一种硫酸尾气处理方法及装置与流程

本发明涉及工业废气净化处理技术领域，尤其涉及一种硫酸尾气处理方法及装置。

背景技术：

硫酸尾气除了含有大量无害的N₂、O₂和CO₂外，还含有少量有害的SO₂和酸雾，需要经过处理，达到排放标准后，才可排放至大气中。目前，硫酸尾气的处理技术主要有氨-酸法、钠碱法、石灰乳吸收法、活性焦法、新型催化法等，方法较多，各具特色。采用何种尾气处理技术，应因地制宜充分考虑工艺特点、脱硫剂来源、副产物的销路、投资费用、运行成本和是否带来二次环境污染等问题。

针对焦化低品质硫磺及脱硫废液焚烧制酸工艺的特点，其硫酸尾气的现有处理技术都是采用氨水吸收法。《燃料与化工》的2000年第31卷第1期、2001年第32卷第6期、2015年第46卷第6期都对焦化低品质硫磺及脱硫废液焚烧制酸工艺中的氨水吸收法尾气处理技术做过工艺介绍。如图1所示，氨水吸收法的具体流程是：从吸收塔出来的硫酸尾气进入排烟脱硫塔2，用氨水槽1来的氨水吸收尾气中残余的SO₂和酸雾，生成的亚硫酸铵和硫酸铵兑入预处理工序浓缩塔循环液，浓缩后送焚烧工序焚烧。排烟脱硫塔2出来的含氨尾气进入中和塔3，用来自净化工序增湿塔的稀硫酸喷洒中和尾气中残余的挥发氨，生成硫酸铵。由中和塔3排出的硫酸铵溶液送硫铵单元。从中和塔3排出的尾气经雾沫分离后，经烟囱4排入大气。该氨水吸收法的技术优势是硫资源得到回收利用，无废液外排，真正实现了变废为宝，符合国家发展循环经济政策和环保要求。但是，美中不足的是需要外加氨水作为碱源，同时排放的尾气中含有逃逸的氨。

目前焦化厂WSA制酸工艺的尾气，尚符合当前的国家排放标准GB16297，可以不经过尾气处理直接排空。但是，随着国家逐步推进硫酸工业污染物减排工作和国家标准的逐步更新，WSA制酸工艺的尾气需要进一步处理才可排空是必然的趋势。

技术实现要素：

本发明提供了一种硫酸尾气处理方法及装置，特别适用于焦化低品质硫磺及脱硫废液焚烧制酸工艺的尾气处理和焦化厂WSA制酸工艺的尾气处理；采用焦化厂蒸氨单元原本送生化处理的碱性蒸氨废水化学吸收硫酸尾气中的SO₂和酸雾，不需要提供额外的碱源及吸收液；化学吸收后的蒸氨废水送回生化处理系统处理，洗净后的硫酸尾气进入电除雾器，进一步脱除尾气中夹带的酸雾后通过烟囱排入大气，节能减排，环保效果好。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种硫酸尾气处理方法，包括如下步骤：

1)蒸氨塔底的蒸氨废水经氨水换热器与进蒸氨塔前的剩余氨水换热，并经废水冷却器冷却后进入尾气洗净塔顶部，由蒸氨废水喷淋装置向塔内下部喷淋；

2)吸收塔或酸气冷凝器来的硫酸尾气进入尾气洗净塔下部，与喷淋的蒸氨废水逆流接触，尾气中的SO₂和酸雾被蒸氨废水化学吸收；

3)洗净后的硫酸尾气经塔顶除沫层除去夹带的液滴后，进入电除雾器进一步捕集硫酸尾气中夹带的酸雾；除雾后达到合格排放标准的净尾气，通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；

