專利名稱：含氨酸性氣廢氣處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含氨酸性氣廢氣處理系統。
背景技術：
在石油化工和煤化工等生產過程中，原料中的硫和氮經過加工過程最終形成含氨、含硫化氫的酸性氣，對于含氨及硫化氫的酸性氣，目前的處理方法主要是采用克勞斯硫磺回收工藝將酸性氣中的硫化氫轉化成硫磺，同時酸性氣中的氨在高溫下燃燒成N2和氮氧化物。對于含硫量較小的酸性氣(一般含硫量小于5000噸硫/年)，也可以采用絡合鐵法脫除硫化氫，脫除硫化氫后的含氨尾氣再進入燃燒爐在高溫下焚燒，使尾氣中的氨和氮氧化物達標后排放。克勞斯硫磺回收工藝的基本原理是含H2S的酸性氣在燃燒爐內與空氣進行不完全燃燒，嚴格控制空氣量，使H2S燃燒后生成的SO2量滿足H2S/S02分子比等于或接近2，H2S和SO2在高溫、催化劑下反應生成元素硫，受熱力學條件的限制，剩余的H2S和SO2進入催化反應段在催化劑的作用下，繼續反應生成元素硫。生成的元素硫經冷凝分離。反應的化學方程式如下H2S+3/202—S02+H202H2S+S02—3/2 S2+2H20在石油化工和煤化工實際生產過程中，由于原料中硫、氮含量的不同，脫硫工藝方法各異，產生的酸性氣中硫化氫濃度高低不一，根據酸性氣中硫化氫含量的不同，克勞斯工藝可以采用分流法和直流法(部分燃燒法)，分流法一般處理含較低硫化氫濃度(通常硫化氫濃度15 40%)的酸性氣，是將約1/3氣量的酸性氣在制硫爐中燃燒，使其中的H2S全部燒成SO2,另外2/3的酸性氣不經燃燒，直接在制硫爐后與SO2混合，并在隨后的催化劑作用下發生克勞斯反應生成硫磺。分流法要求酸性氣中不含氨和烴等雜質，如果含有氨和烴等雜質則不宜采用分流法。對于含較高硫化氫濃度的酸性氣(通常硫化氫濃度大于40%)，一般采用直流法，直流法是全部酸性氣都進入制硫爐，嚴格控制燃燒所需的氧量，使1/3的硫化氫氧化成S02，然后，SO2與剩余的硫化氫發生克勞斯反應，生成硫磺。酸性氣中的氨則在制硫爐中會發生一系列反應，與氨有關的主要反應如下2NH3+3/22---3H20+N22 NH3---N2+3H2 2NH3+S02N2+H2S+2H202NH3+5/202—3H20+2N0N0+l/202---NO2N02+S02—N0+S03在這些反應中，氨的分解反應需要足夠高的反應溫度,氨的分解溫度至少1250°C以上。此外，直流法工藝中，制硫燃燒爐是在缺氧條件下運行，但是要使氨完全燃燒且生成的NOx最少，則多采用氧微過量，這與克勞斯工藝的配風要求是矛盾的，因此，如果酸性氣中氨含量超過一定濃度，會因缺氧及反應溫度低而使氨燃燒不完全，造成NOx超標及銨鹽沉積等操作問題。并且，由于氨的燃燒需要消耗氧，隨氧帶入的N2、水等降低了硫的回收率。總之，對于低硫化氫濃度、高含氨的酸性氣，采用克勞斯硫回收工藝時，酸性氣燃燒爐溫度低，不僅影響硫磺回收率，同時氨分解不完全；為使氨分解完全，需要提高爐溫，勢必在原料酸性氣中添加燃料氣，這樣一方面增加能耗，另一方面在實際操作中，經常由于燃料氣在缺氧環境下燃燒不完全，易造成黑硫磺。因此，克勞斯硫回收工藝并不適合處理含氨較高的酸性氣。絡合鐵法脫除硫化氫的基本原理是在液體介質中，采用鐵離子絡合物作為催化齊IJ，在常溫下硫化氫直接轉化成元素硫，形成幾微米至幾十微米的硫磺顆粒。同時，鐵離子催化劑被還原成亞鐵離子，用過的催化劑用空氣氧化再生后循環使用。生成的固體硫磺經沉降、過濾后形成含硫約60%的硫磺餅。當采用絡合鐵法處理含氨酸性氣時，同樣需要對進料氣中NH3的含量進行控制，過高的NH3含量會導致硫磺顆粒細小，沉降效果差，過濾脫水困難。反應過程中生成的硫磺無法脫出系統，最終導致系統無法正常運行，尾氣還必須采用專門的燃燒爐焚燒，能耗很高。因此，絡合鐵法硫化氫脫除工藝同樣不適合含氨較高的酸性氣處理。
