一种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法
【专利摘要】本发明涉及一种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法：来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在吸收剂缓冲罐出口的静态混合器充分混合，根据静态混合器出口溶液的pH值调节液氨加入量；来自液氨罐的气相氨依靠压差直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中。该法可实现液氨罐中的气、液相氨同时加入到脱硫系统，确保液氨罐的气液平衡，避免了直接加液氨导致吸收剂缓冲罐爆震，此外，在静态混合器中混合更充分，有利于氨吸收剂的充分利用并有效防止氨逃逸。
【专利说明】—种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法
【技术领域】
[0001]本发明涉及湿式氨法脱硫工艺中一种能够实现气液相氨同时加入吸收剂的方法，不同相态的氨加入不同的位置与吸收剂混合，本发明属于资源环境【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前我国脱硫装置基本上以石灰石一石膏法为主，一是因为脱硫剂石灰石来源丰富且价格便宜，另外石灰石一石膏法技术在国外相当成熟且公开，获取容易。但是这个技术的设备易结垢阻塞、系统复杂、投资多、占地面积大、产生二次污染、运行费用高等问题也日益显现。湿式氨法脱硫技术在脱除烟气中的二氧化硫时，不产生二氧化碳(钙法每脱除I吨二氧化硫的同时产生0.7吨二氧化碳)，不产生任何废水、废液和废渣。另外，氨法技术脱硫的同时具有脱硝能力。
[0003]氨法脱硫的特殊之处，与钙法(石灰石)脱硫的本质区别是，前者的脱硫剂在常温常压下是气体，是易挥发的，而后者是固体，是不挥发的。因此，氨法脱硫的首要问题是围绕着如何对付氨的易挥发性，防止氨随脱硫尾气溢出损失。
[0004]由氨法脱硫的反应机理可知，必须要保证脱硫塔吸收段的(NH4) 2S03 -NH4HSO3混合溶液里的(NH4) 2S03含量达到一定的比例，才能有效去除SO2,确保较高的脱硫效率；而要保证(NH4)2SO3量，就需在脱硫系统运行过程中向塔釜中的(NH4) 2S03 — NH4HSO3混合溶液不断地补充一定新鲜的NH3来提高(NH4) 2S03的量。由化学反应机理还可知，在(NH4)2SO3 — NH4HSO3-合溶液系统中理论上是不可能有游离的SO2和NH3出现。但如果混合溶液中(NH4)2S03的含量过高，混合溶液里NHJ分压大使得NH^从溶液中溢出，这样就容易造成出口烟气逸氨，出现二次污染，且造成氨吸收剂的浪费，增加运行成本。
[0005]在一定条件下，气相中也会发生如下反应:
NH3 (g) + SO2 (g) + H2O (g) = NH4HSO3 ( s)
即在气相形成亚硫酸氢氨的固体，即气相沉淀。最初形成的固体呈现为超细NH:粉末，
在微米级别，称为气溶胶。由于在脱硫过程中，热烟气与水溶液接触，在液体表面，饱和水蒸汽向气相传递，超细的固体颗粒会成为水蒸汽冷凝结露的核心或晶种。因此，关键是要防止以上反应的发生。
[0006]一般氨法脱硫工艺基本都是将还原剂氨全部注入吸收塔内，从前面的理论计算可以看出，
将氨全部注入吸收塔内，这样吸收塔内的吸收液就基本全部还原成亚硫酸铵溶液,吸收塔的溶液保持在较高的PH值运行，很容易引起出口烟气逸氨，造成二次污染。因此，在氨法脱硫工艺中控制注氨的方式和方法是既要保证脱硫效率的同时，还不能产生注氨过量从而造成氨的逃逸，形成新的污染和浪费。
[0007]由于氨具有有毒、有害、易爆、易挥发性等特点，所以在氨法脱硫工艺中，氨源的选择及运输、加氨方式十分关键，目前很多工艺采用低浓度的氨水，这样就会带来很多问题:
(I)需要较大的稀释场地；(2)增加运输成本；(3)增大水耗。如果采用液氨加入方式，由于液氨溶解会释放大量热量，直接入吸收塔或其它容器会发生爆震，影响吸收塔或储罐的安全；同时液氨极易挥发，液氨储罐会有一部分气相氨存在，为维持液氨储罐的气液平衡，这就需要考虑将气相氨加入吸收剂。如果实现以液氨作为氨源，同时能够利用两相氨配置吸收剂，同时解决加入方式及吸收剂PH值控制问题，严格控制气溶胶及氨逃逸的发生，将会大大节约投资成本，提高氨法脱硫氨的利用效率。
【发明内容】
