專利名稱：雙塔式氨法脫硫工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙氣脫硫方法，尤其是一種降低氨法脫硫凈煙氣中二氧化硫氣溶 膠、提高硫酸銨回收率的方法，具體地說是一種雙塔式氨法脫硫工藝。
背景技術：
目前，煙氣尤其是燃煤鍋爐煙氣是大氣污染最主要的根源之一，已成為環境治理 的重要對象。2005年，我國SO2年排放量2549萬噸，大大超出了環境自凈能力，排放總量 超過了美國和歐洲躍居世界首位。SO2本應是一項具有巨大價值的硫資源，卻成為環境危害 巨大的污染源。在現有的煙氣脫硫凈化技術中，氨法脫硫可在脫硫的同時副產硫酸、二氧化 硫、硫酸銨、亞硫酸銨等產品，實現了硫資源的回收利用，不產生二次污染，屬于綠色清潔的 脫硫技術。然而，現有的氨法脫硫技術暴露了硫酸銨產品的回收率低、SO2氣溶膠難以消除 等問題。這些技術瓶頸使氨法脫硫技術的推廣遇到較大障礙。
發明內容
本發明的目的是針對現有的煙氣脫硫方法存在的回收率低，煙氣中氣溶膠無法去 除的問題，發明一種回收率高，排放煙氣中氣溶膠含量低的雙塔式氨法脫硫工藝。本發明的技術方案是
一種雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是包括以下步驟
首先，使高溫煙氣從預洗塔的頂部進入預洗塔中；同時在預洗塔的頂部向進入的高溫 煙氣噴灑硫酸銨溶液，使煙氣溫度從110 - 160°C降至50-75°C ；噴淋液采用濃度為10 — 20%(m/m，質量百分比，下同)的硫酸銨溶液，噴淋液與高溫煙氣的體積比例為0. 3 0. 6 1 (噴淋液的流量單位每小時升L/h，煙氣的流量單位為每小時立方米m3/h，下同)，高溫煙氣 與噴淋液反應后得到濃度為30 - 40%(m/m)的硫酸銨吸收漿液，吸收漿液落入預洗塔下部 的漿池中供后續處理設備使用；
其次，使經過硫酸銨溶液洗滌降溫后的煙氣通過連通預洗塔和脫硫塔的管道進入脫硫 塔中，在脫硫塔中、煙氣進口的上方至少設置一層吸收噴淋層，使用濃度為5 - 20%(m/m) 的硫酸銨噴淋液進行噴淋，噴淋液與煙氣的體積比為1. 5 3 :1 ；同時在脫硫塔中、煙氣進 口的下方設置脫硫塔漿池，脫硫塔漿池內設有氧化空氣分布器、脈沖懸浮系統或氧化空氣 噴槍、側進式攪拌器，氧化空氣通過氧化空氣分布器或氧化空氣噴槍與塔體漿池內部連通， 確保吸收過程中產生的亞硫酸銨氧化為硫酸銨，控制脫硫塔漿池中的硫酸銨濃度在10 -25%(m/m)，當濃度達到一定值(具體濃度視煙氣的溫度及二氧化硫濃度而定)時，將吸收液 輸送到預洗滌塔進行濃縮；
第三，在脫硫塔的頂部設置除霧層，在除霧層和吸收噴淋層之間設置水洗層，除霧層至 少由一個除霧器組成，水洗層由水洗噴淋層和積液盤組成，積液盤位于吸收噴淋層的上部， 積液盤上設有供吸收噴淋層噴淋吸收后的凈煙氣通過的升氣冒或孔眼，煙氣從升氣冒兩側 的孔或積液盤上的孔眼噴出，穿過積液盤上的由水洗噴淋層噴出的清水形成的密封水層后進入除霧層，密封水層的水對凈煙氣中的亞硫酸銨氣溶膠進行洗滌，同時對凈煙氣中的硫 酸銨溶液進行置換，以減少凈化后煙氣中的氣溶膠，提高硫酸銨的回收率，而密封水層的水 則通過積液盤下部的出料口進入脫硫塔外的水洗貯罐中，作為吸收系統的工藝補充水使用。