于包括稀氨水供给装置(1)、引风机O)、第一换热器(3)、高浓度氨水储槽G)、第一、二泵(5，6)、二氧化硫吸收装置(7)和二氧化碳吸收装置(8)，所述二氧化硫吸收装置(7)包括常压的二氧化硫吸收塔 (71)、第二换热器(7 、二氧化硫结晶槽(7 、硫酸铵产品离心机(74)、第一母液槽(75)和第五、六泵(76，77)，所述二氧化硫吸收塔(71)包括第一罐体(711)、罐体内的第一冷却装置(71 及罐体内上、中部分别设置的第一、二喷淋装置(713，714)，所述二氧化碳吸收装置(8)包括常压的二氧化碳吸收塔(81)、第三换热器(82)、二氧化碳结晶槽(83)、碳酸氢铵产品离心机(84)、第二母液槽(8 和第七、八泵(86，87)，所述二氧化碳吸收塔(81)包括第二罐体(811)、罐体内的第二冷却装置(81 及罐体内上、中部分别设置的第三、四喷淋装置(813，814)，所述稀氨水供给装置(1)通过管路分别与所述第一、三喷淋装置(713， 813)连接，所述引风机(2)通过管路与第一换热器(3)的进气口连接，所述第一换热器(3) 的排气口通过管路伸入所述第一罐体(711)内腔下部，所述第一罐体(711)底部通过管路与第五泵(76)的进口连接，所述第五泵(76)的出口通过管路与第二换热器的进口连接，所述第二换热器的出口通过管路与二氧化硫结晶槽(7 的进口连接，所述二氧化硫结晶槽(7 的出口通过管路与硫酸铵产品离心机(74)的进口连接，所述硫酸铵产品离心机(74)的出口通过管路与第一母液槽(7 的进口连接，所述第一母液槽(7 的出口通过管路与第六泵(77)连接，所述第六泵(77)通过管路与所述第二喷淋装置(714)连接， 所述第五、六泵(76，77)的进口之间连接第一管路(9)，所述高浓度氨水储槽(4)通过管路分别与第一、二泵(5，6)的进口连接，所述第一、二泵(5，6)的出口分别与第二、四喷淋装置 (714,814)连接，所述第一罐体(711)上部通过排气管(7111)与第二罐体(811)内腔下部连通，所述第一、二冷却装置(712,81 的冷却水进水管及第一换热器C3)的冷却水进水管连接在一起，所述第一、二冷却装置(712,81 的冷却水出水管及第一换热器C3)的冷却水出水管连接在一起，所述冷却水进水管上分别设置有第一、二调节阀(10，50)，所述第二罐体(811)底部通过管路与第七泵(86)的进口连接，所述第七泵(86)的出口通过管路与第三换热器(8 的进口连接，所述第三换热器(8 的出口通管路与二氧化碳结晶槽(83)的进口连接，所述二氧化碳结晶槽(8 的出口通过管路与碳酸氢铵产品离心机(84)的进口连接，所述碳酸氢铵产品离心机(84)的出口通过管路与第二母液槽(8 的进口连接，所述第二母液槽(8 的出口通过管路与第八泵(87)连接，所述第八泵(87)通过管路与所述第四喷淋装置(814)连接，所述第七、八泵(86，87)的进口之间连接第二管路00)。
2.如权利要求1所述的氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，其特征在于所述稀氨水供给装置(1)由稀氨水储槽(11)和第三、四泵(12，1 组成，所述稀氨水储槽 (11)通过管路分别与第三、四泵(12，13)的进口连接，所述第三、四泵(12，13)的出口分别与所述第一、三喷淋装置(713，81；3)连接，所述管路上分别设置有阀门(30，40)。
专利摘要一种氨法常压捕集吸收二氧化硫和二氧化碳系统，包括稀氨水供给装置等，稀氨水供给装置通过管路分别与二氧化硫、二氧化碳吸收装置连接，引风机通过管路与换热器连接，换热器通过管路与二氧化硫吸收装置连接，二氧化硫吸收塔排气管与二氧化碳吸收塔连接，二氧化硫、二氧化碳吸收塔内的第一、二冷却装置之间共用冷却水进、出水管，二氧化硫、二氧化碳吸收装置分别通过高浓度氨水储槽中的浓氨水补充，二氧化硫、二氧化碳吸收装置分别通过泵将各自吸收塔内的溶液抽至换热器中冷却并进入结晶槽结晶，通过离心机将固液体分开，液体继续在该系统中循环，本实用新型脱硫减碳效率高，工艺流程简单、系统结构简化、投资及运行成本低廉。
文档编号B01D53/78GK202006081SQ20112004045
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者张明旭, 徐敬尧, 李寒旭, 苏传好, 闵凡飞, 陈林, 韩松 申请人:安徽淮化股份有限公司