一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的装置的制作方法

本实用新型属于化工备技术领域，特别是指一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的装置。

背景技术：

目前用于尾气脱硫工艺较为成熟，但随着资源循环利用理念的不断深入，酸雾脱除要求越来越严格。《固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法》(hj544-2016)标准实施，酸雾的检测要求提高，含酸雾尾气(如硫酸尾气等)通过传统湿法脱硫不能满足环保要求。酸雾检测方法较之前检测方法增加两个碱液(naoh或koh)冲击式吸收瓶，进行连续采样，使得部分尾气酸雾含量较之前方法增加数倍，其数值由几十mg/m³增至几百mg/m³以上，增大了酸雾脱除的要求。

(hj544-2016)硫酸雾定义：“硫酸雾包括硫酸小液滴、三氧化硫及颗粒物中可溶性硫酸盐。”因此控制酸雾含量既要控制入口酸雾，还要控制脱硫过程中产生的可溶性硫酸盐。

尾气入口温度一般低于酸露点温度。气态so3或h2so4的随尾气通过脱硫系统时，由于尾气被急速冷却到酸露点之下，且这种冷却速率比气态so3或h2so4被吸收塔内吸收剂吸收的速率快得多，因此so3或h2so4会快速形成难以捕捉的亚微米级硫酸雾。现有尾气脱硫装置，大多为浓缩吸收内置式以及简单除雾，不能达到环保要求。尾吸塔的塔顶除酸雾应用常规的湿式电除雾器或者纤维除雾器。目前湿式电除雾对雾滴脱出率较高但酸雾脱除率较低，单级湿式电除雾脱除酸雾效率约30～60％，对于粒径较低的酸雾其脱出率甚至低于30％。由于湿法脱硫出口尾气中会有气液夹带以及水雾滴等，湿电会优先脱除水雾以及气液夹带，对酸雾脱除率较低。因此制酸尾气一般须设置两级湿式电除雾器，才能满足现有环保要求，投资大、占地大、能耗高，运行成本高；纤维除雾器对较大粒径酸雾脱除率较高，但受其他条件影响纤维除雾器实际脱除率小于理论计算值，(hj544-2016)标准实施，纤维除雾器难于达标排放，纤维除雾器投资大、占地巨大、阻力大(可能需对改造引风机或增加增压风机)，运行成本较高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效脱除酸雾的制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的方法。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的方法，包括以下步骤：

(1)将待需处理的尾气用质量百分比浓度为35％以内的硫酸铵溶液喷淋，气液接触碰撞，再与ph值为2～4的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触，得20℃～30℃的尾气；

(2)随后与ph值为4～6的吸收液反应，得尾吸后尾气；所述吸收液为质量百分比浓度为10％～25％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液；

(3)所述尾吸后尾气通过密度为1.02～1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，再经过除雾装置排出。

优选的，所述步骤(1)或步骤(2)中硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为1～5:1。

特别优选的，所述步骤(1)或步骤(2)中硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为3:1。

本实用新型还提供了一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的装置，包括尾吸塔，还包括置于所述尾吸塔外部的二级工艺水槽和冲洗水槽；所述尾吸塔上开设有尾气进口和尾气出口；在所述尾气进口和尾气出口之间，按尾气流动方向所述尾吸塔内依次设置有浓缩降温段、吸收段、氨除雾段和组合式超级除雾器；

所述组合式超级除雾器按尾气流动方向依次包括一级除雾器、一级除雾段喷淋装置、二级除雾器、二级除雾器喷淋装置、三级除雾器和三级除雾器喷淋装置；所述二级工艺水槽通过二级工艺水泵与所述一级除雾段喷淋装置管道连接；所述冲洗水槽通过第三洗水泵分别与所述二级除雾器喷淋装置和三级除雾器喷淋装置管道连接。

优选的，所述二级除雾器的数量为三组，所述二级除雾器喷淋装置的数量与所述二级除雾器的数量相匹配；所述三级除雾器的数量为两组，所述三级除雾器喷淋装置的数量与所述三级除雾器的数量相匹配。

优选的，还包括置于所述尾吸塔外部的一级工艺水槽；所述一级工艺水槽通过管道分别与所述二级工艺水槽和尾吸塔连通；所述二级工艺水槽通过第一工艺水管与外部的盛装冲洗液的装置连通。

优选的，还包括置于所述尾吸塔内且位于所述尾气进口下方的浓缩循环槽；

所述浓缩降温段按尾气流动方向依次包括浓缩降温段逆喷喷淋器、浓缩降温段顺喷喷淋器和第一升气盘；

所述吸收段按尾气流动方向依次包括若干个吸收段喷淋装置和第二升气盘；

所述氨除雾段按尾气流动方向依次包括氨除雾器、氨除雾器段喷淋装置和第三升气盘；

还包括置于所述尾吸塔外部的氧化循环槽；所述氧化循环槽通过带孔隔板分隔为吸收循环槽和氧化槽；所述吸收循环槽通过管道分别与所述第一升气盘和氨水管道连通，还通过吸收泵与所述吸收段喷淋装置连通；所述氧化槽通过管道分别与所述吸收段和浓缩循环槽连通；