最后，將經過除霧層除霧后的溫度為40-50 V的凈煙氣排出脫硫塔外。在所述的除霧器的下部和/或上部設有對其進行沖洗的沖洗噴頭。所述的水洗貯罐與水洗噴淋層之間安裝有使它們相互連通洗滌循環水泵和水管。所述的吸收噴淋層和脫硫塔漿池之間安裝有使它們連通的脫硫循環泵，脫硫循 環泵將脫硫塔漿池中的漿液送入吸收噴淋層中以使噴淋液中的硫酸銨的濃度維持在5 -20%(m/m)之間。所述的預洗塔下部的漿池與預洗塔頂部的噴淋層之間安裝有使它們連通的洗滌 循環泵，洗滌循環泵將預洗塔漿池中的漿液送入頂部的噴淋層中以使噴淋液中的硫酸銨的 濃度維持在30 - 40%(m/m)之間。所述的脫硫塔漿池與脫硫輸送泵的輸入端相連，脫硫輸送泵的輸出端通過管道與 預洗塔漿池相連，預洗塔漿池通過取出液泵與后續硫酸銨處理設備相連。為了降低脫硫塔的煙氣壓降，以節省運行電耗，脫硫塔采用空塔結構，并根據需要 控制積液盤上的孔眼尺寸，保證脫硫塔的總壓降在1200Pa以下。在脫硫塔內設一層開孔率在30 - 50%(m/m)的氣體分布板。本發明的有益效果
本發明的方法操作簡便、凈化后煙氣中的氣溶膠少、硫酸銨產品的回收率高。硫酸銨產 品的回收率可達到98%(m/m)以上，凈化后煙氣中的氣溶膠的含量低于8mg/Nm3。
圖1是本發明的脫硫裝置原理圖。圖2是本發明的積液盤的結構示意圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是圖3的局部剖視結構示意圖。圖中T101為預洗滌塔、Τ102為脫硫塔；V101、V102為預洗滌塔及脫硫塔下部的循 環漿池；V103為洗滌循環漿水池即水洗貯罐；XlOl為積液盤；X102為除霧器；X103為水洗 段噴淋層；X104為吸收噴淋層；PlOl為洗滌循環泵；P102為取出液泵；P103為脫硫循環泵； P104為脫硫輸送泵；P104為洗滌循環水泵；
圖2-4中1為螺栓組合，2為異徑管，3為主管接管，4為法蘭，5為彎頭，6為螺栓組合， 7為底板，8為法蘭，9為氣帽組合。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖1-4所示。一種雙塔式氨法脫硫工藝，它包括以下步驟
首先，使高溫煙氣從預洗塔T-101的頂部進入預洗塔中；同時在預洗塔的頂部向進入的高溫煙氣噴灑噴淋液，使煙氣溫度從110 — 160°C降至50-75°C ；噴淋液采用濃度(m/m)為 10 - 20%(m/m)的硫酸銨溶液，噴淋液與高溫煙氣的體積比例為0. 3 0. 6 :1 (噴淋液的流 量單位L/h，煙氣的流量單位為m3/h)，高溫煙氣與噴淋液反應后得到濃度(質量百分比)為 30 - 40%(m/m)的硫酸銨吸收漿液，吸收漿液落入預洗塔下部的漿池V-101中供后續處理設 備使用；