[0008]本发明中采用一种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法，实现了直接以液氨为原料，方便了氨的运输及氨水配置过程，由于液氨的易挥发性，本发明可实现气、液两相氨同时加入吸收剂缓冲罐，避免直接加入吸收塔导致氨逃逸或氨泄漏，同时可以避免由于液氨的直接加入释放出大量热量导致吸收剂缓冲罐爆震。此外，液相氨部分在静态混合器中混合，可方便对吸收剂PH值的直接控制，快速跟踪塔内烟气负荷及浓度变化，提高氨利用效率的同时保证脱硫效率。
[0009]本发明是一种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法，利用原有氨法脱硫工艺，其特征在于:a.设置一吸收剂缓冲罐；b.将来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在该缓冲罐出口的静态混合器充分混合；c.根据静态混合器出口溶液的PH值调节液氨加入量，然后进入脱硫吸收塔作为吸收剂吸收烟气中的S02后循环进入吸收液缓冲罐；d.来自液氨罐的气相氨直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中；e.吸收液缓冲罐中一部分吸收液被抽至氧化槽进行氧化结晶，维持系统物料平衡。
[0010]所述的吸收剂缓冲罐是指:一个用来储存吸收剂的密闭容器，采用防腐玻璃钢材质，容积为吸收剂循环量正常负荷下3-4小时用量，通过气相平衡管连通脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐；所述通过气相平衡管连通脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐是指:采用一根玻璃钢材质的管线，管线各段必须有一定位差，不允许有弯管以免积液阻碍管线通畅，用于维持脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐的压力平衡。
[0011]所述的来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在吸收剂缓冲罐出口的静态混合器充分混合是指:液氨罐的液氨从罐底通过加氨泵抽出，吸收剂缓冲罐中的吸收剂溶液从缓冲罐抽出，两股物流在静态混合器中混合后汇集排出至脱硫塔吸收段。
[0012]所述的根据静态混合器出口溶液的pH值调节液氨加入量是指:液氨加入量与静态混合器出口 pH值构成闭环，通过调节液氨加入量维持pH值在5.5飞.5之间。
[0013]所述的来自液氨罐的气相氨直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中是指:液氨罐中的气相氨依靠压差通过管道送入吸收剂缓冲罐，入罐管线从缓冲罐顶部直接通入罐底以上 0.5mο
[0014]所述的吸收液缓冲罐中一部分吸收液被抽至氧化槽进行氧化结晶，维持系统物料平衡是指:根据吸收液缓冲罐的液位以及pH值确定是否需要抽到氧化槽及抽出流量，当液位高于60%且pH值大于4.5或液位高于85%时，开启吸收罐缓冲槽去氧化槽管线阀门将一部分吸收液输送至氧化槽氧化，同时维持吸收液缓冲罐液位稳定，确保系统物料平衡；所述开启吸收罐缓冲槽去氧化槽管线阀门将一部分吸收液输送至氧化槽氧化是指，部分吸收液从吸收液泵分支管线排出进入氧化槽，氧化槽独立于脱硫塔，所以氧化和吸收是分开进行的，保证进入氧化槽的溶液充分氧化。
[0015]本发明的有益效果为:(I)通过设置以液氨为氨源的两相加氨方法，对于离氨源较远的应用地区，无需配置低浓氨水即可运输至现场贮存，从而节省运输费用，还可以节省危险品存贮场地。(2)由于液氨极易挥发，一般在高压低温下贮存，罐内存在气液两相，罐内物料总量的变化以及温度和压力的波动将会影响气液平衡状态，设置两相加氨，可以维持罐内气液平衡状态，确保氨存贮的安全和加氨的便利。(3)液氨加入作为主加氨方式，在吸收剂缓冲罐罐外静态混合器中加入，可以保证混合快速充分，有利于入吸收塔吸收剂pH值的稳定快速控制。(4)不在吸收塔内部加氨，可以确保氨逃逸的发生，也不会发生气溶胶反应，从而提高氨利用效率。
[0016]可见，与现有的湿式氨法脱硫工艺的加氨方法相比，本发明既考虑了氨源的存贮和运输安全方便，还考虑了吸收剂加入方式和PH值的快速控制，从根本上提高了氨的利用效率以及脱硫效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的一种氨法脱硫工艺中两相加氨法工艺流程图。图中各数字标号表如下:
1.净烟气出口 2.来自增压风机的原烟气3.浓缩液排出泵4，5，6.pH计7，8，9.脱硫循环泵10，11.静态混合器12，13，14.循环浆管冲洗水15.吸收液去向氧化槽16.来自液氨储罐的气相氨17.液封水坑18.气相平衡管19，20.来自液氨计量泵的液氨。