4)在尾气洗净塔经化学吸收后的蒸氨废水用废水泵抽送至生化处理系统。

所述尾气洗净塔采用空喷塔、填料塔、湍动塔、泡沫塔、动力波洗涤器或文氏管。

用于实现所述方法的一种硫酸尾气处理装置，包括尾气洗净塔和电除雾器；所述尾气洗净塔的硫酸尾气进口连接吸收塔或酸气冷凝器的硫酸尾气出口；尾气洗净塔的顶部设尾气出口、除沫层和蒸氨废水喷淋装置，尾气出口通过尾气管道连接电除雾器下部尾气入口；蒸氨废水喷淋装置通过蒸氨废水管道连接蒸氨塔底部蒸氨废水出口，蒸氨废水管道沿蒸氨废水输送方法依次设有蒸氨废水泵、氨水换热器和废水冷却器；电除雾器底部的出液口连接尾气洗净塔底部的进液口，尾气洗净塔底部的废水出口通过废水输送管道连接外部生化处理系统，废水输送管道上设有废水泵；电除雾器顶部净尾气出口连接烟囱。

所述除沫层上方的尾气洗净塔内还设有除沫层清洗装置，除沫层清洗装置通过旁通管道与蒸氨废水管道相连，旁通管道上设阀门。

所述烟囱与电除雾器为一体化结构，烟囱通过法兰与电除雾器顶部净尾气出口固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用蒸氨废水化学吸收硫酸尾气中SO₂和酸雾，不需要提供额外的碱源及吸收液；化学吸收后的蒸氨废水送入原工艺中的生化处理系统进行处理，不影响生化处理系统的正常运行；

2)最终经烟囱排放的净尾气中没有逃逸的氨，环保效果好；

3)工艺流程简单，占地少，充分得用现有资源，运行成本低。

附图说明

图1是现有的采用氨水吸收法进行硫酸尾气处理的工艺流程图。

图2是本发明所述硫酸尾气处理方法的工艺流程图一。(采用填料塔、湍动塔或泡沫塔)

图3是本发明所述硫酸尾气处理方法的工艺流程图二。(采用动力波洗涤塔)

图中：1.氨水槽 2.排烟脱硫塔 3.中和塔 4.烟囱 5.蒸氨塔 6.管道混合器 7.氨水换热器 8.废水冷却器 9.蒸氨废水泵 10.尾气洗净塔 11.废水泵 12.电除雾器13.烟囱 14.蒸氨废水出口 15.尾气出口 16.蒸氨废水喷淋装置 17.除沫层 18.硫酸尾气进口 19.废水出口 20.进液口 21.出液口 22.尾气入口 23.除沫层清洗装置 24.逆喷管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图2或图3所示，本发明所述一种硫酸尾气处理方法，包括如下步骤：

1)蒸氨塔5底的蒸氨废水经氨水换热器7与进蒸氨塔5前的剩余氨水换热，并经废水冷却器8冷却后进入尾气洗净塔10顶部，由蒸氨废水喷淋装置16向塔内下部喷淋；

2)吸收塔或酸气冷凝器来的硫酸尾气进入尾气洗净塔10下部，与喷淋的蒸氨废水逆流接触，尾气中的SO₂和酸雾被蒸氨废水化学吸收；

3)洗净后的硫酸尾气经塔顶除沫层17除去夹带的液滴后，进入电除雾器12进一步捕集硫酸尾气中夹带的酸雾；除雾后达到合格排放标准的净尾气，通过架设在电除雾器12顶部的烟囱13排入大气；

4)在尾气洗净塔10经化学吸收后的蒸氨废水用废水泵11抽送至生化处理系统。

所述尾气洗净塔10采用空喷塔、填料塔、湍动塔、泡沫塔、动力波洗涤器或文氏管。

用于实现所述方法的一种硫酸尾气处理装置，包括尾气洗净塔10和电除雾器12；所述尾气洗净塔10的硫酸尾气进口18连接吸收塔或酸气冷凝器的硫酸尾气出口；尾气洗净塔10的顶部设尾气出口15、除沫层17和蒸氨废水喷淋装置16，尾气出口15通过尾气管道连接电除雾器12下部尾气入口22；蒸氨废水喷淋装置16通过蒸氨废水管道连接蒸氨塔5底部蒸氨废水出口14，蒸氨废水管道沿蒸氨废水输送方法依次设有蒸氨废水泵9、氨水换热器7和废水冷却器8；电除雾器12底部的出液口21连接尾气洗净塔10底部的进液口20，尾气洗净塔12底部的废水出口19通过废水输送管道连接外部生化处理系统，废水输送管道上设有废水泵11；电除雾器12顶部净尾气出口连接烟囱13。

