专利名称：有效脱除氯、氟离子及重金属离子的氨法脱硫方法
技术领域：
本发明涉及一种新的氨法脱硫装置及方法，特别涉及一种能有效脱除氯、氟离子及降低副产品重金属离子含量的利用氨(氨水、液氨)作为吸收剂脱除烟气中二氧化硫的方法。
背景技术：
目前，氨法脱除烟气中二氧化硫主要采用喷淋吸收的方式，吸收工艺主要分为单塔吸收和双塔吸收两种。最早国外开发的氨法脱硫吸收工艺是采用双塔形式，目前国内也还有类似的脱硫装置应用。传统的双塔吸收装置是浓缩结晶塔和吸收塔串联组成，烟气首先进入浓缩结晶塔，在浓缩结晶塔内降温、洗涤除尘，同时利用烟气中的热量对吸收液进行浓缩结晶。烟气离开浓缩结晶塔后进入吸收塔，在吸收塔内完成二氧化硫的吸收脱除。后来，国外、国内都对氨法脱硫吸收工艺进行改进，其中就有将双塔吸收工艺改为单塔吸收工艺。目前采用的单塔吸收装置主要有空塔喷淋和填料塔两种，单塔吸收装置结构简单，吸收、浓缩、结晶都在一个塔内完成。目前，不管是传统的双塔吸收工艺还是改进后的单塔吸收工艺，都存在一个难以解决的问题，那就是烟气中的氯离子、氟离子以及重金属离子会在脱硫浆液中不断富集。一方面对装置产生严重的腐蚀，另一方面造成副产的硫酸铵化肥品质下降，严重的还会造成重金属含量超标，带来土壤重金属污染。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种新的有效脱除氯、 氟离子及重金属离子的氨法脱硫方法。本发明可以有效去除系统中的氯离子和氟离子，并大幅度降低副产硫酸铵化肥中的重金属离子含量，满足国家农用化肥标准要求。本发明的技术方案为有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫装置，包括预洗塔、预洗塔循环泵、新鲜水喷淋管、预洗塔循环喷淋管、预洗塔泥浆排出泵、预洗塔烟道除雾器、脱硫塔、脱硫塔循环泵、脱硫塔循环喷淋管、脱硫塔除雾器、脱硫塔排出泵、氧化罐、氧化罐排气管、氧化风机、曝气管、硫酸铵排出泵、氨水泵，其特征在于在预洗塔顶部设有烟气入口，在预洗塔底部设有泥浆排出口，在预洗塔下部设有循环水排出口，在预洗塔中部设有烟气出口，在预洗塔上部分别安装有新鲜水喷淋管、预洗塔循环喷淋管，预洗塔循环泵连接在循环水排出口与预洗塔循环喷淋管之间，预洗塔泥浆排出泵与泥浆排出口相连，新鲜水喷淋管外接水管，预洗塔烟道除雾器安装在预洗塔烟气出口处；脱硫塔的中部设有烟气进口，脱硫塔的顶部设有烟气出口，在脱硫塔的烟气进口上方安装脱硫塔循环喷淋管，在脱硫塔的脱硫塔循环喷淋管上方安装脱硫塔除雾器，在脱硫塔的底部分别设有浆液循环口、浆液排出口和氨水注入口，氨水泵与氨水注入口相连，脱硫塔循环泵连接在浆液循环口和脱硫塔循环喷淋管之间，脱硫塔排出泵连接在浆液排出口和氧化罐之间，氧化罐底部设有硫酸铵排出口并与硫酸铵排出泵相连，氧化罐顶部设有气体出口，氧化罐内安装曝气管，且曝气管与氧化风机相连。本装置在脱硫塔上设有气体入口并通过管子与氧化罐的气体出口相连。有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫方法，其特征在于按以下步骤进行(1)、含有二氧化硫的烟气首先从预洗塔下部烟气入口进入预洗塔，预洗塔采用空塔、塔板塔或湍球塔，预洗塔使用工业水和/或循环水作洗涤液，在塔内通过预洗塔循环泵循环喷淋；O)、烟气与洗涤液充分接触，烟气中的Cl—、Γ90_95%被脱除，可溶性的金属离子比如狗3+、Hg2+、Pb2+70% -80%被脱除，灰尘70% -80%被脱除；随着预洗塔内洗涤液循环洗涤，洗涤液PH值逐渐下降，通过从预洗塔的塔底泥浆排出口排出含有泥浆废水以及补充新鲜水，控制预洗塔内洗涤液PH值在2. 2-2. 8之间，PH值位于这个区间的洗涤液只吸收 HCl、HF、可溶性金属离子以及灰尘，对没有吸收作用；(3)、洗涤掉绝大部分Cl_、F_和大部分狗3+、Hg2+、Pb2+可溶性金属离子和灰尘的烟气离开预洗塔，通过除雾器除去夹带的液滴后进入脱硫塔；0)、预洗塔塔底排出的含有泥浆废水送到废水处理系统进行处理达标排放，废水处理系统为目前通用的成熟的工艺和装置；(5)、烟气进入脱硫塔后，在脱硫塔内，烟气向上通过喷淋层进行吸收处理，烟气通过喷淋层，与喷淋的吸收液进行逆流接触，发生传质与吸收反应，以脱除烟气中的so2、SO3 以及少量剩余的HC1、HF和灰尘；烟气穿过喷淋层后，烟气中的污染物基本全部脱除，洁净烟气通过除雾器除去夹带的液滴后，排出塔外；(6)、氨水通过氨水泵送入脱硫塔内，氨水可使用工业废氨水、市场购买的氨水或者使用液氨配制；氨水加入脱硫塔塔底浆池中，与塔内的浆液充分混合；塔内的浆液主要是亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵溶液是主要的脱硫吸收剂；亚硫酸铵溶液通过脱硫塔循环泵，循环喷淋吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸氢铵，当浆液中的亚硫酸氢铵浓度较高时，脱硫效率会逐渐下降直至完全失去脱硫能力；通过向浆液池中添加氨水，氨水与亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，通过添加氨水调节浆液的PH值保持在5. 