专利名称：一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置的制作方法
技术领域：
一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置
技术领域：
本实用新型涉及环境保护设备领域，具体的说是一种强制氧化转化烟气脱硫副产 硫铵的装置。
背景技术：
我国的能源结构中，煤炭是第一能源，占75%以上。大量的燃煤导致我国SO2的污 染严重，具估计我国每年排放一吨SO2所造成的经济损失约两万元人民币。在严格的SO2排 放标准下，我国的脱硫产业如火如荼，其中最具有资源化和广阔前景的脱硫方法当属氨法 脱硫技术。氨法脱硫技术即利用氨或氨水碱性溶液吸收烟气中的SO2生产硫铵化肥，其原 理的主要反应式如下(1)H20+S02+2NH3 = (NH4)2SO3(SO2的吸收)[0004](2) (NH4) 2S03+H20+S02 = 2NH4HS03(SO2的主吸收步骤)[0005](3) NH4HS03+NH3 = (NH4) 2S03(酸式盐转化为亚盐)[0006](4) (NH4) 2S03+l/202 = (NH4)2SO4(亚盐的氧化)[0007](5) (NH4)2SO4(I) = (NH4)2SO4(S)(硫铵的结晶和成型)[0008]在SO2的吸收过程中，生成物(NH4)2SOj^SO2的吸收能力更强，故式(2)表示的才
是氨法脱硫的真正吸收反应。生成的(NH4) 2S04和NH4HSO3对SO2不具有吸收能力，随吸收过 程的进行，吸收液中NH4HSO3数量增多，吸收液的能力下降，此时需要向吸收液中补充氨或 者氨水，使NH4HSO3按照(3)转变成(NH4)2SO3,以保证吸收液的吸收能力。目前，氨法脱硫技术把亚盐氧化、SO2吸收循环液、硫铵结晶等都在一个浆液池中 完成，因此，为了保证SO2的洗涤效果，浆液中必须保证(NH4) #03和NH4HSO3的合适比例， 导致产生以下问题①系统中不能使用强氧化剂氧化(NH4)2SO3，否则(NH4)2SO3大量氧化为 (NH4)2SO4，严重影响SO2的吸收效果；②浆液中(NH4)2SO4的质量浓度低；③由于浆液中含有 NH4HSO3和(NH4) 2S03较多，在后续的硫铵浓缩干燥成型过程中，酸式亚盐和亚盐的受热分解 产生很多氨气，造成二次污染，导致生产环境恶劣，且浪费吸收剂氨或氨水；④由于浆液的 质量浓度低，在干燥中使用大量蒸汽，一方面耗能较大，另一方便烟气中携带的大量热能没 有得到优化利用。
发明内容本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种强制氧化转化烟气脱硫 副产硫铵的装置，能够增强(NH4)2SO3的氧化，提高浆液中硫铵浓度，避免硫铵浓缩干燥中产 生二次污染，且能够合理利用烟气自身的热能，减少干燥硫铵使用的蒸汽量。为实现上述目的，本实用新型提出了一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装 置，包括由下向上依次设置的硫铵结晶段、SO2吸收段和除雾除氨段，所述硫铵结晶段设有 烟气进口，烟气进口下方的浆液池中设置有氨水加入装置和氧化剂加入装置，烟气进口上 方设置有一级循环喷淋装置，一级循环喷淋装置通过循环泵与浆液池相连。[0012]作为优选，所述氧化剂加入装置采用臭氧加入装置。作为优选，所述循环泵的出口处还设置有硫铵排出阀门。作为优选，所述所述SO2吸收段设有升气帽、二级循环喷淋装置和循环槽，所述循 环槽上设置有循环液进口、氨水加入口，循环槽通过循环槽泵与二级循环喷淋装置相连，循 环槽泵出口还设置有向硫铵结晶段供应浆液的控制阀门。作为优选，所述除雾除氨段设置有除雾器和除雾器冲洗装置，除雾器上方设置有 烟气出口。作为优选，所述除雾器为双层除雾器。