專利名稱：利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置及脫硫方法
技術領域：
本發明涉及的是一種煙氣脫硫技術領域的裝置及方法，具體是一種利用氨水及腐 植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置及脫硫方法。
背景技術：
目前的煙氣脫硫技術主要有石灰石法、雙堿法及氨吸收法等。石灰石法的主要缺 點在于結垢和堵塞問題嚴重。而雙堿法是克服石灰石法容易結垢和堵塞問題而發展起來 的，它用堿金屬鹽類的水溶液吸收SO2，然后將吸收SO2后的溶液再生后循環利用。雙堿法雖 然克服了結垢和堵塞問題，但是脫硫產物難以再利用。氨吸收法主要有濕式和半干式兩種， 它們都是僅采用氨作為脫硫劑，除去煙氣中的SO2,同時回收生產硫酸、硫酸銨、亞硫酸銨等 產品，從而實現了硫資源的回收再利用，屬于綠色潔凈技術。但是對于濕式氨吸收法脫硫技術存在以下缺陷脫硫塔在酸性條件下運行，設備 腐蝕大，回收產物蒸汽能源消耗大等；而對于半干式氨吸收法脫硫技術也存在以下缺點 部分副產物處理困難，氨耗量大且氨逃逸嚴重，容易造成二次污染。經過對現有技術的檢索發現，公開號CN101422697A的文獻是采用設置除霧器捕 集余氨，但是未能全面解決氨逃逸的問題，而本發明可以全部有效的脫除煙氣中的余氨并 且副產高效優質復合肥料。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣 脫硫裝置及脫硫方法，能有效減少氨逃逸，且產物回收作為高效優質復合肥料，整個系統運 行穩定可靠，能量消耗少，脫硫效率高。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及一種利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，包括脫硫裝置、氧化 裝置、換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，其中氧化裝置與脫硫裝置的輸出端相連， 氧化裝置的輸出端依次串聯換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，將脫硫后溶液經分 離干燥后得到的固體顆粒輸出至余氨吸附裝置，上述脫硫裝置、氧化裝置、換熱裝置、分離 干燥裝置和余氨吸附裝置之間的連接管路中設有泵及風機作為流體輸送。所述的脫硫裝置包括脫硫塔和緩沖罐，其中脫硫塔的輸出端與緩沖罐相連。所述的氧化裝置包括氧化罐和高效曝氣器，其中高效曝氣器置于氧化罐的內 部中心，氧化罐與脫硫裝置中的緩沖罐采用管道相串連。所述的換熱裝置采用間壁式熱管換熱器，該間壁式熱管換熱器采用熱管作為傳熱 元件，高溫煙氣與脫硫后溶液分別流經熱管的蒸發段和冷凝段；所述的分離干燥裝置包括旋液分離器和蒸汽干燥器，其中旋液分離器的輸入 端與壁式熱管換熱器的冷凝段用管道相串連，旋液分離器的輸出端與蒸汽干燥器相連。所述的余氨吸附裝置采用固定式填充床反應器，該固定式填充床反應器的形狀為圓柱形，采用塔板支撐，填料為脫硫后溶液經分離干燥后得到的固體顆粒。本發明涉及上述煙氣脫硫裝置的脫硫方法，包括以下步驟步驟1、將配制好的氨水與腐植酸鹽溶液從脫硫塔上部分別用噴嘴噴入塔內；所述的氨水的濃度為質量濃度為5% 10% ；所述的腐植酸鹽溶液的濃度為質量濃度為3% 5% ；步驟2、用引風機將高溫煙氣從鍋爐經除塵器除塵后送入熱管換熱器換熱降溫至 80°C后進入脫硫塔，利用噴入的氨水與腐植酸鹽溶液在脫硫塔內脫硫，生成腐植酸和亞硫 酸銨；步驟3、初次脫硫后的溶液從脫硫塔下部收集到緩沖池中，經泵輸入脫硫塔中循環 使用，直至PH值為3-4;步驟4、將生成腐植酸和亞硫酸銨溶液輸入氧化罐，經高效曝氣器將亞硫酸銨充分 氧化后，利用泵經熱管換熱器加熱升溫濃縮后，已達到飽和狀態，通過高壓溶液泵輸入旋液 分離器進行液固分離，然后送入干燥器進行干燥；步驟5、將干燥器蒸發干燥后的產物置入吸附塔作為余氨吸附劑；步驟6、脫硫后含有部分剩余氨氣的煙氣從吸附塔下部通入，經吸附劑吸附后，潔 凈氣體從上部排出。