CN201719965U - 一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置 - Google Patents
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Abstract
一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置，包括有脱硫塔(5)及氧化装置，在脱硫塔(5)内上部设置有除尘机构，位于脱硫塔(5)顶部设置有净化烟气排空的出口(53)，在脱硫塔(5)内设置有脱硫机构，所述本装置还包括有浓缩塔(4)，该浓缩塔(4)内腔分隔为上下不相通的两部分，浓缩塔的上部内腔(41)与浓缩塔顶部的烟气出口(44)相连通，且上部内腔(41)的进气口(4c)与含二氧化硫烟气管道(2)中的一路支管道(21)相连接。与现有技术相比，本实用新型采用增加一个浓缩塔设备及净烟气烟囱设置在脱硫塔顶部，能充分利用设备空间，简化工艺流程，降低设备投资，节约用地，并且能利用二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，同时又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发生的副反应造成对设备的损坏，从而提高设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置技术领域。
背景技术
通常在炼矿工业、硫酸工业或者燃煤、燃油锅炉等排放尾气中均含有SO2气体。即使是微量的SO2含量，由于排放量巨大，也会对环境和生态造成严重破坏。据报道，我国已经成为继美洲、欧洲之后受酸雨危害最为严重的地区，大片的森林、土地被毁。我国已明确要求，新上电厂必须配套废气脱硫装置，并要求现有排放超标的电厂在2010年底前必须安装脱硫设施，其中投产20年以上或装机容量10万千瓦以下的，限期改造或者关停。与此同时，规定每排放1公斤SO2收费0.63元，此项收费直接纳入环境保护专项资金管理，用于治理环境污染。为了鼓励企业减排，2006年6月出台电价政策表示，新建和现有脱硫机组上网电价每千瓦时均提高0.015元人民币。从国家宏观调控政策来看，相关企业配套废气脱硫设施已势在必行。
传统技术是在脱硫塔前设置除尘装置，将废气中的烟尘除尘后的废气进入脱硫塔脱除SO2。也有一些技术将亚硫酸铵经过后工段处理作为副产品，有的在塔内或塔外设置氧化段，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵，硫酸铵作为副产品，这种设计缺点是工艺较复杂，设备投资大、安装工程多，而且不能很好地利用二氧化硫烟气中的热量来提高能源的利用率，所以其结构还有待改进。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置，本装置不仅设计巧妙，而且能利用二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，同时又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发生的副反应造成对设备的损坏，从而提高设备的使用寿命。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：本设计的脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置，包括有脱硫塔及氧化装置，在脱硫塔内上部设置有除尘机构，位于脱硫塔顶部设置有净化烟气排空的出口，在脱硫塔内设置有脱硫机构，其特征在于：所述本装置还包括有浓缩塔，该浓缩塔内腔分隔为上下不相通的两部分，浓缩塔的上部内腔与浓缩塔顶部的烟气出口相连通，且上部内腔的进气口与含二氧化硫烟气管道中的一路支管道相连接，所述浓缩塔的下部内腔中设置有浓缩硫酸盐溶液的喷淋循环机构，且下部内腔的进气口与含二氧化硫烟气管道中的另一路支管道相连接，所述下部内腔的出气口通过管道与脱硫塔的烟气进气口相连接，而下部内腔的底部通过管道与脱硫塔底部的硫酸盐溶液相连通，所述氧化装置通过管道分别与浓缩塔底部和脱硫塔底部的硫酸盐溶液相连通，在浓缩塔底部设置有与硫酸盐溶液相连通而能将硫酸盐溶液输出外界的管道。