本实用新型的有益效果本实用新型采用强氧化剂臭氧和氨水的合理加入，增强 了(NH4)2SO3的氧化，提高了浆液中硫铵的浓度，避免了硫铵浓缩干燥中产生二次污染，且合 理利用了烟气自身的热能，减少了干燥硫铵使用的蒸汽量。本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图1为本实用新型一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，包括由下向上依次设置的 硫铵结晶段1、S02吸收段2和除雾除氨段3，所述硫铵结晶段1设有烟气进口 11，烟气进口 11下方的浆液池12中设置有氨水加入装置13和氧化剂加入装置14(也称为“臭氧加入装 置14”)，烟气进口 11上方设置有一级循环喷淋装置15，一级循环喷淋装置15通过循环泵 16与浆液池12相连，循环泵16的出口处还设置有硫铵排出阀门17。所述SO2吸收段2设有升气帽21、二级循环喷淋装置22和循环槽23，所述循环槽 23还设置有循环液进口、氨水加入口，循环槽23通过循环槽泵24与二级循环喷淋装置22 相连，循环槽泵24出口还设置有向硫铵结晶段1供应浆液的控制阀门25。所述除雾除氨段3设置有双层除雾器31和除雾器冲洗装置32，除雾器31上方设 置有烟气出口 33。举例实施方式300MW火力发电机组，燃煤含硫量为2. 0% 2. 6%，锅炉产生的烟 气量为110 118万Nm7h，SO2含量6855mg/Nm3左右，出口烟气温度为130°C 165°C。该烟 气直接由烟气进口 11进入装置系统的硫铵结晶段1，该段底部的浆液池12中设置有氨水加 入装置13和臭氧加入装置14，由SO2吸收段2来的浆液中含有大量的NH4HSOjP (NH4)2SO3, 并且浆液的质量浓度较低，这种浆液进入硫铵结晶段1后，迅速与氨水加入装置13喷出的 氨水反应，浆液中的NH4HSO3大量转化为(NH4)2SO3 NH4HS03+NH3 = (NH4)2SO3,致使浆液中(NH4)2SO3剧增，而设置在硫铵结晶段1底部的臭氧加入装置14加入 的强氧化剂臭氧气体或者含有臭氧的液体，又迅速将(NH4)2SO3氧化为硫铵(NH4) 2S03+03 = (NH4) 2S04+02,(NH4) 2S03+0 . 502 = (NH4)2SO4,在加入的氨水和臭氧的搅拌下，浆液得以充分混合，浆液中亚盐转化和氧化反应迅速完成。此时浆液中大多为硫铵，然后该浆液经过循环泵16由喷淋装置15直接喷淋在 从烟气进口 11进来的烟气上，烟气得到了降温增湿的调质，同时浆液中的水被烟气大量带 走。经过以上步骤后，浆液浓度增加，硫铵纯度也大大增加，并且经过烟气的蒸发浓缩后，浆 液中硫铵的质量浓度约为15% 30%或以上，该硫铵浆液通过阀门17输送到硫铵干燥包 装系统，由于浆液中酸式亚盐和亚盐的含量极少，硫铵的含量大大增加，且质量浓度增大， 故在后续的干燥包装系统中，使用的热蒸汽量大大较少，酸式亚盐和亚盐受热分解产生的 氨气污染问题也得以控制。该硫铵结晶段，为了使NH4HSO3大量的转化为(NH4)2SO3,浆液的pH控制在6. 0 7.5，为了使(NH4)2SO3快速氧化，选用了强氧化剂臭氧，利用高级氧化的方法把(NH4) #03氧 化为硫铵，为了使浆液充分吸收烟气携带的热量以达到浓缩结晶硫铵的目的，循环喷淋的 液气比控制较大约为8 20L/m3。为了使酸式亚盐转化、亚盐氧化、硫铵浓缩等反应的合理 有序进行，氨水加入装置13、臭氧加入装置14以及阀门25等设备可以相互配合，通过连续 或者间断的控制方式达到更好的效果。该段中多余的氨水会在SO2吸收段2中被SO2中和 或在除雾除氨段3中被除去，该段中多余的臭氧会与烟气中SO2和NO反应，将它们氧化为 高价态硫氧化物和氮氧化物，在SO2吸收段2中一并去除，故该系统视臭氧加入量的多少还 具有一定的脱硝性能。