CN1202390A

CN1202390A - 半干式烟气脱硫与生产磁化肥的一体化方法和设备

Info

Publication number: CN1202390A
Application number: CN 98101530
Authority: CN
Inventors: 殷广瑾; 程志久; 杨丽琴; 王玮; 程丹丹; 杨景玲; 于游天; 柴正和; 甘金团; 刘宏团; 王煜郊
Original assignee: GUOWEIDA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECH Co Ltd; Metallurgical Environment Protection Inst Building Research General Inst Min
Current assignee: GUOWEIDA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECH Co Ltd; Metallurgical Environment Protection Inst Building Research General Inst Min
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1998-12-23
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: CN1084217C

Abstract

本发明提供了一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的一体化方法,包括以下步骤:将含有硫氧化物的烟气引入喷雾干燥器内;将氨水以雾化的方式引入喷雾干燥器内,使氨水与烟气中的硫氧化物接触并反应生成硫铵;将反应后的烟气从喷雾干燥器排入除尘器内,以使含有硫铵的粉状物与烟气分离,并收集粉状物;将粉状物磁化,得到磁化肥。本发明还提供了一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的设备,包括:使烟气与氨水接触的喷雾干燥器;位于喷雾干燥器内的氨水雾化器;位于喷雾干燥器下游的用来收集粉状物的除尘器;用于磁化所述粉状物的磁化装置。

Description

半干式烟气脱硫与生产磁化肥的一体化方法和设备

本发明涉及一种烟气半干式脱硫与生产磁化肥的一体化方法，具体地说，本发明涉及一种用氨水从烟气中脱除硫氧化物(SO₂、SO₃)，同时用脱硫时生成的含有硫铵的粉状物制备磁化肥的一体化方法。

中国是以煤为主要能源的国家，以硫氧化物、烟尘为主的煤烟型大气污染一直占着主导地位，我国已成为世界硫氧化物污染大国之一。

到目前为止，已提出了各种脱硫方法，但许多方法为湿法，其中需要耗用大量的水或特定的化学药剂，因此必须处理其中作为副产品的废水和泥浆，这又带来另一难以解决的问题。

干法脱硫主要有石灰法和氨法，石灰法脱硫后产生大量的废渣难以处理，造成二次污染；氨法，如日本的氨气干式脱硫方法，是在伴有电子束照射作用下采用的，可以参***发明专利申请审定说明书CN 1011858B和中国发明专利申请公开说明书CN 1133749A。烟气与氨气混合后在电子加速器发射的电子束照射下，SO_x、NOx与NH₃反应生成铵盐，此法投资大，运行费用高。

氨法脱硫采用氨气作为脱硫剂，可以参***发明专利申请公开说明书CN86101059A；日本公开特许公报(A)JP-昭58-14933；JP-平1-310721。

目前采用氨气作为脱硫剂的脱硫方法，工艺过程为烟气：烟气除尘→用氨气脱硫→再除尘，烟气除尘产生大量粉煤灰，必然有一个堆积和进一步处理的问题。

在我国，目前烟气脱硫的处理费用远高于对硫氧化物排污处罚的收费标准，这也是很多企业宁可交纳排污费而不进行烟气脱硫治理的原因之一。

用粉煤灰生产磁化肥是已知技术。中国发明专利申请公开说明书CN 1088564A公开了一种以粉煤灰为原料生产磁化肥的方法，用粉煤灰生产磁化肥需要对粉煤灰进行粉碎、过筛，这种处理劳动强度大，设备投资费用高。

