CN105126581A - 一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法，其特征在于：包括焦化煤气水洗脱氨，氨水浓缩，脱硫和后处理过程；将焦化煤气与吸收水在逆流接触吸收塔中进行逆流接触吸收氨气得到原氨水，向原氨水中投入少量的生石灰，之后把新氨水送入到蒸氨塔中，将其中的氨以氨蒸汽的形式分离出来，经冷却器冷却到室温以下形成15-20％质量浓度的浓氨水；将浓氨水通过泵送入逆流接触脱硫塔中，与含硫烟气逆流接触，之后将脱硫塔内的吸收液送入氧化池中，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵；将氧化后的硫酸铵溶液经过滤器过滤掉固体物之后送入蒸发结晶器，经蒸发结晶器浓缩之后得到浓缩液，将该浓缩液引入离心机离心分离之后经干燥器干燥，最终得到具有一定含水量的硫酸铵产品。该方法利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫，操作简便、成本低、是一种适于推广应用的脱硫方法。

Description

一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法

技术领域

本发明涉及一种脱除烟气中二氧化硫的方法，属化学工程与环境保护技术领域，具体涉及一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法。

背景技术

我国是以煤为原料的能源消费大国，随着城市化的进程和人们生活水平的提高，能源的消耗不断增加，在能源消耗过程中产生大量高含硫废气；我国还是世界上钢铁产量和消耗量第一大国，在钢铁生产过程中有大量高含硫废气产生，这些高含硫废气需进行脱硫后才能排入大气。

然而目前，钢铁行业二氧化硫主要由烧结、球团烟气产生，烧结、球团烟气产生的二氧化硫占钢铁企业排放总量70％以上，个别企业达到90％左右。据统计，2008年全国重点钢铁企业二氧化硫排放量约110万吨，其中烧结二氧化硫排放量约80万吨。根据工业和信息化部于2009年7月30日正式发布实施的《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》的要求，到2011年，新增烧结机脱硫面积15800m²，形成脱硫能力20万吨。各钢铁企业根据实际情况，遵循经济有效、安全可靠、资源节约、综合利用的原则，因地制宜选取经济适用的脱硫工艺和技术。

目前脱除烟气中的硫有很多方法，其中氨法烟气脱硫，以具有脱硫效率高和没有二次污染物产生等优点而异军突起，比如，锅炉、钢厂烧结工序以及各种工业炉窑会产生大量烟气，含SO₂浓度较低，一般是采用钙法、镁法以及氨法进行脱硫。钙法和镁法脱硫设备投资大，且运行费用高，副产物复杂，处理难度大，产品附加值低。一般化工厂等有氨源的地方采用氨法进行脱硫，脱硫效率高，SO₂按照环保标准达标排放，并有提高技术指标的空间，适应国家对环保治理不断严格的要求和削减量。

氨法吸收SO₂是利用经典的化学原理，一种是氨水直接喷淋与烟气中的SO₂直接生成(NH₄)₂SO₃、NH₄HSO₃，工业上也可采用(NH₄)₂SO₃吸收SO₂形成NH₄HSO₃，补充的氨使NH₄HSO₃又转化为(NH₄)₂SO₃，实现NH₄HSO₃与(NH₄)₂SO₃之间的循环过程。利用氨法回收硫酸生产尾气中的低浓度SO₂，使烟气达标排放，吸收后可获得(NH₄)₂SO₃、NH₄HSO₃，在一般硫酸厂应用氨-酸法，吸收后的母液加入过量H₂SO₄分解亚盐，分解亚盐过程中解吸出适宜浓度的SO₂返回制酸，解吸液经NH₃中和后得到(NH₄)₂SO₄溶液经蒸发、结晶、干燥后得到产品。传统技术适用于烟气量和SO₂浓度稳定情况脱硫，利用外购液氨或碳酸氨作氨源，液氨气化溶解于水形成氨水作为初始吸收剂加入吸收母液或气氨直接加入吸收母液，利用液氨作原料加氨的方法需要设有压力设备的氨站，投资较大，且氨蒸发耗能。利用碳氨则成本较高，大型脱硫装置一般不采用。

