烟气多污染物超低排放氨法DDC工艺及装置的制作方法

本发明涉及一种工艺及装置，具体涉及一种烟气多污染物超低排放氨法ddc工艺及装置。

背景技术：

近年来，空气污染越来越严重，引起社会的广泛关注，国家在大气治理上了相继推出了相关的环保政策，排放标准也越来越严厉。我国是个化石燃料大国，其中煤炭消耗占能源比例高达70%。传统的化石燃料燃烧过程中会释放大量的粉尘颗粒、二氧化硫等污染物，造成大气污染严重，危及人类健康。

目前，在国内，锅炉烟气治理主要是成熟的石灰石-钙法，钙法使用的吸收剂为石灰石，大量的开采造成水土流失、破坏生态，不仅会产生co2，加剧温室效应，而且会产生大量难于处理的高含盐废水。。近年来，锅炉烟气氨法脱硫因其投资省、占地少，可采用废氨水吸收二氧化硫，生成的副产品硫酸铵具有较高的经济价值，该工艺在烟气脱硫市场占据的份额越来越大。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种烟气多污染物超低排放氨法ddc（desulfurization-dedusting-cleansing）工艺及装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

烟气多污染物超低排放氨法ddc工艺，烟气依次经过以下步骤，成净烟气后排出；

s1、浓缩段，硫酸铵溶液喷淋烟气后，产生雾气和浓缩液；

s2、吸收段，亚硫酸铵溶液喷淋雾气，吸收雾气中的so2后，产生脱硫雾气和吸收液；

s3、净化除尘除雾段，脱硫雾气经水洗、电除污后，产生净烟气和洗涤液；

所述步骤s1中的浓缩液经浓缩泵在浓缩段内循环喷淋；

所述步骤s2中的吸收液与氨水混合后再生的亚硫酸铵，经吸收泵在吸收段内循环喷淋；

所述步骤s3中的洗涤液经水洗泵在净化除尘除雾段内循环喷淋；

所述步骤s2中的吸收液与氧化空气混合氧化后，生成的硫酸铵汇入步骤s1的浓缩液中。

上述电除污为通过线-网式电除污器脱除雾滴、细颗粒物，所述线-网式电除污器包括阴极线和线-网式阳极板。

上述步骤s2中的脱硫雾气经过预水洗和预除雾后，进入净化除尘除雾段。

上述吸收液与氧化空气混合后，经吸收泵在浓缩段和/或吸收段喷淋。

适用上述烟气多污染物超低排放氨法ddc工艺的装置，烟气多污染物自吸收塔入口进入，依次经浓缩段、吸收段、净化除尘除雾段，成净烟气后从塔顶出口排出；

所述浓缩段、吸收段和净化除尘除雾段，由带若干旋流除雾升气帽的塔板隔断；

所述浓缩段、吸收段和净化除尘除雾段内分别设有若干喷淋器，喷淋液分别为硫酸铵、亚硫酸铵和水；净化除尘除雾段出口设有线-网式电除污器；

所述浓缩段排出的浓缩液经浓缩泵循环在浓缩段内喷淋；

所述吸收段排出的吸收液分别流入加氨缓冲罐，通过与加氨缓冲罐连接的吸收泵在吸收段内循环喷淋；和流入氧化槽，氧化槽底部设有氧化空气分布管，槽壁设有接浓缩段的溢出口；

所述净化除尘除雾段排出的洗涤液进入水洗罐后，通过水洗泵在净化除尘除雾段内循环喷淋。

进一步的，上述浓缩段顶部设有若干开口向上的喷淋器，所述喷淋器通过吸收泵与氧化槽连接。

进一步的，上述吸收段的顶部设有若干除雾器，所述除雾器的底部设有喷口向上喷淋器，喷淋液为工艺水。

进一步的，上述净化除尘除雾段内的喷淋器组成若干水洗层，所述水洗层之间通过带若干旋流除雾升气帽的塔板隔断，水洗层排出的洗涤液进入水洗罐后，通过水洗泵在水洗层内循环喷淋。

进一步的，上述线-网式电除污器底部设有若干喷口向上的喷淋器，喷淋液为工艺水。

进一步的，上述浓缩段设有出口管道接文丘里喷射器的搅动泵，底部设有氧化空气分布管网。

进一步的，上述旋流除雾升气帽包括顶部设有挡板的筒体，筒体顶侧部设有出气口，筒体内设有若干成环形分布的旋流叶片。

进一步的，上述氧化槽内设有若干层气泡切割器，设有若干曝气器的氧化空气分布管设置在气泡切割器的底部，所述气泡切割器为格栅、多孔板或填料中的任一种。

进一步的，上述线-网式电除污器包括阴极线和线-网式阳极板，所述线-网式阳极板包括若干丝网层，所述线-网式电除污器接高压、高频、脉冲、等离子、直流、变频电源中的任一种。