所述一级工艺水槽通过管道与所述第二升气盘连通；所述二级工艺水槽通过管道与所述第三升气盘连通；

还包括一级工艺水泵；所述一级工艺水泵通过管道分别与所述一级工艺水槽和氨除雾器段喷淋装置连通；

还包括浓缩泵；所述浓缩泵通过管道分别与所述浓缩循环槽和浓缩降温段逆喷喷淋器连通；

还包括输送泵；所述输送泵通过管道与所述浓缩循环槽连通；

还包括搅拌泵；所述搅拌泵通过管道分别与所述浓缩循环槽连通；

还包括二级工艺水泵；所述二级工艺水泵通过管道分别与所述二级工艺水槽和一级除雾段喷淋装置连通。

优选的，所述吸收段喷淋装置的数量为3组。

优选的，所述冲洗水槽通过第二工艺水管与外部的盛装冲洗液的装置连通。

采用上述技术方案，通过不同ph值溶液的接触碰撞，再结合高、低密度的硫酸铵水溶液水洗，除雾后，经过《固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法》(hj544-2016)的标准进行检测，相对于进气口的尾气，出气口的尾气中酸雾的脱除率超过90％，完全符合最新标准的酸雾脱除要求，酸雾控制在25mg/nm³以下。还能使脱硫后净尾气中二氧化硫控制在15mg/nm³以下、游离nh3≤2mg/nm³。为从源头提高酸雾脱除率和脱硫率，降低酸雾、气溶胶和游离氨，单独设置外置氧化循环槽；还可根据不同尾气条件，更合理的进行设备选型，降低投资；降低尾吸塔的高度，减少能耗，适用于不同so2浓度和酸雾浓度的尾气处理条件。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1-尾吸塔，2-尾气进口，3-浓缩循环槽，5-浓缩降温段，6-浓缩降温段逆喷喷淋器，7-浓缩降温段顺喷喷淋器，8-第一升气盘，9-吸收段，10-吸收段喷淋装置，11-第二升气盘，12-氨除雾段，13-氨除雾器，14-氨除雾器段喷淋装置，15-第三升气盘，16-组合式超级除雾器，17-一级除雾器，18-一级除雾段喷淋装置，19-二级除雾器，20-二级除雾器喷淋装置，21-三级除雾器，22-三级除雾器喷淋装置，23-尾气出口，24-氧化循环槽，25-吸收泵，26-吸收循环槽，27-带孔隔板，28-氧化槽，29-一级工艺水槽，30-一级工艺水泵，31-浓缩泵，32-输送泵，33-搅拌泵，34-二级工艺水槽，35-二级工艺水泵，36-冲洗水槽，37-第三洗水泵，38-第一工艺水管，39-第二工艺水管，40-氨水管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的方法，包括以下步骤：

(1)浓缩段脱除；将待需处理的尾气(温度为70℃～100℃)用质量百分比浓度为35％以内的硫酸铵溶液喷淋，气液接触碰撞，再与ph值为3的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触，得20℃～30℃的尾气；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为3:1。

(2)吸收段脱除；随后与ph值为5的吸收液反应，得尾吸后尾气；所述吸收液为质量百分比浓度为20％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为3:1。

(3)水洗除雾段脱除；所述尾吸后尾气通过密度为1.02～1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，再经过除雾装置排出。

实施例2

一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的方法，包括以下步骤：

(1)浓缩段脱除；将待需处理的尾气(温度为70℃～100℃)用质量百分比浓度为35％以内的硫酸铵溶液喷淋，气液接触碰撞，再与ph值为4的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触，得20℃～30℃的尾气；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为5:1。

(2)吸收段脱除；随后与ph值为6的吸收液反应，得尾吸后尾气；所述吸收液为质量百分比浓度为25％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为5:1。

(3)水洗除雾段脱除；所述尾吸后尾气通过密度为1.02～1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，再经过除雾装置排出。

实施例3

一种制酸尾气湿法脱硫协同治理酸雾的方法，包括以下步骤：

(1)浓缩段脱除；将待需处理的尾气(温度为70℃～100℃)用质量百分比浓度为35％以内的硫酸铵溶液喷淋，气液接触碰撞，再与ph值为2的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触，得20℃～30℃的尾气；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为1:1。

(2)吸收段脱除；随后与ph值为4的吸收液反应，得尾吸后尾气；所述吸收液为质量百分比浓度为10％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液；硫酸铵与亚硫酸氨的质量比均为1:1。