發明內容
鑒于目前的含氨酸性氣處理工藝中存在的上述問題，本發明的目的是提出一種含氨酸性氣廢氣處理系統，能夠有效地處理酸性氣中的含氨和含硫化合物，使其全部得到資源化的回收利用，同時，滿足嚴格的排放標準，操作彈性好。本發明提供一種含氨酸性氣廢氣處理系統，其包括順次連接的酸性氣酸洗除氨單元、脫氨酸性氣熱氧化單元，以及催化氧化制酸單元；所述含氨酸性氣廢氣處理系統還包括母液真空蒸發單元，其連接于所述酸性氣酸洗除氨單元與所述脫氨酸性氣熱氧化單元之間；所述酸性氣酸洗除氨單元用于接收含氨酸性氣，所述酸性氣酸洗除氨單元內的硫酸用于與含氨酸性氣接觸以脫氨，并生成硫酸銨溶液和含有硫化氫和水的脫氨酸性氣；所述母液真空蒸發單元用于接收及濃縮所述酸性氣酸洗除氨單元產生的硫酸銨溶液，并將溶解在硫酸銨溶液中的硫化氫抽出送到所述脫氨酸性氣熱氧化單元；所述脫氨酸性氣熱氧化單元用于接收脫氨酸性氣以及來自于母液真空蒸發單元的含硫化氫尾氣，并對其進行熱氧化生成含SO2和水蒸氣的廢氣；所述催化氧化制酸單元用于接收所述廢氣，對其進行催化氧化生成SO3，并形成硫酸，所述硫酸被供給至所述酸性氣酸洗除氨單元，用于脫氨。其中，所述脫氨酸性氣熱氧化單元的液硫供應單元，所述液硫供應單元用于為所述脫氨酸性氣熱氧化單元提供液硫；所述含氨酸性氣廢氣處理系統還包括連接于所述催化氧化制酸單元的硫酸冷卻和輸送單元，所述硫酸冷卻和輸送單元用于將所述催化氧化制酸單元產生的硫酸冷卻并輸送到所述酸性氣酸洗除氨單元。其中，所述酸性氣酸洗除氨單元包括酸洗塔、母液槽、循環噴淋泵和冷卻器，所述酸洗塔用硫酸將進料酸性氣中的氨洗滌下來，并轉化成硫酸銨，所述母液槽用于收集從所述酸洗塔的塔頂流下來的硫酸和硫酸銨混合溶液，所述循環噴淋泵用于將所述母液槽內的混合溶液循環到所述酸洗塔頂部的分布器，所述冷卻器用于冷卻循環溶液，取出濃硫酸稀釋過程中以及硫酸與氨反應過程中的熱量。其中，所述母液真空蒸發單元包括真空蒸發器和真空泵，所述真空蒸發器用于接收來自所述母液槽的硫酸銨母液，所述真空蒸發器內設置攪拌器，外層設置蒸汽夾套，使用低壓蒸汽對硫酸銨母液進行蒸發濃縮，所述真空泵用于為所述真空蒸發器提供所需要的真空度，并將溶解在硫酸銨溶液中的硫化氫抽出送到所述脫氨酸性氣熱氧化單元。所述真空蒸發器與所述母液槽之間設置連接管線及流量調節裝置，所述流量調節裝置能夠調節進入所述真空蒸發器的硫酸銨母液的流量，所述真空蒸發器的底部設置流量調節裝置，所述流量調節裝置能夠調節排出真空蒸發器的硫酸銨濃縮液的流量。其中，所述脫氨酸性氣熱氧化單元包括燃燒爐，所述燃燒爐包括進氣口、及燃燒室，所述脫氨酸性氣、來自所述真空蒸發器的含硫化氫的尾氣、所述液硫及助燃空氣分別從四個進氣口進入所述燃燒室內混合燃燒以生成SO2和水蒸氣。其中，所述催化氧化制酸單元包括反應器和制酸設備，所述反應器內設有催化劑床，在催化劑床內，所述燃燒爐產生的燃燒廢氣中的SO2和O2反應生成SO3,所述制酸設備內從下至上依次設置了兩級玻璃管冷凝器、風機、除霧器以及排煙裝置，所述制酸設備用于接收來自所述反應器的含有SO3和水蒸氣的廢氣，所述兩級玻璃管冷凝器用于將來自所述反應器的廢氣中的SO3與水冷凝結合成為硫酸，所述風機用于為所述制酸設備的廢氣冷卻提供冷卻空氣，所述除霧器用于去除所述制酸設備中的剩余酸霧，剩余氣體由所述排煙裝置排放。