作为改进，所述含二氧化硫的烟气管道可有两路，每路烟气管道的进口处设置有除尘器，经除尘器后的管道再分为两路支管道，并在两路支管道的进气口处分别设置有滤尘器。
作为进一步改进，所述含二氧化硫的烟气管道中与浓缩塔的上部内腔相连通的两条支管道分别经滤尘器后相互回合成一条管道与浓缩塔的上部内腔的进气口相连接，而每路烟气管道中与浓缩塔的下部内腔相连通的两条支管道分别经滤尘器后相互回合成一条管道与下部内腔的进气口相连接。
再改进，所述氧化装置为空气鼓风机，该空气鼓风机的出气口通过管道与浓缩塔底部和脱硫塔底部的硫酸盐溶液相连通，而空气鼓风机的进气口与外界大气相连通。
再改进，所述除尘机构包括安装于脱硫塔上部的丝网除沫器，在位于丝网除沫器的下方间隔地设置有水冲洗喷头、吸收液喷淋装置。
再改进，所述喷淋循环机构包括循环泵和喷淋装置，喷淋装置设置于下部内腔的上部，且喷淋装置通过管道经循环泵与下部内腔底部的硫酸盐溶液相连通。
再改进，所述脱硫机构包括吸收液分布器、喷淋头及吸收液循环泵，所述吸收液分布器、喷淋头设置于脱硫塔内腔的上部，喷淋头设置于收液分布器的出口上，而所述吸收液分布器通过管道经吸收液循环泵与吸收液相连通。
再改进，所述除尘器可选择为电除尘器或布袋除尘或电除尘和布袋结合的除尘器。
与现有技术相比，本实用新型采用增加浓缩塔，该浓缩塔内腔分隔为上下不相通的两部分，浓缩塔的上部内腔与浓缩塔顶部的烟气出口相连通，且上部内腔的进气口与含二氧化硫烟气管道中的一路支管道相连接，浓缩塔的下部内腔中设置有浓缩硫酸盐溶液的喷淋循环机构，这种结构的优点在于净烟气烟囱设置在脱硫塔顶部，能充分利用设备空间，简化工艺流程，降低设备投资，节约用地，并且能利二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，同时又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发的副反应造成对设备的损坏，从而提高设备的使用寿命。本设计的装置废气中的有害气体成分脱除率分别可以达到：SO2≥95％，SO3≥99％，NOx＝10～30％，HF≥99％，除尘率≥90％。所以是一种非常实用的装置，值得推广应用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例的脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置，包括有脱硫塔5及氧化装置，在脱硫塔5内上部设置有除尘机构，该除尘机构包括安装于脱硫塔5上部的丝网除沫器52，在位于丝网除沫器52的下方间隔地设置有水冲洗喷头、吸收液喷淋装置。位于脱硫塔5顶部设置有净化烟气排空的出口53，在脱硫塔5内设置有脱硫机构。本装置还包括有浓缩塔4，该浓缩塔4内腔分隔为上下不相通的两部分，浓缩塔的上部内腔41与浓缩塔顶部的烟气出口44相连通，且上部内腔41的进气口4c与含二氧化硫烟气管道2中的一路支管道21相连接，所述浓缩塔的下部内腔42中设置有浓缩硫酸盐溶液的喷淋循环机构，且下部内腔42的进气口4a与含二氧化硫烟气管道2中的另一路支管道22相连接，所述下部内腔42的出气口4b通过管道与脱硫塔5的烟气进气口5a相连接，而下部内腔42的底部通过管道与脱硫塔5底部的硫酸盐溶液相连通，所述氧化装置通过管道分别与浓缩塔4底部和脱硫塔5底部的硫酸盐溶液相连通，该氧化装置为空气鼓风机7，该空气鼓风机7的出气口通过管道与浓缩塔4底部和脱硫塔5底部的硫酸盐溶液液相连通，而空气鼓风机7的进气口与外界大气相连通，并在浓缩塔4底部设置有与硫酸盐溶液相连通而能将硫酸盐溶液输出外界的管道8。
上述含二氧化硫的烟气管道2有两路，每路烟气管道2的进口处设置有除尘器1，经除尘器1后的管道再分为两路支管道21、22，并在两路支管道21、22的进气口处分别设置有滤尘器3。含二氧化硫的烟气管道2中与浓缩塔的上部内腔41相连通的两条支管道21分别经滤尘器3后相互回合成一条管道与浓缩塔的上部内腔41的进气口4c相连接，而每路烟气管道2中与浓缩塔的下部内腔相连通的两条支管道22分别经滤尘器3后相互回合成一条管道与下部内腔42的进气口4a相连接。