(3)水洗除雾段脱除；所述尾吸后尾气通过密度为1.02～1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，再经过除雾装置排出。

上述实施例，经过《固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法》(hj544-2016)的标准进行检测，相对于进气口的尾气，出气口的尾气中酸雾的脱除率超过90％，完全符合最新标准的酸雾脱除要求，酸雾控制在25mg/nm³以下。

其中，浓缩段的酸雾脱除效率为30～35％，吸收段的酸雾脱除效率为40～45％，水洗除雾段的酸雾脱除效率为75～80％。

为体现本实用新型的技术效果，特做出以下试验进行比对。

对比例1

在实施例1的基础上，在浓缩段脱除的阶段，其他条件不变，选择质量百分比浓度为大于35％的硫酸铵溶液接触碰撞待需处理的较高温(70℃～100℃)尾气，具体选择质量百分比浓度为36％、37％、38％、39％和40％的硫酸铵溶液。

经试验发现，随着浓度的升高，会导致硫酸铵溶液结晶，致使浓缩段的酸雾脱除效率低下，大约均在15％以内，其效率不随着浓度的不同存在线性关系。相比35％以内的酸雾脱除效率，有显著的降低，最终尾气不符合最新标准。

对比例2

在实施例1的基础上，在浓缩段脱除的阶段，其他条件不变，选择ph值为小于2或大于4的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触尾气。具体的，选择ph值为1.5、1、4.5或5。

经试验发现，ph值为小于2时，由于酸性太强，容易腐蚀设备，且浓缩段的酸雾脱除效率为25％以内，最终尾气不符合最新标准。ph值为大于4时，浓缩段的酸雾脱除效率为20％以内，最终尾气不符合最新标准。可见，酸雾脱除效率不随着ph值的增加而呈现线性关系，ph值的改变对酸雾脱除有着明显的影响。

对比例3

在实施例1的基础上，在浓缩段脱除的阶段，其他条件不变，在含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液逆流接触尾气时，选择不同的硫酸铵与亚硫酸氨的质量比。在硫酸铵与亚硫酸氨的质量比大于5:1时或者硫酸铵与亚硫酸氨的质量比小于1:1时。具体的，选择硫酸铵与亚硫酸氨的质量比为6:1或者7:1，硫酸铵浓度过大，容易发生结晶现象，不利于酸雾吸收，导致酸雾脱除效率低，大约在25％以内；选择硫酸铵与亚硫酸氨的质量比为1:2或者1:3时，亚硫酸铵的浓度过高，会导致氧化效率降低，在脱除酸雾的同时，还会导致新酸雾的产生，故亚硫酸铵的浓度不能过高。可见，硫酸铵与亚硫酸氨的质量比的高低，会显著影响酸雾的脱除效率，影响最终尾气是否符合新标准的要求。

对比例4

在实施例1的基础上，在吸收段脱除的阶段，其他条件不变，选择ph值为小于4或大于6的吸收液进行反应。具体的，选择ph值为3、3.5、6.5或7。

经试验发现，ph值为小于4时，酸雾脱除效率为31％以内，最终尾气不符合最新标准。ph值为大于6时，酸雾脱除效率为24％以内，最终尾气不符合最新标准。可见，酸雾脱除效率不随着ph值的增加而呈现线性关系，吸收液ph值的改变对酸雾脱除有着明显的影响。

对比例5

在实施例1的基础上，在吸收段脱除的阶段，其他条件不变，选择吸收液质量百分比浓度小于10％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液，或者吸收液质量百分比浓度大于25％的含有硫酸铵和亚硫酸氨的水溶液进行研究。具体的，选择35％、30％、28％、8％、5％或1％。

经试验发现，在吸收液质量百分比浓度大于25％时，会导致氨逃逸，酸雾脱除后又会产生新酸雾，故不宜选择。在吸收液质量百分比浓度小于10％时，酸雾脱除效率为30％以内，最终尾气不符合最新标准。

对比例6

在实施例1的基础上，在吸收段脱除的阶段，其他条件不变，吸收液中选择不同的硫酸铵与亚硫酸氨的质量比。在硫酸铵与亚硫酸氨的质量比大于5:1时或者硫酸铵与亚硫酸氨的质量比小于1:1时。具体的，选择硫酸铵与亚硫酸氨的质量比为6:1或者7:1，硫酸铵浓度过大，容易发生结晶现象，不利于酸雾吸收，导致酸雾脱除效率低，大约在28％以内；选择硫酸铵与亚硫酸氨的质量比为1:2或者1:3时，亚硫酸铵的浓度过高，会导致氧化效率降低，在脱除酸雾的同时，还会导致新酸雾的产生，故亚硫酸铵的浓度不能过高。可见，硫酸铵与亚硫酸氨的质量比的高低，会显著影响酸雾的脱除效率，影响最终尾气是否符合新标准的要求。