2-5. 8之间，使得浆液保持足够的脱硫能力；在这里，氨水实际的作用是脱硫剂再生，真正的脱硫剂是亚硫酸铵溶液，这样也有效地避免了气相中的氨与S02、SO3反应生成气溶胶；(7)、脱硫塔浆池内溶液质量浓度达到35% -40%时，通过脱硫塔排出泵将亚硫酸铵溶液打到氧化罐，氧化罐内布有曝气管，氧化风机通过曝气管向氧化罐内的亚硫酸铵溶液鼓入空气，使亚硫酸铵氧化为硫酸铵；(8)、充分氧化的硫酸铵溶液通过硫铵排出泵送到硫酸铵副产品处理系统进行蒸发结晶、干燥、包装后，成为合格的农用化肥。硫酸铵副产品处理系统采用目前通用的成熟技术和装置。本发明有如下积极效果通过预洗脱除烟气中绝大部分Cl_、F—和大部分狗3+、Hg2+、1 2+可溶性金属离子和灰尘，脱出的污染物通过废水处理系统处理合格后达标排放。彻底消除了脱硫系统由于Cl_、F_富集造成的设备腐蚀严重，和成品化肥重金属超标的现象。并且由于预洗塔还有除尘和降温的效果，特别适合灰尘含量较高的烟气处理，并且降温后的烟气最大程度抑制了气溶胶二次污染的产生。根据小试试验，采用本发明的工艺，脱硫副产品重金属含量大幅下降，见下表
权利要求
1.有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫方法，其特征在于按以下步骤进行(1)、含有二氧化硫的烟气首先从预洗塔下部烟气入口进入预洗塔，预洗塔使用工业水和/或循环水作洗涤液，在塔内通过预洗塔循环泵循环喷淋；(2)、烟气与洗涤液充分接触，烟气中的Cl—、Γ90-95%被脱除，可溶性的金属离子 Fe3\ Hg2+、Pb2+70% -80%被脱除，灰尘70% -80%被脱除；随着预洗塔内洗涤液循环洗涤， 洗涤液PH值逐渐下降，通过从预洗塔的塔底泥浆排出口排出含有泥浆废水以及补充新鲜水，控制预洗塔内洗涤液PH值在2. 2-2. 8之间；(3)、洗涤掉绝大部分Cl_、F_和大部分狗3+、Hg2+、Pb2+可溶性金属离子和灰尘的烟气离开预洗塔，通过除雾器除去夹带的液滴后进入脱硫塔；(4)、预洗塔塔底排出的含有泥浆废水送到废水处理系统进行处理达标排放；(5)、烟气进入脱硫塔后，在脱硫塔内，烟气向上通过喷淋层进行吸收处理，烟气通过喷淋层，与喷淋的吸收液进行逆流接触，发生传质与吸收反应，以脱除烟气中的S02、SO3以及少量剩余的HC1、HF和灰尘；烟气穿过喷淋层后，烟气中的污染物全部脱除，洁净烟气通过除雾器除去夹带的液滴后，排出塔外；(6)、氨水通过氨水泵送入脱硫塔内，氨水加入脱硫塔塔底浆池中，与塔内的浆液充分混合；塔内的浆液是亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵溶液通过脱硫塔循环泵，循环喷淋吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸氢铵，当浆液中的亚硫酸氢铵浓度较高时，脱硫效率会逐渐下降直至完全失去脱硫能力；通过向浆液池中添加氨水，氨水与亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，通过添加氨水调节浆液的PH值保持在5. 2-5. 8之间；(7)、脱硫塔浆池内溶液质量浓度达到35%-40%时，通过脱硫塔排出泵将亚硫酸铵溶液打到氧化罐，氧化罐内布有曝气管，氧化风机通过曝气管向氧化罐内的亚硫酸铵溶液鼓入空气，使亚硫酸铵氧化为硫酸铵；(8)、充分氧化的硫酸铵溶液通过硫铵排出泵送到硫酸铵副产品处理系统进行蒸发结晶、干燥、包装后，成为合格的农用化肥。
2.根据权利要求1所述的有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫方法，其特征在于所述的预洗塔采用空塔、塔板塔或湍球塔。
3.根据权利要求1所述的有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫方法，其特征在于所述的氨水为工业废氨水、市场购买的氨水或者使用液氨配制。
全文摘要
本发明涉及有效脱除氯、氟离子以及重金属离子的氨法脱硫方法，本发明的方法主要是在烟气进入脱硫塔前先进行预洗，在预洗塔内使用工业水和/或循环水作洗涤液，循环喷淋洗涤，烟气中的Cl-、F-90-95％被脱除，可溶性的金属离子Fe3+、Hg2+、Pb2+70％-80％被脱除，灰尘70％-80％被脱除；洗除的污染物通过塔底排出的含有泥浆废水送到废水处理系统进行处理达标排放；适用本发明的氨法脱硫方法，可以彻底消除脱硫系统由于Cl-、F-富集造成的设备腐蚀严重，以及成品化肥重金属超标这些严重制约氨法脱硫广泛应用的问题。采用本方法得到的脱硫副产品硫酸铵化肥可以达到或超过国家标准优等品的质量标准。
文档编号B01D53/68GK102423613SQ201110242899
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者殷兴华 申请人:武汉兴能环保技术有限公司