本发明的目的是提供一种用氨水进行烟气脱硫方法的设备，解决烟气除尘产生大量粉煤灰的问题。

本发明的另一目的是提供一种制备磁化肥的方法设备，在该方法中直接利用烟气脱硫生成的含有硫铵的粉状物，经配制、磁化后得到优质农用磁化肥。

本发明的再一目的是提供一种用氨水进行烟气脱硫同时生产磁化肥的一体化方法和设备。

图1是实施本发明烟气脱硫同时生产磁化肥的一体化方法的流程示意图。

本发明是将烟气脱硫与生产磁化肥一体化的方法和设备。生产磁化肥的主要原料为粉煤灰、氮肥(尿素或硫铵)，根据作物不同，加入其他添料磷、钾等。目前生产磁化肥需购入硫铵或尿素、粉煤灰和其他添加剂磷、钾等。在本发明中生产磁化肥的原料为氨水，烟气中的硫氧化物、烟尘(即除尘器收集的硫铵和粉煤灰混合粉状物)。再根据作物的不同要求，适当补加尿素、磷、钾等添加剂，并且减少了一般生产磁化肥中粉煤灰需先干燥、破碎，再配料、造粒、磁化方法中的粉煤灰干燥、破碎工序。本发明的目的也在于提供一种工艺简单、易操作控制、投资少、运行费用低的烟气脱硫方法。

这使脱硫费用低于SO₂排污收费标准，且降低了磁化肥生产成本。

燃煤锅炉产生的粉煤灰综合利用一直是世界各国普遍关注的问题。利用粉煤灰生产“磁化肥”，即将粉煤灰加入氮肥和其他适量多元素添加剂，经一定的强磁化处理，而制成优质农用化肥。国外始于50年代，我国90年代实现了工业化生产。

本发明利用特制带有空气雾化器的喷雾干燥器，以氨水作为脱硫剂脱除烟气中的硫氧化物，在除尘器收集含有硫铵的烟尘，作为磁化肥的原料，再根据生产磁化肥的要求，配制含有磷、钾等元素的混合氨液，经配料、造粒、磁化生产磁化肥。它既能有效、经济地脱硫，又简化了“磁化肥”生产工艺过程中的干燥、破碎等工序，还为“磁化肥”生产提供了氮肥、粉煤灰，将生产“磁化肥”与锅炉脱硫一体化，节约了“磁化肥”的生产成本，为“磁化肥”生产开辟了一条有利可图的捷径，同时又解决了烟气脱硫费用昂贵的难题。

氨水脱硫特征在于烟道气不经过除尘装置，直接进入喷雾干燥器，氨水或根据生产磁化肥的要求而配置的氨水与磷、钾等的混合液，经空气雾化器喷入干燥器内，控制氨水压强和空气压强，确保氨液雾化，控制氨水浓度和喷入量，使之在喷雾干燥过程中将硫氧化物变成硫铵，与粉煤灰混合成粉状物。喷雾干燥器烟气出口温度控制在100℃以上，烟气再经高效除尘器，除尘后的烟气通过烟囱排入大气，而除尘的粉尘即是含有硫铵和粉煤灰的生产磁化肥的主要原料，再经配料、造粒、磁化生产磁化肥。