上述喷淋循环机构包括循环泵6和喷淋装置43，喷淋装置43设置于下部内腔的上部，且喷淋装置43通过管道经循环泵6与下部内腔42底部的硫酸盐溶液相连通。上述脱硫机构包括吸收液分布器51、喷淋头及吸收液循环泵9，所述吸收液分布器51、喷淋头设置于脱硫塔5内腔的上部，喷淋头设置于收液分布器51的出口上，而所述吸收液分布器51通过管道经吸收液循环泵9与吸收液相连通。
上述除尘器1可为电除尘器或布袋除尘或电除尘和布袋结合的除尘器，这几技除尘技术都为现有技术，其结构不再作详细说明。
以下对本实用新型作进一步说明：
本实用新型公开一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置及工艺，具体涉及利用氨水或氨气做吸收剂与SO2反应，最终得到硫酸铵化肥的方法。本实用新型将废气的洗涤除尘、降温、脱硫、氧化等过程在脱硫塔内集中实现，脱硫塔内设置液体分布器，具有传质效率高，***阻力低，处理能力大的特点。本实用新型适用于所有含硫废气中SO2的脱除，并将其转化成硫酸铵化肥，同时除尘率与脱硫率较高，符合国家环保排放要求，并副产硫酸铵化肥，可以为企业赢得效益。采用本实用新型提供的浓缩塔和脱硫塔，可以简化流程，降低设备投资，节约用地。
在氨法脱硫中，通常包括以下化学反应：
(1)吸收废气中的SO2
吸收液中的有效吸收组分是亚硫酸铵，通过补充氨水来恢复吸收液的吸收能力
(NH4)2SO3+SO2+H2O＝2NH4HSO3 NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3
在吸收液中亚硫酸铵与亚硫酸氢铵的比例是通过调整氨水的加入量，即控制pH值来实现的。亚硫酸铵也可直接做肥料销售，但由于其化学性质不稳定，一般需要将其氧化成硫酸铵，再加工成固体，便于储存和运输。
(2)亚硫酸铵的氧化
在亚硫酸铵溶液中直接鼓空气，便可得到氧化产物硫酸铵：
2(NH4)2SO3+O2＝2(NH4)2SO4
上述的废气是指炼矿工业、硫酸工业、燃煤燃油锅炉等工业排放的尾气或称作废气；所述的装置是浓缩塔和脱硫塔联合，在塔内同时实现降温、提浓、脱硫、氧化过程。所述工艺方法具体如下：废气分两路进入浓缩塔，其中一路在事故状况进入浓缩塔上部的开工烟囱，另一路进入浓缩塔下部，被浓缩循环液冷却，同时浓缩循环液被蒸发提浓；然后废气进入吸收塔内吸收段，与脱硫吸收液逆流接触；脱除SO2的废气经塔顶丝网除沫器回收液滴后去脱硫塔顶部的净烟气烟囱。所述的吸收段，是设置了若干液体分布器的吸收塔，在塔内分段喷入吸收液，塔内取消了填料，使气阻下降，同时不会产生堵塔现象。在废气出口处设置了丝网除沫器，用以捕捉气体夹带液滴，在除沫器下方设置一条吸收液喷淋管线，减少气氨挥发。空气在氧化段底部以鼓泡的形式加入，氧化后与废气合并进入吸收段，同时在浓缩塔和脱硫塔起搅拌作用。
本实用新型将废气的洗涤除尘、降温、脱硫、氧化等过程在脱硫塔内集中实现，脱硫塔内设置液体分布器，具有传质效率高，***阻力低，处理能力大的特点。本实用新型适用于所有含硫废气中SO2的脱除，并将其转化成硫酸铵化肥，同时除尘率与脱硫率较高，符合国家环保排放要求，并副产硫酸铵化肥，可以为企业赢得效益。采用本实用新型提供的浓缩塔和脱硫塔，可以简化流程，降低设备投资，节约用地。
本脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的工艺步骤为：
(1)含SO2的工业废气经电除尘(或布袋除尘、或电除尘和布袋结合)段后，分两路进入浓缩塔，其中一路进入浓缩塔上部的放空段，作为锅炉点火前期(或锅炉在不正常情况下)的烟气进入开工烟囱；另一路进入浓缩塔的下段与来自脱硫塔并经浓缩循环泵的浓缩液接触，经过降低温度后进入脱硫塔，与经脱硫循环泵循环的循环液接触，除去烟气中的二氧化硫和其它部分酸性气体如(二氧化氮)到达排放要求后进入脱硫顶部的烟囱放空。
(2)本装置不设置混凝土烟囱，开工烟囱和净烟囱分别设置在浓缩塔和脱硫塔顶部。