其中，所述硫酸冷卻和輸送單元包括硫酸儲罐、冷卻循環泵、硫酸冷卻器以及硫酸輸送泵，所述硫酸儲罐內儲存有冷酸，通過進液管道接收來自所述制酸設備的硫酸，與冷酸混合，并將混合后的硫酸通過出液管道輸送到所述酸洗塔，所述硫酸冷卻器用于將所述硫酸儲罐中的硫酸冷卻，所述冷卻循環泵為所述硫酸儲罐內的硫酸循環提供動力，所述硫酸輸送泵與所述酸洗塔之間設置流量調節裝置，所述流量調節裝置能夠調節從所述硫酸儲罐輸送到所述酸洗塔的硫酸物流的流量。其中，所述液硫供應單元包括液硫池、液硫泵和加熱器，所述液硫池用于儲存液硫，所述液硫泵用于向所述燃燒爐提供所述液硫，所述加熱器用于將固體硫磺熔融并保持在適當的溫度。其中，所述酸洗塔、母液槽、循環噴淋泵和冷卻器是一級構成或兩級以上的構成。其中，所述反應器和制酸設備是一級構成或兩級以上的構成。根據本發明的含氨酸性氣廢氣處理系統，由于對酸性氣預先采取硫酸洗滌脫除了酸性氣中的氨并生成硫酸銨，然后對剩余的酸性氣進行熱氧化和催化氧化制硫酸，并將制取的硫酸用于前端的氨洗滌。因此，本發明的廢氣處理系統對含氨酸性氣中的氨和硫化物全部進行了資源化的回收，處理后的尾氣滿足排放標準，且系統中沒有廢液排放。母液真空蒸發單元將硫酸銨溶液中溶解的硫化氫在真空蒸發過程中抽出，并與酸性氣一起進入燃燒爐焚燒然后制成硫酸，最大程度的控制了額外的廢氣排放；另外，還可設置液硫供應單元，當通過酸性氣制取的硫酸不足時，采用燃燒硫磺來補充，提高處理效率、使整個系統更加平衡。
圖1是表不本發明含氨酸性氣廢氣處理系統一實施例的不意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖對本發明進行詳細的說明。如圖1所示，本發明一實施例中，含氨酸性氣廢氣處理系統包括酸性氣酸洗除氨單元、脫氨酸性氣熱氧化單元、催化氧化制酸單元、母液真空蒸發單元、硫酸冷卻和輸送單元、以及液硫供應單元。酸性氣酸洗除氨單元包括酸洗塔1、母液槽2、循環噴淋泵3和冷卻器4。從外部來的酸性氣A中包含一定濃度的氨和硫化氫，從酸洗塔I的下部進氣口進入酸洗塔1，酸性氣A在酸洗塔I內上升，與從塔頂分布器D噴淋下來的硫酸溶液逆流接觸，酸性氣A中的氨與硫酸發生化學反應并生成硫酸銨，脫除了氨的酸性氣，簡稱脫氨酸性氣5從塔頂流出進入后續的脫氨酸性氣熱氧化單元處理。含硫酸銨的母液在重力作用下流入酸洗塔底部的母液槽2，循環噴淋泵3從母液槽2抽出母液返回到酸洗塔塔頂的分布器D，并通過循環管路上的冷卻器4對循環溶液進行冷卻，以取出硫酸稀釋過程中以及氨與硫酸反應過程中的熱量，維持母液的適當溫度。分布器D使循環母液在酸洗塔I內均勻分布，來自于硫酸冷卻和輸送單元的新鮮硫酸33，進入冷卻器4與分布器D之間的管線補充到酸性氣酸洗除氨單元。用于稀釋硫酸的水從母液槽2補充。圖1中，酸性氣酸洗除氨單元采用一級酸洗，即所述的酸洗塔1、母液槽2、循環噴淋泵3和冷卻器4是一級構成，但并不限于這些，可根據酸性氣A中的氨含量，采用二級以上酸洗。當采用兩級酸洗時，酸性氣A依次通過一級和二級酸洗塔，而補充的硫酸則首先進入二級酸洗塔，然后將部分二級酸洗塔的母液替代新鮮硫酸補充到一級酸洗塔。上述酸洗塔、母液槽、循環噴淋泵、冷卻器并沒有特別限定，可以采用本領域公知的同類設備。酸洗塔可以采用填料塔，也可以采用空噴塔，酸洗塔與母液槽可以制造成一體，也可以分開建造，對此并無特別限定。母液槽中的一部分母液進入母液真空蒸發單元。母液真空蒸發單元包括真空蒸發器7和真空泵8，母液在真空的作用下進入真空蒸發器7，真空蒸發器7是一個內部帶攪拌器并且外部帶蒸汽夾套的密閉容器，真空蒸發器7通過管線與真空泵8相連，真空泵8為真空蒸發器7提供必要的真空度，在攪拌器的攪拌、蒸汽加熱和真空泵8抽真空的共同作用下，母液中的一部分水和溶解在母液中的少量硫化氫從母液中蒸發出來，被真空泵8送到脫氨酸性氣熱氧化單元。