煤炭焦化产生的粗煤气净化过程中，焦炉煤气中的氨不回收是十分有害的，若其溶于水不回收处理会严重污染水体，若随同煤气燃烧会产生大量污染空气的NOx，因此，必须将煤气中氨脱除并回收。

目前从焦炉煤气中回收氨的工艺主要有：

1)、水洗氨获得质量浓度1％以上的富氨水，再通过蒸氨获得浓度为18％～20％的浓氨水。

2)、以硫酸回收焦炉煤气中的氨，生产硫酸铵。

以上脱氨工艺产生的浓氨水或硫铵可以作为脱硫剂用于烟气的脱硫过程，不仅将氨充分的利用起来，也保护了环境，同时吸收效率也较常规的钙法、镁法要高，因此具有广阔的应用前景。

氨法脱硫技术效率高，运行稳定，采用以废治废、合理利用资源的工艺流程，脱硫后产物为硫酸铵化肥，其运行费用可通过后产物销售大幅度降低，特别适合冶金行业循环经济发展之路，已逐渐成为冶金行业烧结烟气脱硫的首选工艺。目前国内出现了利用焦化废氨作为烧结脱硫脱硫剂的技术，主要有以下两种：

1、直接利用焦化废水作为烧结脱硫的脱硫剂

焦化废水主要来自炼焦和煤气净化过程及化工产品的精制过程，其中以蒸氨过程中产生的剩余氨水为主要来源。焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。其含氨氮量一般为1～5g/l。

将焦化废水直接用作烧结烟气脱硫剂，会导致较多的问题出现，第一，由于焦化废水中含氨量较小，脱硫时焦化废水耗量较大，导致脱硫***水平衡难以控制；第二，焦化废水中的硫化氢和氰化氢等有害成分较多，会转移到脱硫后净烟气中，直接导致脱硫后烟气中HCN等污染物超标，造成二次污染；第三，焦化废水中的多环芳香族化合物进入到脱硫后产物硫酸铵中，导致硫酸铵品质较低，如直接作为化肥利用到农业生产中，会带来更大危害。所以，目前已很少再直接利用焦化废水用作烧结脱硫的脱硫剂。

2、利用磷酸洗氨工艺，生产无水氨用作烧结烟气氨法脱硫脱硫剂

磷酸洗氨工艺是从美国引进的，该工艺以磷酸为吸收液，吸收焦炉煤气中的氨，经解吸、精馏制取无水氨。也可以取消精馏部分，直接经解析后冷凝成为氨水，用作烧结脱硫的脱硫剂。这种技术工程投资额较大，同时改造要求场地大，对改造工程、现有工艺改造所需花费的工程量大，目前正处于摸索阶段，无法推广实施。

发明内容

本发明的目的在于提出一种操作简便、成本低、适于推广应用的利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法，包括焦化煤气水洗脱氨，氨水浓缩，脱硫和后处理过程；

1)焦化煤气水洗脱氨：将焦化煤气与吸收水在逆流接触吸收塔中进行逆流接触吸收氨气得到原氨水，吸收水为纯水与贫氨溶液的混合液体，可以将水循环利用，减少纯水的用量，即降低了成本，又有利于保护环境；

2)氨水浓缩：向步骤1)得到的原氨水中投入少量的生石灰，对原氨水中的一些酸性物质进行中和(因为焦化煤气中含有多种物质，其中含有酸性物质，被水吸收后会对后续的设备产生腐蚀)，减少对后续设备的腐蚀损害，同时也可沉淀出一些离子，使原氨水得到净化，减少对后续工序的影响，而投入的量为刚好出现沉淀为止，得到新氨水，之后把新氨水送入到蒸氨塔中，将其中的氨以氨蒸汽的形式分离出来，经冷却器冷却到室温以下形成15-20％质量浓度的浓氨水；而蒸发后的稀氨水作为循环水重复利用。

3)脱硫：将步骤2)得到的浓氨水通过泵送入逆流接触脱硫塔中，含硫烟气从脱硫塔下部进入，浓氨水从脱硫塔上部经加压后从喷嘴喷出，形成雾状，与含硫烟气逆流接触，脱硫塔含有循环吸收管路、循环泵和pH监测装置，当其中的pH值降至5以下时将脱硫塔内的吸收液送入氧化池中，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵；