步驟7、余氨吸附劑吸附飽和后，從吸附塔下部出料，即得銨復合肥料。與現有技術相比，本發明效果包括1、本技術工藝脫硫效率達到98%以上，氨的逃逸接近于零，而且脫硝效率達到 50%以上，沒有任何廢水排放，還能生產銨復合肥料，具有可觀的經濟價值。2、本技術耗用的蒸汽少，由于使用了煙氣余熱濃縮脫硫生成液，所以耗用蒸汽是 普通氨法脫硫技術耗用蒸汽量的10%左右，綜合運行成本很低，符合國家提倡的節能減排 和可持續發展的要求。因此，本發明彌補了現有的氨吸收法脫硫技術的氨耗量大、容易造成氨逃逸對環 境造成二次污染以及回收硫酸銨化肥成本高的不足，提供了一種利用氨水-腐植酸鹽溶液 脫硫并副產銨復合肥料的先進煙氣處理工藝技術。
圖1為本發明結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。如圖1所示，以下實施例所涉及的脫硫系統裝置包括脫硫裝置1、氧化裝置2、換 熱裝置3、分離干燥裝置4和余氨吸附裝置5，其中氧化裝置2與脫硫裝置1的輸出端相連， 氧化裝置2的輸出端依次串聯換熱裝置3、分離干燥裝置4和余氨吸附裝置5，將脫硫后溶 液經分離干燥后得到的固體顆粒輸出至余氨吸附裝置5，上述脫硫裝置1、氧化裝置2、換熱 裝置3、分離干燥裝置4和余氨吸附裝置5之間的連接管路中設有泵及風機作為流體輸送。
所述的脫硫裝置1包括脫硫塔6和緩沖罐7，其中脫硫塔位于緩沖罐之前，采用 管道連接；所述的氧化裝置2包括氧化罐8和高效曝氣器9，其中高效曝氣器置于氧化罐 內中心部位；氧化罐與脫硫裝置中的緩沖罐采用管道相串連；所述的換熱裝置3采用間壁式熱管換熱器10，該間壁式熱管換熱器采用熱管作為 傳熱元件，高溫煙氣與脫硫后溶液分別流經熱管的蒸發段和冷凝段；所述的分離干燥裝置4包括旋液分離器11和蒸汽干燥器12，其中旋液分離器 前與壁式熱管換熱器的冷凝段用管道相串連；后接蒸汽干燥器。所述的余氨吸附裝置5采用固定式填充床反應器13，該固定式填充床反應器的形 狀為圓柱形，采用塔板支撐，填料為脫硫后溶液經分離干燥后得到的固體顆粒。實施例1 煙氣組成78%的隊、18% C02、IOOOppm的SO2及水蒸氣。煙氣流量IONm3Aiin ；氨 水流量100ml/min ；氨水濃度5% ；腐植酸鹽溶液流量1500ml/min ；腐植酸鹽溶液濃度
3 % ο結果 實施例2煙氣組成78%的隊、18% C02、1500ppm的SO2及水蒸氣。煙氣流量10Nm7min ；氨 水流量150ml/min ；氨水濃度5% ；腐植酸鹽溶液流量1500ml/min ；腐植酸鹽溶液濃度
3 % ο結果 實施例3煙氣組成78%的N2、18% C02、2000ppm的SO2及水蒸氣。煙氣流量10Nm7min ；氨 水流量150ml/min ；氨水濃度8% ；腐植酸鹽溶液流量1500ml/min ；腐植酸鹽溶液濃度4%。結果 實施例4
煙氣組成78%的N2、18% C02、2000ppm的SO2及水蒸氣。煙氣流量10Nm7min ；氨 水流量100ml/min ；氨水濃度10% ；腐植酸鹽溶液流量1500ml/min ；腐植酸鹽溶液濃度4%。結果 實施例5煙氣組成78%的N2、18% C02、2000ppm的SO2及水蒸氣。煙氣流量10Nm7min ；氨 水流量150ml/min ；氨水濃度10% ；腐植酸鹽溶液流量2000ml/min ；腐植酸鹽溶液濃度5%。結果
權利要求
一種利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，包括脫硫裝置、氧化裝置、換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，其特征在于氧化裝置與脫硫裝置的輸出端相連，氧化裝置的輸出端依次串聯換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，將脫硫后溶液經分離干燥后得到的固體顆粒輸出至余氨吸附裝置，上述脫硫裝置、氧化裝置、換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置之間的連接管路中設有泵及風機作為流體輸送。