在母液真空蒸發單元中，母液得到凈化和濃縮，根據需要以一定濃度從真空蒸發器7的底部排出，以液體硫酸銨產品銷售或者進一步結晶后以固體產品銷售。進入母液真空蒸發單元的母液流量由流量調節裝置6調節，排出真空蒸發器7的流量由流量調節裝置35調節，在本實施例中流量調節裝置6和35為調節閥。來自酸洗塔I塔頂的含有硫化氫和水的脫氨酸性氣5和來自真空蒸發器7的同樣含有硫化氫和水蒸汽的尾氣9進入脫氨酸性氣熱氧化單元。脫氨酸性氣熱氧化單元包括燃燒爐10。燃燒爐10包括進氣口及燃燒室，如圖1所示，來自酸洗塔I塔頂的脫氨酸性氣5、來自真空蒸發器7的尾氣9、來自催化氧化制酸單元的助燃空氣12及來自液硫供應單元的液硫14分別從四個進氣口進入燃燒室混合燃燒，進行如下反應生成SO2 H2S+3/202—S02+H20
其中，液硫供應單元包括液硫池36、液硫泵13和加熱器34，液硫池36用于儲存液硫，液硫泵13用于向燃燒爐10提供液硫14，加熱器34 —般采用蒸汽盤管，用低壓蒸氣加熱，使固體硫磺熔融，并將液硫池內液硫溫度保持在約130 150°C。上述液硫池、液硫泵和加熱器并沒有特別限定，可以采用本領域公知的同類設備。當通過酸性氣制取的硫酸量過少，不足以與進料酸性氣A中的氨完全反應時，液硫供應單元向燃燒爐10補充液硫14。液硫14在燃燒爐10進行如下反應生成SO2 S+02—SO2因此，從燃燒爐10的出氣口排出的尾氣11中的硫化物主要是SO2形態，并含有O2和水。尾氣11進入隨后的催化氧化制酸單元。對上述燃燒爐并沒有特殊的限定，可采用本領域公知的燃燒爐，可根據需要設置燃燒爐的進氣口數量。燃燒溫度大約800 1000°C，同時，燃燒爐應提供充分的停留時間，并且助燃空氣中的氧氣應該過量，以便能把硫及硫化物燃燒成SO2，把其它的可燃燒物，如碳氫化合物、氫和CO焚燒成CO2和水，并且能夠在后續的催化氧化制酸單元中將SO2全部氧化成SO3。催化氧化制酸單元包括反應器15和制酸設備20，反應器15本身為封閉結構。反應器15內從上至下依次設置了換熱器16、催化劑床17和冷卻器18，換熱器16用于將燃燒爐10產生的尾氣11的溫度調節到催化劑的最佳反應溫度，在催化劑床17的催化作用下，燃燒尾氣11中的SO2與氧反應生成SO3并釋放反應熱，冷卻器18將反應熱取出，將溫度冷卻到 260^280 0C o
對上述催化劑床中的催化劑并無特別限定，只要能將SO2催化氧化成SO3即可，例如可以選擇Pt或V2O5等，但優選蜂窩Pt涂層催化劑，Pt催化劑具有更低的起始反應溫度，其最佳反應溫度區間也比V2O5低，因此，對于從SO2到SO3的放熱反應，Pt催化劑的轉化率更高，蜂窩結構有利于提供更大的接觸表面以及較小的壓力損失。當使用Pt涂層催化劑時，反應器內的溫度控制在35(T400°C。對上述換熱器也無特殊限定，可以采用本領域公知的換熱器。從反應器15流出的含有SO3和水蒸氣的廢氣19隨后進入制酸設備20。制酸設備20內從下至上依次設置了分布裝置G、兩級玻璃管冷凝器21和22、風機23和24、除霧器25以及排煙裝置26。廢氣19從制酸設備20的下方通入，進入分布裝置G，以使氣體均勻分散，經冷凝器21和22冷卻后溫度降至80° C左右，廢氣19中的SO3與水結合冷凝成為硫酸27，廢氣19的冷卻介質是分別由風機23和24提供的空氣，硫酸27在玻璃管冷凝器21和22上冷凝下來，之后在重力作用下流出制酸設備20，以進入后續的硫酸冷卻和輸送單元。