本发明的有益之处在于：本发明的烟气多污染物超低排放氨法ddc工艺及装置，根据亚硫酸铵吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵，加氨再生生成吸收剂亚硫酸铵，以及亚硫酸铵氧化生成稳定硫酸铵的特性，通过对塔体进行分区设计，通过三个通过带旋流除雾升气帽的塔板实现相互隔离，将吸收塔分为浓缩段、吸收段和净化除尘除雾段；通过泵、管道，与外部的氧化槽加氨缓冲罐及洗涤罐形成三个独立的循环回路。本发明的工艺流程短，装置运行稳定，氧化效率高，保证亚硫酸铵氧化率高达98%以上，有效降低氧化槽的液位和鼓风机的压头，节省投资和运行成本；吸收段的烟尘洗涤率在85~90%左右，实现超低排放；出口净烟气雾滴的去除率高达99%，同时确保出口雾滴含量≤20mg/nm³。

该套装置设计科学，布置紧凑，脱硫除尘效率高，杜绝了烟气拖尾下坠现象。烟气出口so2＜35mg/nm³，颗粒物＜5mg/nm³，实现超低排放，长期稳定运行，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的烟气多污染物超低排放氨法ddc装置的结构示意图。

图2为本发明的旋流除雾升气帽的结构示意图的透视图。

图3为本发明的旋流除雾升气帽的结构示意图的仰视图。

图4为本发明的线-网式电除污器的结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、浓缩段，2、吸收段，3、净化除尘除雾段，4、旋流除雾升气帽，5、硫铵泵，6、搅动泵，7、浓缩泵，8、吸收泵，9、水洗泵，10、氧化槽，11、加氨缓冲罐，12、水洗罐，13、喷淋器，14、除雾器，15、吸附层，16、线-网式电除污器，17、气泡切割器，18、曝气器，19、筒体，20、出气口，21、挡板，22、旋流叶片，23、阴极线，24、阳极板，25、电源。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明采用的旋流式曝气器18，采购自宜兴市奇美水工塑料有限公司。

本发明的烟气多污染物超低排放氨法ddc工艺的反应主要为：

(nh4)2so3+h2so3=2nh4hso3+h2o（1）

nh4hso3+nh3·h2o=(nh4)2so3+h2o（2）

亚硫酸铵吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵加氨生成吸收剂亚硫酸铵。

氨法脱硫产品为硫酸铵，硫酸铵是稳定盐，不具备吸收二氧化硫能力，为了保证高效的亚硫酸铵氧化率和二氧化硫吸收率，氧化、吸收工艺通过增设的氧化槽10和加氨缓冲罐11分开。

本发明的烟气多污染物超低排放氨法ddc装置的核心为塔体，根据氨法脱硫的特性，对塔体进行分区设计，根据烟气多污染物的流向，分为浓缩段1、吸收段2和净化除尘除雾段3，三个功能区通过塔板相互隔离，通过设置在塔板上的旋流除雾升气帽4相互连通。

旋流除雾升气帽4为顶部有挡板21的筒体19，顶侧部有出气口20，筒体19内有若干成环形分布的旋流叶片22，筒体19形状根据需求可设置为圆形、方形、矩形、多边形等。

塔板与旋流除雾升气帽4协同作用，起到集液盘的作用。

三个功能区分别通过泵、管道，与外部附加槽罐形成三个独立的循环回路。

烟气经过烟道进入吸收塔浓缩段1，与通过浓缩泵7循环喷淋的硫酸铵浓缩浆液气液接触，浆液中的水分不断得到蒸发，落入塔底浓缩浆池，硫酸铵浆液浓度进一步提高，进而析出晶体；带晶体的硫酸铵浆液含固量达到5%以上通过硫铵泵5输送到后处理系统，具体流程为浆液排入水力旋流器，经过水力分离，溢流溶液返回吸收塔底部，水力旋流器底流浆液含固量在40~55%，落入卧式双级活塞推料离心机，经高速离心分离后硫酸铵湿料含水量在2~5%左右，通过螺旋输送机输送到震动流化床干燥机，干燥成含水量＜1%的硫酸铵成品，通过包装机包装成成品外售。

烟气与硫酸铵浆液热交换后，温度降低，上升过程中夹带了大量细微铵盐及雾滴颗粒；夹带了大量铵盐及雾滴的烟气，高速通过升气帽，与旋流板叶片撞击，夹带的铵盐、雾滴被叶片截留，在离心力的作用下凝聚成大液滴，由于重力作用，落入浓缩浆池中。