其次，使經過噴淋液沖洗降溫后的煙氣通過連通預洗塔T-101和脫硫塔T-102的管道 進入脫硫塔中，在脫硫塔中、煙氣進口的上方至少設置一層吸收噴淋層(圖1中共有三層， 分別為X_104A、X-104B、X-104C)，再次使用濃度(質量百分比)為5 — 20%(m/m)的硫酸銨噴 淋液進行噴淋，噴淋液與煙氣的體積比為1. 5 3 :1 (噴淋液的流量單位L/h，煙氣的流量 單位為m3/h);同時在脫硫塔中、煙氣進口的下方設置脫硫塔漿池V-102，脫硫塔漿池內設有 氧化空氣分布器(為常規處理設備，可自制或直接從市場采購)、脈沖懸浮系統(為常規處理 設備，可自制或直接從市場采購)或氧化空氣噴槍(為常規處理設備，可自制或直接從市場 采購)、側進式攪拌器(為常規處理設備，可自制或直接從市場采購)，氧化空氣通過氧化空 氣分布器或氧化空氣噴槍與塔體漿池內部連通，確保吸收過程中產生的亞硫酸銨氧化為硫 酸銨，控制脫硫塔漿池中的硫酸銨濃度(質量百分比)在10 — 25%(m/m)，當濃度達到一定 值時(具體濃度視煙氣的溫度及二氧化硫濃度而定)，通過轉料泵將吸收液輸送到預洗滌塔 濃縮；
第三，在脫硫塔的頂部設置除霧層，在除霧層和吸收噴淋層之間設置水洗層，除霧層至 少由一個除霧器(圖1中采用了雙層除霧器X-102A、X-102B)組成，水洗層由水洗噴淋層 X-103和積液盤X-101 (如圖2、3、4所示)組成，積液盤位于吸收噴淋層的上部，積液盤上 設有供吸收噴淋層噴淋吸收后的凈煙氣通過的升氣冒或孔眼，煙氣從升氣冒兩側的孔或積 液盤上的孔眼噴出，穿過積液盤上的由水洗噴淋層噴出的清水形成的密封水層后進入除霧 層，密封水層的水對凈煙氣中的亞硫酸銨氣溶膠進行洗滌，同時對凈煙氣中的硫酸銨溶液 進行置換，以減少凈化后煙氣中的氣溶膠，提高硫酸銨的回收率，而密封水層的水則通過積 液盤下部的出料口進入脫硫塔外的水洗貯罐V-103中，通過洗滌循環水泵P-105循環吸收， 水洗貯罐中的洗滌水作為吸收系統的工藝補充水使用。如圖1所示。最后，將經過除霧層除霧后的溫度為40-55 °C的凈煙氣排出脫硫塔外。具體實施時還可通過增加以下技術措施來進一步提高脫硫效果，提高回收率，降 低水溶膠含量節約能源，降低資源的消耗量
1、在所述的除霧器的下部和/或上部設有對其進行沖洗的沖洗水，沖洗水可來自于工 藝水系統。2、在所述的水洗貯罐V-103與水洗噴淋層X-103之間安裝有使它們相互連通的洗 滌循環水泵P-105和水管。3、所述的吸收噴淋層X-104和脫硫塔漿池V-102之間安裝有使它們連通的脫硫循 環泵P-103，脫硫循環泵P-103將脫硫塔漿池中的漿液送入吸收噴淋層中以使噴淋液中的 硫酸銨的濃度(質量百分比)維持在5 - 20%(m/m)之間。4、在所述的預洗塔下部的漿池V-102與預洗塔頂部的噴淋層之間安裝有使它們 連通的洗滌循環泵P-101，洗滌循環泵將預洗塔漿池中的漿液送入頂部的噴淋層中以使噴 淋液中的硫酸銨的濃度(質量百分比)維持在10 - 20%(m/m)之間。
5、使所述的脫硫塔漿池V-102與脫硫輸送泵P-104的輸入端相連，脫硫輸送泵的 輸出端通過管道與預洗塔漿池V-101相連，預洗塔漿池V-101通過取出液泵P-102與后續 硫酸銨處理設備相連。6、為了降低脫硫塔的煙氣壓降，以節省運行電耗，脫硫塔采用空塔結構，并根據需 要控制積液盤上的孔眼尺寸，保證脫硫塔的總壓降在1200Pa以下。7、在脫硫塔內設一層開孔率在30 - 50%(m/m)的氣體分布板。一種雙塔式氨法脫硫工藝，步 驟如下
