CN211133540U - 一种新型氨法脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型氨法脱硫装置，包括含硫尾气管道、鼓风机、脱硫塔、第一循环设备、硫铵排出泵和料液槽，脱硫塔分别连接含硫尾气管道、硫铵排出泵、鼓风机和第一循环设备，还包括第二循环设备，第一循环设备包括相互连接的第一循环槽和第一循环泵，第一循环槽连接脱硫塔，第一循环泵延伸出至少三个循环管道连接脱硫塔，所述的循环管道上均设置有调节阀，其优点在于：一方面降低循环泵的使用数量和耗电量，从而降低使用成本；另一方面可以进一步提高硫酸铵的转化率。

Description

一种新型氨法脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及一种化工领域，尤其是涉及一种新型氨法脱硫装置。

背景技术

含硫尾气为化工领域中常见的一种尾气，主要包括二氧化硫、水蒸气和灰尘。尾气若其直接排入大气，则会造成大气污染。现实中常常采用氨法脱硫的工艺进行脱硫处理。氨法脱硫是基于碱性脱硫剂(氨或者氨水)与酸性SO2发生化学反应形成(NH4)2SO4的过程。现有技术的氨法脱硫包括脱硫塔、鼓风机、循环泵、循环槽、硫铵排出泵和料液槽，循环泵和循环槽组成了第一循环设备连接于脱硫塔，使未充分反应的亚硫酸铵重新进入脱硫塔中继续反应，为了增强循环效果需要有三个或者三个循环管道连接循环槽，循环管道上分别设置有第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵等多个循环泵。

现有技术的缺点在于：1、三个或者三个以上的循环管道分别配置循环泵，无论设备成本还是使用成本均较高；2、生成的硫酸铵仍然还有少量的亚硫酸铵，纯度不够。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低设备成本且能够增强硫酸铵的转化率的新型氨法脱硫装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型氨法脱硫装置，包括含硫尾气管道、鼓风机、脱硫塔、第一循环设备、硫铵排出泵和料液槽，脱硫塔分别连接含硫尾气管道、硫铵排出泵、鼓风机和第一循环设备，还包括第二循环设备，第一循环设备包括相互连接的第一循环槽和第一循环泵，第一循环槽连接脱硫塔，第一循环泵延伸出至少三个循环管道连接脱硫塔，所述的循环管道上均设置有调节阀。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的第一循环设备的进口管道连接脱硫塔的中部，第一循环设备的出口管道连接脱硫塔的上部。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的第二循环设备包括第二循环泵，第二循环泵的进口管道连接脱硫塔的下部，第二循环泵的出口管道连接脱硫塔的中部。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的循环管道为三个，分别为第一循环管道、第二循环管道和第三循环管道，调节阀为三个，分别为第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀，三个调节阀分别设置在三个循环管道上，调节阀可以对循环管道内的开闭程度进行调节，从而控制流量。

本实用新型进一步的优选方案为：还设置有混合腔，所述的混合腔设置在鼓风机和脱硫塔之间，含硫尾气管道连接混合腔，鼓风机吹出的氧气和含硫烟气在混合腔中混合后排入到脱硫塔中。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的料液槽连接硫酸铵固化设备，反应生成的液态硫酸铵经过固化形成固体形态。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的硫铵排出泵设置在脱硫塔的下方。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的循环管道为四个，调节阀为四个，四个调节阀分别设置在四个循环管道上。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的硫酸铵固化设备连接有包装机，用于把固态的硫酸铵包装。

本实用新型进一步的优选方案为：所述的脱硫塔还连接有除烟尘器。

本实用新型的把现有技术中每个循环管道配备一个循环泵升级为多个循环管道公用一个循环泵，无论从循环泵设备数量上还是耗电量上都大大降低了使用成本；在第一循环设备的基础上增加第二循环设备，对脱硫塔内的硫酸铵和亚硫酸铵的混合物进一步和氧气反应得到更加纯洁的硫酸铵。