廢氣19中的剩余酸霧被靜電除霧器25去除，然后由排煙裝置26排放。風機23提供的空氣在冷卻反應器內的廢氣19的同時，自身溫度也預熱到約200°C，被預熱的空氣作為助燃空氣12進入燃燒爐10助燃，助燃空氣的預熱能夠提高熱量利用率。圖1中，反應器15內設置了一級換熱器16和一層催化劑床17，但并不限于這些，可根據燃燒尾氣11中二氧化硫的含量，設置多層換熱器和催化劑床。使燃燒尾氣11經過幾層催化劑床后，SO2到SO3的轉化率足夠高，經冷凝后從排煙裝置26排放的尾氣中SO2濃度能夠滿足排放標準。圖1中，催化氧化制酸單元是一級反應和冷凝，即所述的反應器15、制酸設備20是一級構成，但并不限于這些，可根據燃燒尾氣11中二氧化硫的含量，采用二級以上反應和冷凝。硫酸27流出制酸設備20后進入硫酸冷卻和輸送單元。硫酸冷卻和輸送單元包括硫酸儲罐28、硫酸循環泵29、硫酸冷卻器30以及硫酸輸送泵31。硫酸儲罐28內儲存有冷酸，通過進液管道接收來自制酸設備20的硫酸27，與冷酸混合，并將混合后的硫酸33通過出液管道輸送到酸洗塔I。具體流程為硫酸27的溫度約26(T280°C，進入硫酸儲罐28后，與罐中的冷酸混合。硫酸儲罐28中的硫酸經過硫酸循環泵29加壓，經過硫酸冷卻器30冷卻后，溫度被恒定控制在40° C以下。然后使用硫酸輸送泵31將混合后的硫酸33從硫酸儲罐28中輸送到酸洗塔1，輸送到酸洗塔I的硫酸33的流量由流量調節裝置32調節，在本實施例中流量調節裝置32為調節閥。上述硫酸儲罐、硫酸循環泵、硫酸冷卻器、硫酸輸送泵并沒有特別限定，可以采用本領域公知的同類設備。當然，上述實施例僅用于示例性說明，可對上述系統變形，例如，可省略硫酸冷卻和輸送單元、以及液硫供應單元，將催化氧化制酸單元產生的硫酸直接供給至酸性氣酸洗除氨單元進行脫氨，同樣能夠有效地處理酸性氣中的含氨和含硫化合物，使其全部得到資源化的回收利用。本發明的廢氣處理系統，由于對酸性氣預先采取硫酸洗滌脫除了酸性氣中的氨并生成硫酸銨，然后對剩余的酸性氣進行熱氧化和催化氧化制硫酸，并將制取的硫酸用于前端的氨洗滌，在硫酸銨溶液中溶解的硫化氫在真空蒸發過程中蒸發出來，并與酸性氣一起進入燃燒爐焚燒然后制成硫酸，沒有額外的廢氣排放，當通過酸性氣制取的硫酸不足時，采用燃燒硫磺來補充，因此，本發明的廢氣處理系統對含氨酸性氣中的氨和硫化物全部進行了資源化的回收，處理后的尾氣滿足排放標準，且系統中沒有廢液排放。下面，通過實施例，進一步詳細說明本發明一實施例的實施方式。該實施方式是按照下述步驟進行含氨酸性氣廢氣處理。a、原料酸性氣的組分和性質為H2S含量13. 27% (V)jCO2含量0. 53% (V)jNH3含量47. 1%(V)，H2O 含量 39. 1%(V)，溫度 80。。，壓力 60KPa ；b、由于酸性氣中的氨含量較高，酸性氣酸洗除氨單元采用兩級，酸性氣首先進入第一級酸洗塔，酸洗塔采用填料塔，內裝規整填料，酸性氣在酸洗塔內與從塔頂分布器噴淋下來的硫酸溶液逆流接觸，酸性氣中的氨與硫酸發生化學反應并生成硫酸銨，含硫酸銨的酸性溶液在重力作用下流入母液槽，循環噴淋泵從母液槽抽出母液返回到酸洗塔塔頂的分布器，并通過循環管路上的冷卻器對循環溶液進行冷卻，使母液的溫度維持在約50°C，冷卻器的冷卻介質為循環冷卻水。脫除了氨的酸性氣從第一級酸洗塔塔頂流出，進入第二級酸洗塔繼續處理。為了維持母液酸度為3 4%，將第二級母液槽內的母液補充到第一級母液槽。