首先，使高溫煙氣從預洗塔的頂部進入預洗塔中；同時在預洗塔的頂部向進入的高溫 煙氣噴灑噴淋液，使煙氣溫度降至50-75°C ；噴淋液采用濃度為10 - 20%(m/m)的硫酸銨溶 液，噴淋液與高溫煙氣的體積比例為0. 3 0. 6 :1 (噴淋液的流量單位L/h，煙氣的流量單 位為m3/h)，高溫煙氣與噴淋液反應后得到濃度為30 - 40%(m/m)的硫酸銨吸收漿液，吸收 漿液落入預洗塔下部的漿池中供后續處理設備使用；
其次，使經過噴淋液沖洗降溫后的煙氣通過連通預洗塔和脫硫塔的管道進入脫硫塔 中，在脫硫塔中、煙氣進口的上方至少設置一層吸收噴淋層，再次使用濃度為5 - 20%(m/m) 的硫酸銨噴淋液進行噴淋，噴淋液與煙氣的體積比為1. 5 3 :1 ；同時在脫硫塔中、煙氣進 口的下方設置脫硫塔漿池，脫硫塔漿池內設有氧化空氣分布器、脈沖懸浮系統或氧化空氣 噴槍、側進式攪拌器，氧化空氣通過氧化空氣分布器或氧化空氣噴槍與塔體漿池內部連通， 確保吸收過程中產生的亞硫酸銨氧化為硫酸銨，控制脫硫塔漿池中的硫酸銨濃度(質量百 分比)在10 - 25%(m/m)，當濃度達到一定值時(具體濃度視煙氣的溫度及二氧化硫濃度而 定)，通過轉料泵將吸收液輸送到預洗滌塔濃縮；
第三，在脫硫塔的頂部設置除霧層，在除霧層和吸收噴淋層之間設置水洗層，除霧層至 少由一個除霧器組成，水洗層由水洗噴淋層和積液盤組成，積液盤位于吸收噴淋層的上部， 積液盤上設有供吸收噴淋層噴淋吸收后的凈煙氣通過的升氣冒或孔眼，煙氣從升氣冒兩側 的孔或積液盤上的孔眼噴出，穿過積液盤上的由水洗噴淋層噴出的清水形成的密封水層后 進入除霧層，密封水層的水對凈煙氣中的亞硫酸銨氣溶膠進行洗滌，同時對凈煙氣中的硫 酸銨溶液進行置換，以減少凈化后煙氣中的氣溶膠，提高硫酸銨的回收率，而密封水層的水 則通過積液盤下部的出料口進入脫硫塔外的水洗貯罐中，通過水泵循環吸收，水洗貯罐中 的洗滌水作為吸收系統的工藝補充水使用。最后，將經過除霧層除霧后的溫度為40-55 °C的凈煙氣排出脫硫塔外。在所述的除霧器的下部和/或上部設有對其進行沖洗的沖洗水。所述的水洗貯罐與水洗噴淋層之間安裝有使它們相互連通的洗滌循環水泵和水管。所述的吸收噴淋層和脫硫塔漿池之間安裝有使它們連通的脫硫循環泵，脫硫循 環泵將脫硫塔漿池中的漿液送入吸收噴淋層中以使噴淋液中的硫酸銨的濃度維持在5 -20%(m/m)之間。所述的預洗塔下部的漿池與預洗塔頂部的噴淋層之間安裝有使它們連通的洗滌 循環泵，洗滌循環泵將預洗塔漿池中的漿液送入頂部的噴淋層中以使噴淋液中的硫酸銨的 濃度維持在10 - 20%(m/m)之間。所述的脫硫塔漿池與脫硫輸送泵的輸入端相連，脫硫輸送泵的輸出端通過管道與預洗塔漿池相連，預洗塔漿池通過取出液泵與后續硫酸銨處理設備相連。為了降低脫硫塔的煙氣壓降，以節省運行電耗，脫硫塔采用空塔結構，并根據需要 控制積液盤上的孔眼尺寸，保證脫硫塔的總壓降在1200Pa以下。在脫硫塔內設一層開孔率在30 - 50%(m/m)的氣體分布板。本發明的關鍵是煙氣的脫硫過程是在由預洗滌塔與脫硫塔組合的雙塔中進行， 雙塔之間連通，連通位置在兩個塔的漿池上部，噴淋層的下部，由于預洗滌塔與脫硫塔的漿 液保持一定的濃度梯度，操作及運行穩定，同時減少了漿液對脫硫塔及其塔內件的磨損，延 長了設備的使用壽命。預洗滌塔集除塵、降溫、濃縮的功能于一起， 脫硫塔下部為氧化段、中 部為主吸收段、上部為水洗、除霧段。預洗滌塔與脫硫塔均設置有噴淋裝置，其脫硫工藝流 程及參數如下