(3)在浓缩塔中产生过饱和硫酸铵溶液排入硫酸铵产品分离和干燥***生产硫酸铵，分离产生的液体返回***；根据循环液中的PH值定量补加氨水、液氨或碳酸氢铵等物质。
(4)在脱硫塔顶设置丝网除沫器，回收净化气中夹带的液滴，除沫后的气体直接排放或去后工段。在丝网除沫器下方分别设置水冲洗喷头、吸收液喷淋装置、液体分布器，用于冲洗丝网，吸收废气中的气氨及吸收液的再分布，防止气液偏流。
(5)浓缩塔和脱硫塔不设置搅拌装置，借助氧化空压机搅拌同时将溶液中的亚硫酸铵氧化成为硫酸铵。
Claims (8)
1.一种脱除废气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置，包括有脱硫塔(5)及氧化装置，在脱硫塔(5)内上部设置有除尘机构，位于脱硫塔(5)顶部设置有净化烟气排空的出口(53)，在脱硫塔(5)内设置有脱硫机构，其特征在于：所述本装置还包括有浓缩塔(4)，该浓缩塔(4)内腔分隔为上下不相通的两部分，浓缩塔的上部内腔(41)与浓缩塔顶部的烟气出口(44)相连通，且上部内腔(41)的进气口(4c)与含二氧化硫烟气管道(2)中的一路支管道(21)相连接，所述浓缩塔的下部内腔(42)中设置有浓缩硫酸盐溶液的喷淋循环机构，且下部内腔(42)的进气口(4a)与含二氧化硫烟气管道(2)中的另一路支管道(22)相连接，所述下部内腔(42)的出气口(4b)通过管道与脱硫塔(5)的烟气进气口(5a)相连接，而下部内腔(42)的底部通过管道与脱硫塔(5)底部的硫酸盐溶液相连通，所述氧化装置通过管道分别与浓缩塔(4)底部和脱硫塔(5)底部的硫酸盐溶液相连通，在浓缩塔(4)底部设置有与硫酸盐溶液相连通而能将硫酸盐溶液输出外界的管道(8)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述含二氧化硫的烟气管道(2)有两路，每路烟气管道(2)的进口处设置有除尘器(1)，经除尘器(1)后的管道再分为两路支管道(21、22)，并在两路支管道(21、22)的进气口处分别设置有滤尘器(3)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述含二氧化硫的烟气管道(2)中与浓缩塔的上部内腔(41)相连通的两条支管道(21)分别经滤尘器(3)后相互回合成一条管道与浓缩塔的上部内腔(41)的进气口(4c)相连接，而每路烟气管道(2)中与浓缩塔的下部内腔相连通的两条支管道(22)分别经滤尘器(3)后相互回合成一条管道与下部内腔(42)的进气口(4a)相连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述氧化装置为空气鼓风机(7)，该空气鼓风机(7)的出气口通过管道与浓缩塔(4)底部和脱硫塔(5)底部的硫酸盐溶液相连通，而空气鼓风机(7)的进气口与外界大气相连通。
5.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述除尘机构包括安装于脱硫塔(5)上部的丝网除沫器(52)，在位于丝网除沫器(52)的下方间隔地设置有水冲洗喷头、吸收液喷淋装置。
6.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述喷淋循环机构包括循环泵(6)和喷淋装置(43)，喷淋装置(43)设置于下部内腔的上部，且喷淋装置(43)通过管道经循环泵(6)与下部内腔(42)底部的硫酸盐溶液相连通。
7.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述脱硫机构包括吸收液分布器(51)、喷淋头及吸收液循环泵(9)，所述吸收液分布器(51)、喷淋头设置于脱硫塔(5)内腔的上部，喷淋头设置于收液分布器(51)的出口上，而所述吸收液分布器(51)通过管道经吸收液循环泵(9)与吸收液相连通。
8.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述除尘器(1)为电除尘器或布袋除尘或电除尘和布袋结合的除尘器。
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