烟气经过硫铵结晶段1后，自身得以降温增湿的调质，更便于烟气中SO2脱除，烟 气经由升气帽21进入SO2吸收段2，该段主要目的是吸收烟气中SO2 H20+S02+2NH3 = (NH4)2SO3,(NH4) 2S03+H20+S02 = 2NH4HS03,NH4HS03+NH3 = (NH4)2SO3,SO2吸收的主要是利用后两个反应式的循环进行，故保持NH4HSO3和(NH4)2SO3合 理比例就保证了 SO2吸收效果，而它们的比例关系是浆液PH值的单值函数，当PH值控制在 5.0 6. 2时，NH4HSO3禾口 (NH4)2SO3的比例较合适，SO2吸收效率达96%以上，控制pH值是 靠直接控制氨水的加入量来完成，也即控制了 NH4HSO3和(NH4)2SO3的比例。当循环槽23中 的浆液量达到一定数量后通过阀门25输送到硫铵结晶段1中。烟气经过SO2吸收段2后进入除雾除氨段3，该段中设置有除雾器31 (双层除雾 器)以控制净化后烟气中的气溶胶和氨的逃逸，氨的逃逸可以控制在IOppm以下，净化后的 洁净烟气通过烟气出口 33排至烟囱。以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于 此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新 型的专利范围之中。
权利要求一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于包括由下向上依次设置的硫铵结晶段(1)、SO2吸收段(2)和除雾除氨段(3)，所述硫铵结晶段(1)设有烟气进口(11)，烟气进口(11)下方的浆液池(12)中设置有氨水加入装置(13)和氧化剂加入装置(14)，烟气进口(11)上方设置有一级循环喷淋装置(15)，一级循环喷淋装置(15)通过循环泵(16)与浆液池(12)相连。
2.如权利要求1所述的一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于所 述氧化剂加入装置(14)采用臭氧加入装置。
3.如权利要求1所述的一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于所 述循环泵(16)的出口处还设置有硫铵排出阀门(17)。
4.如权利要求1所述的一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于所 述所述SO2吸收段(2)设有升气帽(21)、二级循环喷淋装置(22)和循环槽(23)，所述循 环槽(23)上设置有循环液进口、氨水加入口，循环槽(23)通过循环槽泵(24)与二级循环 喷淋装置(22)相连，循环槽泵(24)出口还设置有向硫铵结晶段(1)供应浆液的控制阀门 (25)。
5.如权利要求1所述的一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于所 述除雾除氨段(3)设置有除雾器(31)和除雾器冲洗装置(32)，除雾器(31)上方设置有烟 气出口(33)。
6.如权利要求5所述的一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，其特征在于所 述除雾器(31)为双层除雾器。
专利摘要本实用新型公开了一种强制氧化转化烟气脱硫副产硫铵的装置，包括由下向上依次设置的硫铵结晶段、SO2吸收段和除雾除氨段，所述硫铵结晶段设有烟气进口，烟气进口下方的浆液池中设置有氨水加入装置和氧化剂加入装置，烟气进口上方设置有一级循环喷淋装置，一级循环喷淋装置通过循环泵与浆液池相连。本实用新型采用强氧化剂臭氧和氨水的合理加入，增强了(NH4)2SO3的氧化，提高了浆液中硫铵的浓度，避免了硫铵浓缩干燥中产生二次污染，且合理利用了烟气自身的热能，减少了干燥硫铵使用的蒸汽量。
文档编号C01C1/24GK201658943SQ20102015214
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者傅峡, 刘大华, 戴永阳, 葛介龙 申请人:浙江菲达环保科技股份有限公司