4)后处理：将氧化后的硫酸铵溶液经过滤器过滤掉固体物之后送入蒸发结晶器，经蒸发结晶器浓缩之后得到浓缩液，将该浓缩液引入离心机离心分离之后经干燥器干燥，最终得到具有一定含水量的硫酸铵产品。

优选的，所述浓缩液的质量浓度为90-95％。

本发明的优点为：

(1)原氨水中投入少量的生石灰，对原氨水中的一些酸性物质进行中和，减少对后续设备的腐蚀损害，同时也可沉淀出一部分离子，使原氨水得到净化，减少对后续工序的影响；

(2)该方法操作简便，设备陈本投入比较低，同时能够得到杂质少、纯度比较高的硫酸铵产品，适于推广应用。

具体实施方式

实施例1

一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法，包括焦化煤气水洗脱氨，氨水浓缩，脱硫和后处理过程；

1)焦化煤气水洗脱氨：将焦化煤气与吸收水在逆流接触吸收塔中进行逆流接触吸收氨气得到原氨水，吸收水为纯水与贫氨溶液的混合液体；

2)氨水浓缩：向步骤1)得到的原氨水中投入少量的生石灰，投入的量为刚好出现沉淀，得到新氨水，之后把新氨水送入到蒸氨塔中，将其中的氨以氨蒸汽的形式分离出来，经冷却器冷却到室温以下形成15-20％质量浓度的浓氨水；

3)脱硫：将步骤2)得到的浓氨水通过泵送入逆流接触脱硫塔中，含硫烟气从脱硫塔下部进入，浓氨水从脱硫塔上部经加压后从喷嘴喷出，形成雾状，与含硫烟气逆流接触，脱硫塔含有循环吸收管路、循环泵和pH监测装置，当其中的pH值降至5以下时将脱硫塔内的吸收液送入氧化池中，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵；

4)后处理：将氧化后的硫酸铵溶液经过滤器过滤掉固体物之后送入蒸发结晶器，经蒸发结晶器浓缩之后得到浓缩液，将该浓缩液引入离心机离心分离之后经干燥器干燥，最终得到具有一定含水量的硫酸铵产品。

优选的，所述浓缩液的质量浓度为90-95％。

该方法操作简便，设备陈本投入比较低，同时能够得到杂质少、纯度比较高的硫酸铵产品。

本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims (2)

1.一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法，其特征在于：包括焦化煤气水洗脱氨，氨水浓缩，脱硫和后处理过程；

1)焦化煤气水洗脱氨：将焦化煤气与吸收水在逆流接触吸收塔中进行逆流接触吸收氨气得到原氨水，吸收水为纯水与贫氨溶液的混合液体；

2)氨水浓缩：向步骤1)得到的原氨水中投入少量的生石灰，投入的量为刚好出现沉淀，得到新氨水，之后把新氨水送入到蒸氨塔中，将其中的氨以氨蒸汽的形式分离出来，经冷却器冷却到室温以下形成15-20％质量浓度的浓氨水；

3)脱硫：将步骤2)得到的浓氨水通过泵送入逆流接触脱硫塔中，含硫烟气从脱硫塔下部进入，浓氨水从脱硫塔上部经加压后从喷嘴喷出，形成雾状，与含硫烟气逆流接触，脱硫塔含有循环吸收管路、循环泵和pH监测装置，当其中的pH值降至5以下时将脱硫塔内的吸收液送入氧化池中，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵；

4)后处理：将氧化后的硫酸铵溶液经过滤器过滤掉固体物之后送入蒸发结晶器，经蒸发结晶器浓缩之后得到浓缩液，将该浓缩液引入离心机离心分离之后经干燥器干燥，最终得到具有一定含水量的硫酸铵产品。

2.如权利要求1所述的一种利用焦化煤气水洗脱氨氨水进行脱硫的脱硫方法，其特征在于所述浓缩液的质量浓度为90-95％。