附图说明

图1为本实用新型的连接框图一；

图2位本实用新型的连接框图二。

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。

本实用新型的原理：

在本质上氨法脱硫工艺是采用NH3来吸收净化烟气的，包含着复杂的物理、化学过程。以下将从物理化学原理方面对工艺各阶段加以分析。烟气中的SO2从烟气主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程，通过这个过程，使SO2从气相进入液相而被捕获。氨法脱硫工艺中的化学步骤可分为如下几个步骤：

一、烟气中SO2溶解于水形成H2SO3。

二、氨吸收剂溶解于水形成NH3·H2O。

三、溶解于水形成的NH3·H2O与溶解于水形成的H2SO3进行化学反应形成(NH4)2SO3。

四、形成的(NH4)2SO3在氧化空气的作用下氧化形成(NH4)2SO4

氨法脱硫过程的总化学反应式可以综合表示为：

SO2+H2O+XNH3＝(NH4)xH2-xSO3

(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3＝(NH4)2SO4

虽然该综合反应式中列出了主要的反应物和生成物，但整个反应过程非常复杂，可以通过以下的一系列反应过程表示：

A:脱硫塔中SO2的吸收

A：脱硫塔中SO2的吸收烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。

SO2+H2O→H2SO3

B:亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵反应

H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3

H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3

C：吸收剂氨的溶解

NH3+H2O→NH4OH→NH4++OH-

由于反应(4)的进行，可以不断提供中和用的碱度及反应用的铵离子。氨同溶于水中的亚硫酸、硫酸氢铵和亚硫酸氢铵起反应。

D：中和吸收的SO2

SO2极易与碱性物质发生化学反应，形成亚硫酸盐。碱过剩时生成正盐；SO2过剩时形成酸式盐。

SO2+NH4OH→NH4HSO3

SO2+2NH4OH→(NH4)2SO3+H2O

由于反应(5)、(6)的进行，可以使更多SO2可被吸收。

E：(亚)硫酸(氢)铵氧化成硫酸(氢)铵

亚硫酸盐不稳定，可被烟气及氧化空气中的氧气氧化成稳定的硫酸盐。

2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4

2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4

F：硫酸铵溶液浓缩后结晶析出硫酸铵固体

硫酸铵+水→硫酸铵固体+水蒸汽

本实用新型的具体实施方案：

如图1、图2所示，一种新型氨法脱硫装置，包括含硫尾气管道1，用于通入二氧化硫、水蒸气和灰尘的混合气体；鼓风机2，一方面用于通入氧气，另一方面用于产生压力，使整个***中的气体朝预设方向前进；脱硫塔3，脱硫塔3内部设置有反应容腔，多个化学反应在脱硫塔内进行，把二氧化硫反应生成硫酸铵，并把灰尘和水蒸气排出；第一循环设备4，把未完全反应的硫酸铵和亚硫酸铵重新回流进入到脱硫塔顶部进一步反应；硫铵排出泵5，用于排出生成的硫酸铵溶液；料液槽6，暂时存放液态的硫酸铵；脱硫塔3分别连接含硫尾气管道1、硫铵排出泵5、鼓风机2和第一循环设备4，还包括第二循环设备7，第二循环设备7对硫酸铵和亚硫酸铵的混合物进一步提纯，达到可以直接进行商用的硫酸铵的浓度；第一循环设备4包括相互连接的第一循环槽8和第一循环泵9，第一循环槽8连接脱硫塔3，第一循环泵9延伸出至少三个循环管道10连接脱硫塔3，循环管道10上均设置有调节阀11，替换了传统设备中每个循环管道10均设置有循环泵的情况，只需要一台循环泵，从而降低使用成本。本方案仅需一台大扬程大流量循环泵，以及三台调节阀即可实现现有方案多台循环泵的工艺要求，将介质送到不同塔盘，达到脱硫的效果。

现有方案，利用每台循环泵不同的扬程，将介质输送到相应塔盘，本方案通过泵出口三路管线上的调节阀11控制介质压力、流量，将介质输送到相应塔盘，相比较，本方案具有节约成本，有效控制备件库存以及安装费用的优点。