2.根據權利要求1所述的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，其特征是，所述 的脫硫裝置包括脫硫塔和緩沖罐，其中脫硫塔的輸出端與緩沖罐相連。
3.根據權利要求1所述的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，其特征是，所述 的氧化裝置包括氧化罐和高效曝氣器，其中高效曝氣器置于氧化罐的內部中心，氧化罐 與脫硫裝置中的緩沖罐采用管道相串連。
4.根據權利要求1所述的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，其特征是，所述 的換熱裝置采用間壁式熱管換熱器，該間壁式熱管換熱器采用熱管作為傳熱元件，高溫煙 氣與脫硫后溶液分別流經熱管的蒸發段和冷凝段。
5.根據權利要求1所述的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，其特征是，所述 的分離干燥裝置包括旋液分離器和蒸汽干燥器，其中旋液分離器的輸入端與壁式熱管 換熱器的冷凝段用管道相串連，旋液分離器的輸出端與蒸汽干燥器相連。
6.根據權利要求1所述的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置，其特征是，所述 的余氨吸附裝置采用固定式填充床反應器，該固定式填充床反應器的形狀為圓柱形，采用 塔板支撐，填料為脫硫后溶液經分離干燥后得到的固體顆粒。
7.一種根據上述任一權利要求所述裝置的脫硫方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、將配制好的氨水與腐植酸鹽溶液從脫硫塔上部分別用噴嘴噴入塔內；步驟2、用引風機將高溫煙氣從鍋爐經除塵器除塵后送入熱管換熱器換熱降溫至80°C 后進入脫硫塔，利用噴入的氨水與腐植酸鹽溶液在脫硫塔內脫硫，生成腐植酸和亞硫酸 銨；步驟3、初次脫硫后的溶液從脫硫塔下部收集到緩沖池中，經泵輸入脫硫塔中循環使 用，直至PH值為3-4；步驟4、將生成腐植酸和亞硫酸銨溶液輸入氧化罐，經高效曝氣器將亞硫酸銨充分氧化 后，利用泵經熱管換熱器加熱升溫濃縮后，已達到飽和狀態，通過高壓溶液泵輸入旋液分離 器進行液固分離，然后送入干燥器進行干燥；步驟5、將干燥器蒸發干燥后的產物置入吸附塔作為余氨吸附劑；步驟6、脫硫后含有部分剩余氨氣的煙氣從吸附塔下部通入，經吸附劑吸附后，潔凈氣 體從上部排出；步驟7、余氨吸附劑吸附飽和后，從吸附塔下部出料，即得銨復合肥料。
8.根據權利要求7所述的脫硫方法，其特征是，步驟1中所述的氨水的濃度為質量濃度 為5% 10% ；所述的腐植酸鹽溶液的濃度為質量濃度為3% 5%。
全文摘要
一種煙氣脫硫技術領域的利用氨水及腐植酸鹽溶液的煙氣脫硫裝置及脫硫方法，包括脫硫裝置、氧化裝置、換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，其中氧化裝置與脫硫裝置的輸出端相連，氧化裝置的輸出端依次串聯換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置，將脫硫后溶液經分離干燥后得到的固體顆粒輸出至余氨吸附裝置，上述脫硫裝置、氧化裝置、換熱裝置、分離干燥裝置和余氨吸附裝置之間的連接管路中設有泵及風機作為流體輸送。本發明能有效減少氨逃逸，且產物回收作為高效優質復合肥料，整個系統運行穩定可靠，能量消耗少，脫硫效率高。
文檔編號B01D53/50GK101920158SQ20101027058
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者胡國新, 趙宇 申請人:上海交通大學