烟气上升通过旋流除雾升气帽4进入吸收段2，呈旋流流态，到达吸收喷淋层，喷淋层层数根据烟气含硫量设计。吸收二氧化硫后，吸收段2自流而下的吸收液一部分进入加氨缓冲罐11，通过与加氨缓冲罐11连接的吸收泵8在吸收段2循环喷淋；另一部分进入氧化槽10，氧化槽10设有接浓缩段1的溢出口。

亚硫酸铵一个特性是不稳定，受热后容易分解，在60℃时分解成二氧化硫、氨气、水，因此必须先氧化再浓缩。

氧化槽10由鼓风机通过管道向底部鼓气，底部设置了空气分布管网，支管上连接着旋流式曝气器18，该曝气器18具有耐腐蚀、氧利用率高、不堵塞、安装方便等特点。空气从旋流式曝气器18喷射而出形成无数个微小气泡，小气泡在上升过程中，受到溶液的压强越来越小，小气泡体积逐渐变大，通过氧化槽10内设置的多层气泡切割器17（气泡切割器17为耐腐蚀材质，成栅格状，丝径0.5~0.7mm，厚度50~200mm）。气泡切割器17起到二次切割气泡及增加气泡，增大气泡表面积同时延长气泡与溶液接触时间，提高氧化效率，同时起到去除泡沫的作用。

根据实际使用需求，气泡切割器17可选用多孔板或填料等起到切割气泡作用的装置。

氧化槽10完成氧化的硫酸铵溶液，一部分溢流到浓缩段1底部的浓缩浆池，另一部分通过循环泵支路输送到浓缩段1上层喷淋层。浓缩段1浆池底部的浆液通过泵的不断循环与烟气热传递，析出硫酸铵晶体，为了防止硫酸铵晶体在塔底沉淀结块，在塔外设置了搅动泵6，搅动泵6出口管道连接文丘里喷射器，文丘里喷射器喉管处形成负压，吸进大量空气，起到扰动浆液的同时，协同从氧化空气分布管网进入的氧化空气对残留的亚硫酸铵进行二次氧化。

该套氧化工艺，保证亚硫酸铵氧化率高达98%以上，氧化槽10的液位有效降低，鼓风机的压头有效减小，节省投资和运行成本。

浓缩段1、吸收段2之间塔板的下方设置了喷口向上的冲洗喷淋器13，定期冲洗升气帽。浓缩段1干湿界面处会有铵盐析出结晶，因此在浓缩段1内壁设置一圈光滑的pp板，浓缩段1喷淋层周边喷嘴选大角度喷嘴，让浆液直接喷淋到pp板上，防止铵盐结晶挂壁。喷淋液由分别与氧化槽10、加氨缓冲罐11连接的吸收泵8提供。

吸收段2的顶部，设有若干预净化除雾器14，除雾器14底部设有喷口向上的喷淋器13，脱除烟气二次夹带的雾滴，喷淋液优选为工艺水。

烟气经塔板上的旋流除雾升气帽4自吸收段2进入净化除尘除雾段3，到达水洗层，水洗层由设置在喷淋器13底部的填料吸附层15组成，喷淋液为水，利用水来吸收烟气夹带的铵盐、雾滴。水洗层排出的洗涤液进入水洗罐12，通过水洗泵9在吸附洗涤层循环喷淋。

根据实际需求，可设置若干组循环喷淋的水洗层；水洗层之间通过带旋流除雾升气帽4的塔板隔断。

净化除尘除雾段3顶部设置线-网式电除污器16，进一步脱除雾滴、细颗粒物。线-网式电除污器16包括相互匹配的阴极线23和线-网式阳极板24，阳极板24包括若干丝网层，线-网式电除污器16由高压、高频、脉冲、等离子、直流、变频中的任一种电源25供电。

阳极板24垂直于气流方向布置，阴极系统布置在新型阳极板24下部；烟气流经线-网式电除污器16的静电除尘（雾）区域时，粉尘和雾滴受到的电场力与引风力的方向在同一竖直线上，使粉尘和雾滴颗粒在引风力与电场力的共同作用下，在阳极板24上完成捕集。粉尘和雾滴接触并附着到新型阳极板24上，由于采用线-网式阳极板24，小颗粒在线-网内部不断碰撞并逐渐变成大颗粒，最终在重力作用下流至吸收塔内，避免附着在阳极板24上的液滴因烟气流速的二次夹带。雾滴去除率高达99%，确保烟气出口雾滴含量≤20mg/nm³。

该套装置设计科学，布置紧凑，目前有多套该工艺的烟气多污染物超低排放氨法ddc装置投运，脱硫除尘效率高，杜绝了烟气拖尾下坠现象。烟气出口so2＜35mg/nm³，颗粒物＜5mg/nm³，实现超低排放，长期稳定运行，得到广大客户的高度认可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。