按一年8000小时，现有方案三台电机总耗电360000度电，本例方案240000度电。耗电量明显减少。

硫回收尾气含SO2，在脱硫塔中与水反应生成H2SO3，经氨水吸收后形成(NH4)xH2-xSO3和(NH4)2SO4，亚硫酸铵与鼓风机输送的O2充分反应，生成(NH4)2SO4，脱硫塔中(NH4)xH2-xSO3、氨水和(NH4)2SO4处于共存状态。为使反应朝着硫酸铵的有利方向进行，部分浆液经过循环槽和第一循环设备4和第二循环设备7以再次输送到脱硫塔3中进行上述反应，最终在脱硫塔3底部硫酸铵经硫胺排出泵5送至料液槽6，经后续浓缩结晶得到硫酸铵固体产品。

第一循环设备4的进口管道12连接脱硫塔3的中部，第一循环设备4的出口管道13连接脱硫塔3的上部。脱硫塔3内的硫酸铵的分布从上到下逐步增加，亚硫酸铵的分布为从上到下逐步减少。第一循环设备4中的亚硫酸铵仍然较多，需要对硫酸铵和亚硫酸铵暂时储存，而后通入到脱硫塔3的上部继续进行反应。第二循环设备7包括第二循环泵14，第二循环泵14的进口管道15连接脱硫塔3的下部，第二循环泵14的出口管道16连接脱硫塔3的中部。循环管道10为三个，分别为第一循环管道、第二循环管道和第三循环管道，调节阀11为三个，分别为第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀，三个调节阀11分别设置在三个循环管道10上，调节阀11可以对循环管道10内的开闭程度进行调节，从而控制流量。还设置有混合腔17，所述的混合腔17设置在鼓风机2和脱硫塔3之间，含硫尾气管道1连接混合腔17，鼓风机2吹出的氧气和含硫烟气在混合腔17中混合后排入到脱硫塔3中。料液槽6连接硫酸铵固化设备18，反应生成的液态硫酸铵经过固化形成固体形态。硫铵排出泵5设置在脱硫塔3的下方。循环管道10为四个，调节阀11为四个，四个调节阀11分别设置在四个循环管道10上。硫酸铵固化设备18连接有包装机19，用于把固态的硫酸铵包装。脱硫塔3还连接有除烟尘器20，用于把排出的灰尘进行搜集，从而大幅度降低灰尘的排放，避免污染空气。

以上对本实用新型所提供的一种新型氨法脱硫装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型氨法脱硫装置，包括含硫尾气管道、鼓风机、脱硫塔、第一循环设备、硫铵排出泵和料液槽，脱硫塔分别连接含硫尾气管道、硫铵排出泵、鼓风机和第一循环设备，其特征在于还包括第二循环设备，第一循环设备包括相互连接的第一循环槽和第一循环泵，第一循环槽连接脱硫塔，第一循环泵延伸出至少三个循环管道连接脱硫塔，所述的循环管道上均设置有调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的第一循环设备的进口管道连接脱硫塔的中部，第一循环设备的出口管道连接脱硫塔的上部。

3.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的第二循环设备包括第二循环泵，第二循环泵的进口管道连接脱硫塔的下部，第二循环泵的出口管道连接脱硫塔的中部。

4.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的循环管道为三个，分别为第一循环管道、第二循环管道和第三循环管道，调节阀为三个，分别为第一调节阀、第二调节阀和第三调节阀，三个调节阀分别设置在三个循环管道上，调节阀可以对循环管道内的开闭程度进行调节，从而控制流量。

5.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于还设置有混合腔，所述的混合腔设置在鼓风机和脱硫塔之间，含硫尾气管道连接混合腔，鼓风机吹出的氧气和含硫烟气在混合腔中混合后排入到脱硫塔中。

6.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的料液槽连接硫酸铵固化设备，反应生成的液态硫酸铵经过固化形成固体形态。

7.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的硫铵排出泵设置在脱硫塔的下方。

8.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的循环管道为四个，调节阀为四个，四个调节阀分别设置在四个循环管道上。

9.根据权利要求6所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的硫酸铵固化设备连接有包装机，用于把固态的硫酸铵包装。

10.根据权利要求1所述的一种新型氨法脱硫装置，其特征在于所述的脱硫塔还连接有除烟尘器。

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