对比例7

在实施例1的基础上，在水洗除雾段脱除的阶段，其他条件不变，先通过密度小于1.02或大于1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗。

试验发现，大于1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，容易发生结晶，不利于脱除酸雾，酸雾脱除效率低，大约在32％以内；小于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，也不利于脱除酸雾，酸雾脱除效率低，大约在40％以内。

对比例8

在实施例1的基础上，在水洗除雾段脱除的阶段，其他条件不变，先通过密度为1.02～1.06kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，然后通过密度大于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗。

试验发现，大于1.02kg/l的硫酸铵水溶液喷淋水洗，不利于脱除酸雾，酸雾脱除效率低，大约在45％以内，最终尾气不符合新标准的要求。

综上，可见不同的工艺进行改变或者技术参数改变都会影响脱除酸雾的效率，致使尾气处理不符合新标准的要求。故，需要各工序相互配合作用，才能实现有效脱除酸雾。

为配合酸雾脱除的效率更高，结合本实用新型所提供的工艺，还研究了脱除酸雾的装置。如图1所示，一种利用实施例1-3任一项方法进行脱除酸雾的装置，包括尾吸塔1，还包括置于尾吸塔1外部的二级工艺水槽34和冲洗水槽36；尾吸塔1上开设有尾气进口2和尾气出口23；在尾气进口2和尾气出口23之间，按尾气流动方向尾吸塔1内依次设置有浓缩降温段5、吸收段9、氨除雾段12和组合式超级除雾器16；

组合式超级除雾器16按尾气流动方向依次包括一级除雾器17、一级除雾段喷淋装置18、二级除雾器19、二级除雾器喷淋装置20、三级除雾器21和三级除雾器喷淋装置22；二级工艺水槽34通过二级工艺水泵35与一级除雾段喷淋装置18管道连接；冲洗水槽36通过第三洗水泵37分别与二级除雾器喷淋装置20和三级除雾器喷淋装置22管道连接。

具体的，为提高除雾效果，二级除雾器19的数量为三组，二级除雾器喷淋装置20的数量与所述二级除雾器19的数量相匹配；三级除雾器21的数量为两组，三级除雾器喷淋装置22的数量与三级除雾器21的数量相匹配。

还包括置于所述尾吸塔1外部的一级工艺水槽29；一级工艺水槽29通过管道分别与二级工艺水槽34和尾吸塔1连通；二级工艺水槽34通过第一工艺水管38与外部的盛装冲洗液的装置连通。

还包括置于尾吸塔1内且位于尾气进口2下方的浓缩循环槽3；浓缩降温段5按尾气流动方向依次包括浓缩降温段逆喷喷淋器6、浓缩降温段顺喷喷淋器7和第一升气盘8；吸收段9按尾气流动方向依次包括若干个吸收段喷淋装置10和第二升气盘11；氨除雾段12按尾气流动方向依次包括氨除雾器1)、氨除雾器段喷淋装置14和第三升气盘15；

还包括置于尾吸塔1外部的氧化循环槽24；氧化循环槽24通过带孔隔板27分隔为吸收循环槽26和氧化槽28；吸收循环槽26通过管道分别与第一升气盘8和氨水管道40连通，还通过吸收泵25与吸收段喷淋装置10连通；氧化槽28通过管道分别与吸收段9和浓缩循环槽3连通；一级工艺水槽29通过管道与第二升气盘11连通；二级工艺水槽34通过管道与第三升气盘15连通；

还包括一级工艺水泵30；一级工艺水泵30通过管道分别与一级工艺水槽29和氨除雾器段喷淋装置14连通；

还包括浓缩泵31；浓缩泵31通过管道分别与浓缩循环槽3和浓缩降温段逆喷喷淋器6连通；

还包括输送泵32；输送泵32通过管道与浓缩循环槽3连通；

还包括搅拌泵33；搅拌泵33通过管道分别与浓缩循环槽3连通；

还包括二级工艺水泵35；所述二级工艺水泵35通过管道分别与二级工艺水槽34和一级除雾段喷淋装置18连通。

具体的，吸收段喷淋装置10的数量为3组。冲洗水槽36通过第二工艺水管39与外部的盛装冲洗液的装置连通。

经过本实用新型工艺及装置的共同作用，酸雾脱出率高(≥90％)，脱硫效率高(≥99％)，排放尾气so2≤15mg/nm3，酸雾≤25mg/nm3，游离nh3≤2mg/nm3，副产品以硫铵溶液外送时亚盐几乎检测不出，副产品硫铵经干燥后，产品质量可达到《硫酸铵》(gb535)一等品。可根据不同尾气条件进行设备选型，降低投资。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。