因此，本发明提供了一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的一体化方法，包括以下步骤：

将含有硫氧化物的烟气引入喷雾干燥器内；

将氨水以雾化的方式引入喷雾干燥器内，使氨水与烟气中的硫氧化物接触并反应生成硫铵；

将反应后的烟气从喷雾干燥器排入除尘器内，以使含有硫铵的粉状物与烟气分离，并收集粉状物；

将粉状物磁化，得到磁化肥。

此外，本发明还提供了一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的设备，包括：

使烟气与氨水接触的喷雾干燥器；

位于喷雾干燥器内的氨水雾化器；

位于喷雾干燥器下游的用来收集粉状物的除尘器；

用于磁化所述粉状物的磁化装置。

本发明还提供了一种由所述设备实施所述方法后得到的磁化肥。

氨水雾化要求进入雾化器的氨水压力为0.25～0.45MPa，雾化器的空气压力为0.3～0.4MPa，以使氨水雾化。

喷入喷雾干燥器中的氨水水量，取决于进入喷雾干燥器前烟气温度，使喷雾干燥器出口的烟气温度降至100～110℃所需的水量。

喷入喷雾干燥器中氨水中的氨量，取决于烟气中硫氧化物的含量，控制在NH₄OH∶SO₂＝1.25～1.45∶1为宜。

烟气在喷雾干燥器里停留时间为1.5～2.5秒。

烟气气流方向与喷雾方向相同，且在喷雾干燥器中气流速度为8～12米/秒。

从喷雾干燥器中出来烟气，用高效除尘器除尘，除尘后的烟气经烟囱排入大气，而除尘器可根据排放标准要求，选用静电除尘器、布袋除尘器、多管除尘器。

除尘后收集的烟尘，即含有硫铵、粉煤灰的“磁化肥”原料为脱硫除尘后的产品。

烟气处理采用先脱硫后除尘，收集除尘后的烟尘，再经配料、造粒、磁化，生产磁化肥。

实施本发明方法的装置，主要由喷雾干燥器和高效除尘器组成，喷雾干燥器中装有雾化器。雾化器可选用北京神雾喷嘴技术开发有限责任公司生产的WDH型喷嘴。

下面参照附图对本发明半干式氨水脱硫与生产“磁化肥”一体化的方法进行详细的描述。

附图为本发明的流程图，在附图中，1为锅炉烟气；2为换热器；3为喷雾干燥器；4为雾化器；5为空气泵；6为氨水泵；7为氨水贮槽；8为除尘器；9为烟尘；10为烟囱；11为配料；12为造粒；13为磁化；14为磁化肥。

如图1所示，锅炉烟气1经换热器2进入特制的装有雾化器4的喷雾干燥器3，来自贮槽7的氨水经氨水泵6用空气泵5与烟气流向同方向喷雾，在喷雾干燥器3中与烟气接触，氨水压力为0.25～0.45MPa，空气压力0.3～0.4MPa，液雾颗粒度＜40μm。为使烟气中的硫氧化物与氨水反应生成硫铵，烟气在喷雾干燥器内停留1.5～2.5秒。喷入的氨水量，主要由喷雾干燥器进口烟气量和温度决定。喷雾反应后，从喷雾干燥器的出口排出烟气，在喷雾干燥器出口，烟气温度控制在100～110℃，而烟气中的硫铵和粉煤灰以粉状物存在，不产生水；喷氨量由烟气中的SO₂量决定，一般重量比控制在NH₄OH∶SO₂＝1.25～1.45∶1为宜。

反应过程中主要发生的化学反应：

在喷雾干燥器内，SO₂脱除率达90％以上，而NO₂脱除率为约30％。

在本发明方法中，即使所处理的烟气在喷雾干燥器出口处温度相当高达125～130℃时，也能有效脱硫。

脱硫后的烟气从喷雾干燥器3进入高效除尘器8，根据烟气排放标准要求，高效除尘器可选用静电除尘器、袋式除尘器、高效多管除尘器，经除尘后的烟气经过烟囱10排放。除尘器收集的粉尘9为含有硫铵和粉煤灰的“磁化肥”原料，再经配料11、造粒12、磁化13生产磁化肥14。磁化设备可以选用洛阳四通新技术发展有限公司生产的STC-5型磁化机(磁化强度4000G)。

本发明还涉及到烟气脱硫除尘产生的粉状物为含有氮肥、粉煤灰的磁化肥原料。

本发明工艺简单、投资少、运行费用低，适于各种类型锅炉烟气脱硫，特别是高硫煤锅炉采用此方法，尤为有利。

实施例

20吨工业锅炉，24小时运行，引风机风量60000m^3/h，燃煤量2～3t/h，燃煤含硫量0.4～1.2％，烟囱高度50m，出口内径2m。

喷雾干燥器进口烟气温度139℃，SO₂浓度207ppm，氨水含2.2重量％的氨，测试结果见下表：测试结果

雾化器喷水量(l/h)	喷雾干燥器出水量(l/h)	喷雾干燥器出口烟气		脱硫率(％)
		喷雾干燥器出口烟气			温度(℃)	SO₂浓度(ppm)
		0	0		温度(℃)	SO₂浓度(ppm)	139	207	0
600	0	0	0	116	76	63	139	207	0
600	0	800	0	116	76	63	112	43	79
1000	0	800	0	105	14	93	112	43	79
1000	0	1200	90	105	14	93	102	未检出	100
排水量1000时，NH₄OH∶SO₂为1.37，脱硫率93％，脱NO₂率34％							102	未检出	100