a.預洗滌塔高溫煙氣由預洗滌塔上部進入，按照0.3 :1 0. 6 1的液氣比，用濃度 為10 — 20%(m/m)的硫酸銨溶液進行噴淋，使煙氣溫度降至50_75°C，同時硫酸銨溶液的濃 度提高到30 - 40%(m/m)；
b.主吸收段高溫煙氣經除塵降溫后通過連通煙道進入脫硫塔，按照1.5 :1 3 :1的 液氣比，用濃度為5 - 20%(m/m)的硫酸銨溶液進行噴淋，根據原煙氣中二氧化硫濃度的不 同，噴淋層數量2 — 3層不等；
c.氧化段由噴淋層落下的吸收漿液進入脫硫塔下部漿池，漿池內設有氧化空氣分布 器、脈沖懸浮系統或氧化空氣噴槍、側進式攪拌器，氧化空氣通過氧化空氣分布器或氧化空 氣噴槍與塔體內腔連通，確保吸收吸收過程中產生的亞硫酸銨氧化為硫酸銨，控制氧化池 中的硫酸銨濃度在10 - 25%(m/m)，當濃度達到一定值時，通過轉料泵將吸收液輸送到預 洗滌塔濃縮。d.水洗段，煙氣由主吸收段進入頂部除霧器，在噴淋層及除霧器之間設置水洗 段，用水對脫硫后凈煙氣中可能含有的亞硫酸銨氣溶膠進行洗滌，同時對凈煙氣中的硫酸 銨溶液進行置換，以減少凈化后煙氣中的氣溶膠，提高硫酸銨的回收率。水洗段設置水噴淋層及積液盤，積液盤上有一定數量的升氣冒或孔眼，煙氣從升 氣冒兩側的孔或積液盤上的孔眼噴出，穿過積液盤上的密封水層，密封水通過積液盤下部 的出料口進入水洗貯罐，通過水泵循環吸收，當水洗貯罐中的硫酸銨濃度達到一定值后，作 為吸收系統的工藝補充水使用。為了降低脫硫塔的煙氣壓降，以節省運行電耗，脫硫塔采用空塔結構，可根據需要 控制積液盤上的孔眼尺寸，保證脫硫塔的總壓降在1200Pa以下。當脫硫塔直徑較大時，或二氧化硫濃度非常高時為保證大煙氣量分布均勻，在塔 內可增設一層開孔率在30 - 50%(m/m)的氣體分布板。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求
一種雙塔式氨法脫硫工藝 ，其特征是包括以下步驟首先，使高溫煙氣從預洗塔的頂部進入預洗塔中；同時在預洗塔的頂部向進入的高溫煙氣噴灑噴淋液，使煙氣溫度降至50 75℃；噴淋液采用濃度為10－20%(m/m)的硫酸銨溶液，噴淋液與高溫煙氣的體積比例為0.3～0.61，高溫煙氣與噴淋液接觸后得到濃度為30－40%(m/m)的硫酸銨吸收漿液，吸收漿液落入預洗塔下部的漿池中供后續處理設備使用；其次，使經過噴淋液沖降溫后的煙氣通過連通預洗塔和脫硫塔的煙道進入脫硫塔中，在脫硫塔中、煙氣進口的上方至少設置一層吸收噴淋層，使用濃度為5－20%(m/m)的硫酸銨噴淋液進行噴淋，噴淋液與煙氣的體積比為1.5～31；同時在脫硫塔下部即煙氣進口的下方設置脫硫塔漿池，脫硫塔漿池內設有氧化空氣分布器、脈沖懸浮系統或氧化空氣噴槍、側進式攪拌器，氧化空氣通過氧化空氣分布器或氧化空氣噴槍與塔體漿池內部連通，確保吸收過程中產生的亞硫酸銨氧化為硫酸銨，控制脫硫塔漿池中的硫酸銨濃度在10－25%(m/m)；第三，在脫硫塔的頂部設置除霧層，在除霧層和吸收噴淋層之間設置水洗層，除霧層至少由一個除霧器組