【具体实施方式】
[0018]本发明的【具体实施方式】为:
a.设置一吸收剂缓冲罐；
b.将来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在该缓冲罐出口的静态混合器充分混合；
c.根据静态混合器出口溶液的PH值调节液氨加入量，然后进入脱硫吸收塔作为吸收剂吸收烟气中的SO2后循环进入吸收液缓冲罐；
d.来自液氨罐的气相氨直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中；
e.吸收液缓冲罐中一部分吸收液被抽至氧化槽进行氧化结晶，维持系统物料平衡。
[0019]参见图1，图1为本发明的一种湿式氨法脱硫工艺的两相加氨法工艺流程图。
[0020]对本流程图的运作情况，叙述如下:
来自增压风机的原烟气(2)进入脱硫塔底部与浓缩液接触换热，然后进入吸收段与吸收剂接触发生吸收反应。吸收剂来自吸收液缓冲罐，来自液氨储罐的气相氨(16)进入吸收液缓冲罐溶解，吸收液缓冲罐通过气相平衡管(18)与脱硫塔相通，保持与塔的压力平衡；同时罐顶设有一根细管插入罐外液封水坑(17)，确保吸收液缓冲罐维持一定的压力；吸收液通过脱硫循环泵(7，8)抽出与来自液氨缓冲罐计量泵的液氨(19，20)在静态混合器(10，11)中混合，根据PH计(4，5)测得的pH值调节液氨加入量。部分吸收液经脱硫循环泵(9)分支出口排入氧化槽(15)氧化，根据pH计(6)可以测得吸收液缓冲罐的pH值。为防止脱硫循环泵出口管线结晶，备有循环浆管冲洗水(12，13，14)可根据需要对其进行冲洗。脱硫塔净烟气(I)从塔顶排出，塔底浓缩液经浓缩液排出泵(3)排出至下一工序干燥结晶。[0021 ] 以上【具体实施方式】仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
【权利要求】
1.利用原有氨法脱硫工艺，其特征在于，a.设置一吸收剂缓冲罐；b.将来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在该缓冲罐出口的静态混合器充分混合；c.根据静态混合器出口溶液的pH值调节液氨加入量，然后进入脱硫吸收塔作为吸收剂吸收烟气中的SO2后循环进入吸收液缓冲罐；d.来自液氨罐的气相氨直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中；e.吸收液缓冲罐中一部分吸收液被抽至氧化槽进行氧化结晶，维持系统物料平衡；所述的吸收剂缓冲罐是指:一个用来储存吸收剂的密闭容器，采用防腐玻璃钢材质，容积为吸收剂循环量正常负荷下3-4小时用量，通过气相平衡管连通脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐；所述通过气相平衡管连通脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐是指:采用一根玻璃钢材质的管线，管线各段必须有一定位差，不允许有弯管以免积液阻碍管线通畅，用于维持脱硫塔吸收段和吸收液缓冲罐的压力平衡；所述的来自液氨罐的液氨与来自吸收剂缓冲罐的溶液在吸收剂缓冲罐出口的静态混合器充分混合是指:液氨罐的液氨从罐底通过加氨泵抽出，吸收剂缓冲罐中的吸收剂溶液从缓冲罐抽出，两股物流在静态混合器中混合后汇集排出至脱硫塔吸收段；所述的根据静态混合器出口溶液的PH值调节液氨加入量是指:液氨加入量与静态混合器出口 pH值构成闭环，通过调节液氨加入量维持pH值在5.5飞.5之间；所述的来自液氨罐的气相氨直接加入吸收剂缓冲罐溶解在吸收液中是指:液氨罐中的气相氨依靠压差通过管道送入吸收剂缓冲罐，入罐管线从缓冲罐顶部直接通入罐底以上0.5m ;所述的吸收液缓冲罐中一部分吸收液被抽至氧化槽进行氧化结晶，维持系统物料平衡是指:根据吸收液缓冲罐的液位以及PH值确定是否需要抽到氧化槽及抽出流量，当液位高于60%且pH值大于4.5或液位高于85%时，开启吸收罐缓冲槽去氧化槽管线阀门将一部分吸收液输送至氧化槽氧化，同时维持吸收液缓冲罐液位稳定，确保系统物料平衡；所述开启吸收罐缓冲槽去氧化槽管线阀门将一部分吸收液输送至氧化槽氧化是指，部分吸收液从吸收液泵分支管线排出进入氧化槽，氧化槽独立于脱硫塔，所以氧化和吸收是分开进行的，保证进入氧化槽的溶液充分氧化。
【文档编号】B01D53/50GK104147913SQ201410387677
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】何仁初 申请人:上海大学