在本发明中使用氨水代替氨气作为脱硫剂，其应用面大，处理费用低。作为脱硫剂的氨水，各行业产生的废氨水(只要在生产磁化肥中不造成污染)均可使用。本发明与脱硫现有技术相比，不同之处在于本发明采用先脱硫，后除尘，使烟气中的硫铵和烟尘同时收集，生产磁化肥。省略了现有技术中的一个除尘器。与磁化肥现有技术相比，不同之处在于本发明是将制备磁化肥的原料，如氨水以及其配料直接喷入脱硫器内进行喷雾干燥，得到含有磁化肥原料的粉状物，省略了现有技术中的粉煤灰干燥、破碎等步骤。这样同时改进了脱硫过程和磁化肥制备过程。

本发明以廉价的成本脱除烟气中的SO₂，对改善大气环境，消除酸雨污染，为实现本世纪末SO₂排放总量控制在2000万吨以内的目标作出贡献。

本发明实施后，将减少粉煤灰堆放量，解决了与农民争地的矛盾，磁化肥还解决了因现行常用化肥的副作用所造成的土壤酸化和板结等严重问题，具有广泛的社会效益。

利用锅炉烟气脱硫副产物及粉煤灰为主要原料，使生产磁化肥的成本比一般磁化肥生产成本减少约200元/吨，将带来可观的经济效益。

经估算，75吨锅炉两台，采用本工艺，每年可生产磁化肥2万吨，年产值1900万元，年创利税630万元，年纯利润510万元。由此可见经济效益十分可观。

Claims

1.一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的一体化方法，包括以下步骤：

将含有硫氧化物的烟气引入喷雾干燥器内；

将粉状物磁化，得到磁化肥。

2.权利要求1的方法，其中烟气与氨水同方向引入。

3.权利要求1的方法，进入雾化器的氨水压力为为0.25～0.45MPa，进入雾化器的空气压力为0.3～0.4MPa。

4.权利要求1的方法，控制喷入喷雾干燥器中的氨水中的水量，使喷雾干燥器出口的烟气温度降至100～110℃。

5.权利要求1的方法，控制喷入喷雾干燥器中的氨水中的氨量，使重量比NH₄OH∶SO₂＝1.25～1.45∶1。

6.权利要求1的方法烟气在喷雾干燥器里停留时间为1.5～2.5秒。

7.权利要求1的方法，在喷雾干燥器中烟气气流速度为8～12米/秒。

8.权利要求1的方法，氨水液雾的粒度为＜40μm。

9.权利要求1-8中任何一项的方法，进一步包括在喷入喷雾干燥器的氨水中配入含有氮和/或磷和/或钾元素的添加剂。

10.权利要求1-8中任何一项的方法，进一步包括在除尘器中收集的粉状物中配入含有氮和/或磷和/或钾元素的添加剂。

11.一种由权利要求1-10中任何一项方法制备的磁化肥。

12.一种半干式烟气脱硫与生产“磁化肥”的设备，包括：

使烟气与氨水接触的喷雾干燥器；

位于喷雾干燥器内的氨水雾化器；

位于喷雾干燥器下游的用来收集粉状物的除尘器；

用于磁化所述粉状物的磁化装置。

13.权利要求12的设备，还包括向喷雾干燥器中引入烟气和氨水装置。

14.权利要求12的设备，其中除尘器是静电除尘器或布袋除尘器或多管除尘器。