成，水洗層由水洗噴淋層和積液盤組成，積液盤位于吸收噴淋層的上部，積液盤上設有供吸收噴淋層噴淋吸收后的凈煙氣通過的升氣冒或孔眼，煙氣從升氣冒兩側的孔或積液盤上的孔眼噴出，穿過積液盤上的由水洗噴淋層噴出的清水形成的密封水層后進入除霧層，密封水層的水對凈煙氣中的亞硫酸銨氣溶膠進行洗滌，同時對凈煙氣中的硫酸銨溶液進行置換，以減少凈化后煙氣中的氣溶膠，提高硫酸銨的回收率，而密封水層的水則通過積液盤下部的出料口進入脫硫塔外的水洗貯罐中；最后，將經過除霧層除霧后的溫度為40 55℃的凈煙氣排出脫硫塔外。
2.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是在所述的除霧器的下部和/ 或上部設有對其進行沖洗的沖洗水。
3.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是所述的水洗貯罐與水洗噴淋 層之間安裝有使它們相互連通洗滌循環水泵和水管。
4.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是所述的吸收噴淋層和脫硫塔 漿池之間安裝有使它們連通的脫硫循環泵，脫硫循環泵將脫硫塔漿池中的漿液送入吸收噴 淋層中以吸收煙氣中的二氧化硫。
5.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是所述的預洗塔下部的漿池與 預洗塔頂部的噴淋層之間安裝有使它們連通的洗滌循環泵，洗滌循環泵將預洗塔漿池中的 漿液送入頂部的噴淋層中以使噴淋液中硫酸銨的濃度維持在30 - 40%(m/m)之間。
6.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是所述的脫硫塔漿池與脫硫輸 送泵的輸入端相連，脫硫輸送泵的輸出端通過管道與預洗塔漿池相連，預洗塔漿池通過取 出液泵與后續硫酸銨處理設備相連。
7.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是為了降低脫硫塔的煙氣壓 降，以節省運行電耗，脫硫塔采用空塔結構，并根據需要控制積液盤上的孔眼尺寸，保證脫 硫塔的總壓降在1200Pa以下。
8.根據權利要求1所述的雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是在脫硫塔內設一層開孔率在 30 - 50%的氣體分布板。
全文摘要
一種雙塔式氨法脫硫工藝，其特征是煙氣的脫硫過程在由預洗滌塔與脫硫塔組合的雙塔中進行，由于預洗滌塔與脫硫塔的漿液保持一定的濃度梯度，操作及運行穩定，同時減少了漿液對脫硫塔及其塔內件的磨損，延長了設備的使用壽命。預洗滌塔為除塵、降溫、濃縮段，脫硫塔下部為氧化段、中部為主吸收段、上部為水洗段。預洗滌塔與脫硫塔均設置有噴淋裝置，本發明的方法操作簡便、凈化后煙氣中的氣溶膠少、硫酸銨產品的回收率高。
文檔編號B01D53/78GK101934192SQ201010282630
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者劉新亞, 楊叔衍 申請人:江蘇和億昌環保工程科技有限公司