一种硫酸尾气脱硫装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业废气处理领域，涉及硫酸生产过程中尾气处理达标排放，或合理利用副产物无污染物排放，具体地涉及一种硫酸尾气脱硫装置及方法。
【背景技术】
[0002]
目前，工业上普遍使用的脱硫技术有半干法和干法、石灰石一石膏湿法(FGD )、双碱法、海水脱硫法等多种尾气脱硫的工艺技术，但上述脱硫技术普遍存在一些问题，如系统复杂、催化剂损耗高、设备成本高、投资大、系统运行维护费用高、脱硫效率低、副产物无法处理等。
[0003]近年来氨法脱硫技术发展应用较快，氨法脱硫技术是一种液相脱硫技术，氨法脱硫技术有副产30%硫酸铵溶液或硫酸铵固体的优点，因此用于脱除尾气中的二氧化硫具有广泛的应用价值，副产品硫酸铵可作为复合肥生产的原料直接使用，节约了复合肥的生产成本，又满足了企业的环保需求。
[0004]将氨法脱硫生产的亚硫酸铵通过空气氧化生产30%以上硫酸铵溶液，设备投资相对较大，稳定性不够，产品中仍然存在亚硫酸铵，作为复合肥生产的原料会产生二氧化硫排放，影响复合肥的生产，对环境不利。双氧水-氨法脱硫技术的发明彻底解决了硫酸尾气排放及副产物的综合利用问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种硫酸尾气脱硫装置，通过塔内多层喷淋清洗除雾装置和防堵塞设计，将脱硫、清洗、除雾三项功能集于一塔，运转设备少，电耗低节能，塔内循环溶液均为亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，可达到较高的脱硫效率，使硫酸生产尾气脱硫达标排放及副产物综合处理利用。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种硫酸尾气脱硫方法，通过塔外二次双氧水氧化的方法，使亚硫酸铵溶液与双氧水通过空气的搅动充分反应，亚硫酸铵的氧化率可达到98%以上，切实确保了副产品硫酸铵溶液的品质，杜绝了脱硫塔堵塞现象的发生，降低了循环栗的动力消耗，保证较低的尾气排放温度。
[0007]本发明采用的技术方案:一种硫酸尾气脱硫装置，主要是在脱硫塔底部接有尾气总管，尾气总管上接有进液管和进水管，脱硫塔上接有进水管，脱硫塔底部接入出液管并接入循环栗，循环栗通过管道接入混合器，混合器通过管道接入一级氧化槽并接入二级氧化槽；
所述脱硫塔内，脱硫塔下部设置有喷淋头一，中部设置升气帽，升气帽上方设置有喷淋头二，脱硫塔上部设置有多层喷淋头，脱硫塔顶部安装有除雾器，所述除雾器上方设置有清洗嗔头；
所述混合器上通过管道接有氨水栗并接入氨水槽，所述氨水栗接入脱硫塔底部； 所述一级氧化槽和二级氧化槽上通过管道并联接有双氧水栗并接入双氧水槽。
[0008]所述升气帽内安装有帽杆，帽杆固定在脱硫塔底部，升气帽直径小于脱硫塔内径。
[0009]所述一级氧化槽和二级氧化槽上通过管道分别接有一级循环栗和二级循环栗。
[0010]所述进水管分别接入脱硫塔内的喷淋头一、喷淋头二、多层喷淋头、除雾器。
[0011]一种硫酸尾气脱硫的方法，其工艺步骤如下:
(I)吸收:硫酸尾气经尾气总管输送至脱硫塔下部，脱硫塔下部尾气在塔内自下而上运行，尾气中的二氧化硫与喷入的亚硫酸铵溶液进行反应，未反应的亚硫酸铵溶液与反应生成的亚硫酸氢铵混合溶液一起进入脱硫塔下部，尾气在喷淋层内脱硫后向上；尾气通过升气帽进入湍球清洗层，去除尾气中少量微米级亚硫酸氢铵、硫酸铵和微小固体颗粒以及游离氨，尾气在清洗层清洗后向上；尾气进入除雾层，除雾器上部设置的清洗喷头除去尾气中夹带的雾滴，并清洗除雾器、并对尾气中夹带的氨和二氧化硫再次吸收。
[0012](2)调节:脱硫塔塔底溶液经循环栗反复循环后，生成一定浓度的亚硫酸氢铵和亚硫酸铵的混合溶液，当溶液总浓度达到25— 35%左右时，部分混合溶液经过循环栗送至静态混合器。在静态混合器中，通过控制氨水的加入量调节混合溶液的PH值，将溶液中的亚硫酸氢铵全部转化为亚硫酸铵。
[0013](3)氧化:将静态混合器中亚硫酸铵溶液，送入一、二级氧化槽进行两级氧化，亚硫酸铵被快速氧化生成硫酸铵，送入硫酸铵溶液槽。
[0014]所述步骤(3)中，一级氧化槽中加入等质量双氧水中和，使亚硫酸铵被快速氧化生成硫酸铵，所述二级氧化槽中加入微过量双氧水使其静置稳定。
[0015]所述步骤(3)中，亚硫酸铵经过氧化、静置转化率达到98%以上，硫酸铵溶液浓度在280— 420g/L之间，生产浓度为25?35%硫酸铵溶液。
[0016]所述步骤(3)中，经清洗和除雾后的尾气温度降到30°C左右，硫酸尾气出口 SO2*度< 200mg/Nm3，氨含量< 10mg/Nm3，雾状液滴< 75 mg/Nm3。
本发明技术方案的有益效果在于:
1、本发明硫酸尾气脱硫装置采用塔内尾气三层喷淋清洗及一层除雾的方法高效脱硫，脱硫塔下部尾气的二氧化硫与喷入的亚硫酸铵溶液进行反应，第一层尾气进入喷淋层内脱硫后向上；第二层尾气通过升气帽进入湍球清洗层，去除尾气中少量微米级亚硫酸氢铵、硫酸铵和微小固体颗粒以及游离氨，第三层尾气进入清洗层清洗后向上，最后尾气进入除雾层，除雾器上部设置的清洗喷头除去尾气中夹带的雾滴，并清洗除雾器、并对尾气中夹带的氨和二氧化硫再次吸收，气液两相接触面积大，脱硫效率高，操作弹性大。
[0017]2、本发明硫酸尾气脱硫装置采用高效脱硫和防堵塞设计，始终保持脱硫塔内溶液PH值在合适的范围内，有利于对一■氧化硫的循环吸收，提尚装置的脱硫效率；避免了硫酸铵在塔内的形成，塔内循环溶液均为亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，循环液中的有效吸收成分大大增加，有利于提高吸收效率，降低溶液循环量及系统电耗；合理控制循环溶液中亚硫酸铵的浓度为20%左右，从根本上杜绝了塔内结晶的形成，避免了塔内结晶堵塔和堵塞管道、喷头，也降低了循环溶液中含有结晶对管道和设备的磨损，大大提高了设备的稳定运行周期。
[0018]3、本发明硫酸尾气脱硫装置采用双级喷射再生氧化法，脱硫塔下部尾气中的二氧化硫与喷入的亚硫酸铵溶液进行反应，喷射器内液体高速流动形成的负压将空气吸入后通过空气搅动氧化亚硫酸铵，提高了亚硫酸铵氧化成硫酸铵的机率，亚硫酸铵的氧化率^ 98%，确保了副产品硫酸铵溶液的品质，优于塔内的空气曝气氧化，氧化后的硫酸铵产品中亚硫酸铵成分含量很低，硫酸铵产品回收率高且品质纯正，杜绝了脱硫塔堵塞现象的发生，保证较低的尾气排放温度，，较好地解决了氨法脱硫的气氨逃逸和尾气拖白问题。
[0019]4、本发明硫酸尾气脱硫装置采用塔外二次双氧水氧化的方法，单独设置一级、二级氧化槽，将塔内一定浓度的亚硫酸铵溶液送往塔外氧化成硫酸铵，该工艺脱硫塔内部溶液为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵及氨水的混合溶液，基本不含硫酸铵，不影响对尾气中二氧化硫的吸收。
[0020]5、本发明硫酸尾气脱硫装置采用塔外氧化流程，避免塔内氧化流程需要较大的液气比，较大的循环溶液量，循环栗的电耗也较高，设置较大功率的氧化风机，塔外氧化技术方案大大降低了脱硫液的循环量，无需氧化风机，将脱硫、清洗、除雾三项功能集于一塔，运转设备少，电耗低节能，脱硫装置塔内溶液均是吸收二氧化硫的有效成分，可达到较高的脱硫效率。
[0021]6、本发明硫酸尾气脱硫装置采用优化操作控制方法，通过控制加入静态混合器中氨水的加入量来调节混合溶液的PH值，以PH值控制氨水流量，以液位控制尾气总管喷淋水流量，以最终产品密度控制产品硫酸铵流量；同时氨水直接加入脱硫塔底部，一方面与脱硫塔内循环液中的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，另一方面主要是控制循环液的PH值；各项数据采用现场和DCS双系统指示，控制指标均接入DCS控制系统，具有很好的稳定性和安全性，可实现完全的自动化运行，操作简单。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种硫酸尾气脱硫装置及工艺方法流程图。
[0023]图2为本发明一种硫酸尾气脱硫方法工艺流程图。
[0024]尾气总管101、脱硫塔102、进液管103、进水管104、进水管105、出液管106、循环栗107、喷淋头一 108、升气帽109、喷淋头二 110、多层喷淋头111、除雾器112、清洗喷头113、帽杆114、混合器201、氨水栗202、氨水槽203、一级氧化槽301、二级氧化槽302、双氧水栗303、双氧水槽304、一级循环栗305、二级循环栗306。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0026]—种硫酸尾气脱硫方法工艺流程，硫酸尾气总管101上接有亚硫酸铵溶液进液管103和进水管104，脱硫塔102底部接有硫酸尾气总管101，脱硫塔102上接有进水管105，脱硫塔102底部接入出液管106并接入循环栗107，循环栗107通过管道接入混合器201，混合器201上通过管道接有氨水栗202并接入氨水槽203，同时氨水栗201接入脱硫塔102底部；混合器201通过管道接入一级氧化槽301并接入二级氧化槽302，一级氧化槽301和二级氧化槽302上通过管道并联接有双氧水栗303并接入双氧水槽304。
[0027]1、脱硫塔结构及材料，脱硫塔102内，脱硫塔102下部设置有喷淋头一 108，中部设置升气帽109，升气帽109内安装有帽杆114，帽杆114固定在脱硫塔102底部，升气帽109直径小于脱硫塔102内径；升气帽109上方设置有喷淋头二