所述除沫层17上方的尾气洗净塔10内还设有除沫层清洗装置23，除沫层清洗装置23通过旁通管道与蒸氨废水管道相连，旁通管道上设阀门。

所述烟囱13与电除雾器12为一体化结构，烟囱13通过法兰与电除雾器12顶部净尾气出口固定连接。

如图2或图3所示，焦化厂的蒸氨单元是煤气净化装置必不可少的组成部分。蒸氨单元中，剩余氨水先经氨水换热器7与蒸氨废水换热，在管道混合器6内，采用质量分数5％～40％的NaOH碱液与剩余氨水混合均匀后送入蒸氨塔，以分解剩余氨水中的固定铵盐，降低蒸氨废水中的全氨含量。

剩余氨水与NaOH碱液的混合溶液由蒸氨塔5上部塔板进入，沿各层塔板下流，直至塔底；水蒸汽由蒸氨塔5底送入，鼓泡穿过各塔板上的氨水液层，直至塔顶。在汽液接触过程中，塔板上的氨水被加热，水中的氨、硫化氢、氰化氢和二氧化碳被汽提出来转为气相后，由塔顶排出。

脱了氨和酸性气体的蒸氨废水由蒸氨塔5塔底排出，经氨水换热器7换热及废水冷却器8冷却至约40℃，常规工艺中，冷却后的蒸氨废水直接送生化处理系统处理。而本发明将蒸氨废水进行再利用，将其引入尾气洗净塔10中用于吸收硫酸尾气中SO₂和酸雾。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

如图2所示，本实施例中，尾气洗净塔10采用填料塔、湍动塔和泡沫塔中的一种。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，操作弹性大的优点；湍动塔具有结构简单，设备小，投资省，维修量小的优点；泡沫塔则具有效率高，结构简单，有一定的操作稳定性和适应性的优点。具体应用时，可根据需要选择。

本实施例中，吸收塔或酸气冷凝器来的硫酸尾气进入尾气洗净塔10，自下而上与塔顶喷淋下来的蒸氨废水逆流接触，尾气中的SO₂和酸雾被蒸氨废水化学吸收。脱除SO₂和酸雾的硫酸尾气经塔顶除沫层17除去夹带的液滴后，进入电除雾器12；化学吸收后的蒸氨废水直接用废水泵11抽送至生化处理系统进行后续处理。

尾气洗净塔10内的除沫层16采用除沫层清洗装置23定期用蒸氨废水清洗，防止塔内阻力过大，除沫层清洗装置23也采用喷淋装置。

尾气洗净塔10出来的硫酸尾气进入电除雾器12，进一步捕集硫酸尾气中夹带的酸雾。除雾后的净尾气排放浓度符合国家标准，通过架设在电除雾器12顶部的烟囱13排入大气。

【实施例2】

如图3所示，本实施例的尾气洗净塔10采用动力波洗涤器，具有洗涤效率高，运行可靠，维护费用少等优点。

本实施例中，吸收塔或酸气冷凝器来的硫酸尾气，自上而下高速进入动力波洗涤器的逆喷管24中，蒸氨废水则通过喷嘴自下而上逆向喷入硫酸尾气的气流中。气液两相在逆喷管24内高速逆向对撞，当气液两相动量达到平衡时，形成一个高度湍动的泡沫区，在此区域内气液接触面积大，接触表面迅速更新。硫酸尾气经过此泡沫区时，SO₂和酸雾被蒸氨废水化学吸收。

脱除SO₂和酸雾的硫酸尾气进入动力波洗涤器的气液分离槽进行气液分离，然后经过槽顶除沫层17除去夹带的液滴后进入电除雾器12；化学吸收后的蒸氨废水，直接用废水泵11抽送至生化处理系统进行后续处理。

尾气洗净塔10出来的硫酸尾气进入电除雾器12，进一步捕集尾气中夹带的酸雾。除雾器后的净尾气排放浓度符合国家标准，通过架设在电除雾器12顶部的烟囱13排入大气。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。