C、從第一級酸洗塔頂流出的酸性氣進入第二級酸洗塔，同樣在酸洗塔內與從塔頂分布器噴淋下來的硫酸溶液逆流接觸，酸性氣中的氨與硫酸發生化學反應并生成硫酸銨，脫除了氨的酸性氣從塔頂流出進入后續的脫氨酸性氣熱氧化單元處理，含硫酸銨的母液在重力作用下流入酸洗塔底部的母液槽，循環噴淋泵從母液槽抽出母液返回到酸洗塔塔頂的分布器，并通過循環管路上的冷卻器對循環溶液進行冷卻，母液的溫度約50°C，冷卻器的冷卻介質為循環冷卻水。來自于硫酸冷卻和輸送單元的新鮮硫酸進入冷卻器與分布器之間的管線補充到第二級酸洗塔。母液酸度約:T4%。從第二級母液槽排出的母液送到第一級母液槽。d、第一級母液槽中的一部分母液在真空的作用下、在流量調節閥的控制下，進入真空蒸發器，真空蒸發器內部帶攪拌器并且外部帶蒸汽夾套，真空蒸發器由真空泵抽真空，真空蒸發器內的溫度約70°C，真空度約90KPa，攪拌速度80轉/分，在攪拌、加熱和真空的共同作用下，母液中的一部分水和溶解在母液中的硫化氫被蒸發出來，并送到燃燒爐；濃縮后的溶液中硫酸銨濃度約6(T80% (W/V)，在流量調節閥的控制下，從真空蒸發器的底部排出，直接以液體硫酸銨產品銷售。e、從第二級酸洗塔來的脫氨酸性氣、來自真空蒸發器的含硫化氫尾氣、來自于液硫供應單元的液硫、以及在后續催化氧化制酸單元預熱到200°C左右的助燃空氣一起進入脫氨酸性氣熱氧化單元的燃燒爐，在燃燒爐內燃燒，燃燒溫度800 1000°C，酸性氣、真空蒸發器尾氣與液硫中的硫和硫化物被氧化成S02。燃燒爐的尾氣進入催化氧化制酸單元制取硫Ife。f、從燃燒爐流出的尾氣進入催化氧化制酸單元，為了達到較高的S02轉化率，催化氧化制酸單元也采用兩級，燃燒爐的尾氣首先進入第一級反應器，通過翅片換熱器使溫度降低到350 400°C，然后依次經過三層蜂窩Pt涂層催化劑床，將SO2轉化成SO3,并通過每層催化劑床層后設置的換熱器將反應熱取出，保持反應器內的反應溫度。g、燃燒爐的尾氣從第一級反應器流出，溫度控制在大約26(T280° C，隨后進入第一級冷凝器；經過玻璃管冷凝器后，廢氣冷卻到80°C，再經高壓靜電除霧器除去酸霧，然后進入第二級反應器。玻璃管冷凝器冷卻用的空氣由風機供給。在玻璃管冷凝器上冷凝下來的硫酸從冷凝器底部流出。h、尾氣進入第二級反應器后，首先通過換熱器加熱到350 400°C，然后在蜂窩Pt涂層催化劑床層上將剩余SO2繼續氧化成SO3,再用換熱器將溫度控制在大約26(T280° C，隨后進入第二級冷凝器；進行冷卻和除酸霧，硫酸從冷凝器底部流出，尾氣排放。在第二級反應器和第二級冷凝器中所用的催化劑、換熱器、冷凝器、風機、靜電除霧器等與第一級反應器和第一級冷凝器內的設備類型相同。1、從第一級冷凝器和第二級冷凝器流出的硫酸進入硫酸儲罐，與罐中的冷酸混合。硫酸儲罐中的硫酸經過硫酸循環泵加壓，經過硫酸冷卻器冷卻后，溫度被恒定控制在40° C以下。然后使用硫酸輸送泵將硫酸從硫酸儲罐輸送到第二級酸洗塔。j、將固體硫磺加入液硫池中，液硫池中設置蒸汽盤管加熱，用低壓蒸氣將固體硫磺加熱到130 150°C，使硫磺熔融，液硫用液硫泵輸送到燃燒爐，用于步驟e中。經檢測，通過上述系統處理后，從冷凝器中排出的硫酸濃度為95、7%，滿足國家標準GB/T534-2002，排放尾氣中SO2濃度為230mg/m3，NOx濃度為95mg/m3，滿足國家排放標準。雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離本發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節，而應在所附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為所附權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，包括順次連接的酸性氣酸洗除氨單元、 脫氨酸性氣熱氧化單元、及催化氧化制酸單元，所述含氨酸性氣廢氣處理系統還包括母液真空蒸發單元，其連接于所述酸性氣酸洗除氨單元與所述脫氨酸性氣熱氧化單元之間；所述酸性氣酸洗除氨單元用于接收含氨酸性氣，所述酸性氣酸洗除氨單元內的硫酸用于與含氨酸性氣接觸以脫氨，并生成硫酸銨溶液和含有硫化氫和水的脫氨酸性氣(5);所述母液真空蒸發單元用于接收及濃縮所述酸性氣酸洗除氨單元產生的硫酸銨溶液，并將溶解在硫酸銨溶液中的硫化氫抽出送到所述脫氨酸性氣熱氧化單元；所述脫氨酸性氣熱氧化單元用于接收所述脫氨酸性氣(5)以及來自于所述母液真空蒸發單元的含硫化氫的尾氣(9)，并對其進行熱氧化生成含SO2和水蒸氣的廢氣(11);所述催化氧化制酸單元用于接收所述廢氣(11 )，對其進行催化氧化生成SO3,并形成硫酸(27)，所述硫酸(27)被供給至所述酸性氣酸洗除氨單元，用于脫氨。
2.如權利要求1所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述含氨酸性氣廢氣處理系統還包括連接于所述脫氨酸性氣熱氧化單元的液硫供應單元，所述液硫供應單元用于為所述脫氨酸性氣熱氧化單元提供液硫；所述含氨酸性氣廢氣處理系統還包括連接于所述催化氧化制酸單元的硫酸冷卻和輸送單元，所述硫酸冷卻和輸送單元用于將所述催化氧化制酸單元產生的硫酸(27)冷卻并輸送到所述酸性氣酸洗除氨單元。
3.如權利要求2所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述酸性氣酸洗除氨單元包括酸洗塔(I)、母液槽(2)、循環噴淋泵(3)和冷卻器(4)，所述酸洗塔(I)用硫酸將進料酸性氣(A)中的氨洗滌下來，并轉化成硫酸銨，所述母液槽(2)用于收集從所述酸洗塔(I)的塔頂流下來的硫酸和硫酸銨混合溶液，所述循環噴淋泵(3)用于將所述母液槽(2)內的混合溶液循環到所述酸洗塔(I)頂部的分布器(D)，所述冷卻器(4)用于冷卻循環溶液， 取出濃硫酸稀釋過程中以及硫酸與氨反應過程中的熱量。
4.如權利要求2所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述母液真空蒸發單元包括真空蒸發器(7 )和真空泵(8 )，所述真空蒸發器(7 )用于接收來自所述母液槽(2 )的硫酸銨母液，所述真空蒸發器(7)內設置攪拌器，外層設置蒸汽夾套，使用低壓蒸汽對硫酸銨母液進行蒸發濃縮，所述真空泵(8)用于為所述真空蒸發器(7)提供所需要的真空度， 并將溶解在硫酸銨溶液中的硫化氫抽出送到所述脫氨酸性氣熱氧化單元；所述真空蒸發器 (7 )與所述母液槽(2 )之間設置連接管線及流量調節裝置(6 )，所述流量調節裝置(6 )能夠調節進入所述真空蒸發器(7)的硫酸銨母液的流量，所述真空蒸發器(7)的底部設置流量調節裝置(35 )，所述流量調節裝置(35 )能夠調節排出真空蒸發器(7 )的硫酸銨濃縮液的流量。
5.如權利要求4所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述脫氨酸性氣熱氧化單元包括燃燒爐(10)，所述燃燒爐(10)包括進氣口及燃燒室，所述脫氨酸性氣(5)、來自所述真空蒸發器(7)的尾氣(9)、所述液硫(14)及助燃空氣(12)分別從四個進氣口進入所述燃燒室內混合燃燒以生成SO2和水蒸氣。
6.如權利要求5所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述催化氧化制酸單元包括反應器(15 )和制酸設備(20 )，所述反應器(15 )內設有催化劑床(17 )，在所述催化劑床(17)內，所述燃燒爐(10)產生的燃燒廢氣(11)中的SO2和O2反應轉化成SO3,所述制酸設備(20)內從下至上依次設置了兩級玻璃管冷凝器(21、22)、風機(23、24)、除霧器(25)以及排煙裝置(26)，所述制酸設備(20)用于接收來自所述反應器(15)的含有SO3和水蒸氣的廢氣(19)，所述兩級玻璃管冷凝器(21、22)用于將來自所述反應器(15)的廢氣(19)中的SO3與水冷凝并結合成為硫酸(27)，所述風機(23、24)用于為所述制酸設備(20)的廢氣(19)進行冷卻提供冷卻空氣，所述除霧器(25)用于去除所述制酸設備(20)中的剩余酸霧， 剩余氣體由所述排煙裝置(26)排放。
7.如權利要求6所述的酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述硫酸冷卻和輸送單元包括硫酸儲罐(28)、冷卻循環泵(29)、硫酸冷卻器(30)以及硫酸輸送泵(31)，所述硫酸儲罐(28)內儲存有冷酸，通過進液管道接收來自所述制酸設備(20)的硫酸(27)，與冷酸混合，并將混合后的硫酸(33)通過出液管道輸送到所述酸洗塔(1)，所述硫酸冷卻器(30)用于將所述硫酸儲罐(28)中的硫酸(27)冷卻，所述冷卻循環泵(29)為所述硫酸儲罐(28) 內的硫酸循環提供動力，所述硫酸輸送泵(31)與所述酸洗塔(I)之間設置流量調節裝置 (32),所述流量調節裝置(32)能夠調節從所述硫酸儲罐(28)輸送到所述酸洗塔(I)的硫酸物流(33)的流量。
8.如權利要求5所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其特征在于，所述液硫供應單元包括液硫池(36 )、液硫泵(13 )和加熱器(34 )，所述液硫池(36 )用于儲存液硫(14 )，所述液硫泵(13)用于向所述燃燒爐(10)提供所述液硫(14)，所述加熱器(34)用于將固體硫磺熔融并保持在適當的溫度。
9.如權利要求2所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其中，所述酸洗塔(I)、母液槽(2)、 循環噴淋泵(3)和冷卻器(4)是一級構成或兩級以上的構成。
10.如權利要求6所述的含氨酸性氣廢氣處理系統，其中，所述反應器(15)和制酸設備(20)是一級構成或兩級以上的構成。
全文摘要
本發明提供一種含氨酸性氣廢氣處理系統，其包括酸性氣酸洗除氨單元、脫氨酸性氣熱氧化單元及催化氧化制酸單元，含氨酸性氣廢氣處理系統還包括母液真空蒸發單元；酸性氣酸洗除氨單元內的硫酸用于與含氨酸性氣接觸以脫氨，并生成硫酸銨溶液和含有硫化氫和水的脫氨酸性氣；母液真空蒸發單元用于接收及濃縮酸性氣酸洗除氨單元產生的硫酸銨溶液，并將溶解在硫酸銨溶液中的硫化氫抽出送到脫氨酸性氣熱氧化單元；脫氨酸性氣熱氧化單元用于接收脫氨酸性氣、以及來自于母液真空蒸發單元的含硫化氫尾氣，并對其進行熱氧化生成含SO2和水蒸氣的廢氣；催化氧化制酸單元用于接收廢氣，對其進行催化氧化形成SO3，并形成硫酸，硫酸被供給至酸性氣酸洗除氨單元。
文檔編號F23G7/06GK103041679SQ20131001458
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者胡驚雷 申請人:美景(北京)環保科技有限公司