一種硫酸尾氣脫硫裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工業廢氣處理領域，涉及硫酸生產過程中尾氣處理達標排放，或合理利用副產物無污染物排放，具體地涉及一種硫酸尾氣脫硫裝置及方法。
【背景技術】
[0002]
目前，工業上普遍使用的脫硫技術有半干法和干法、石灰石一石膏濕法(FGD )、雙堿法、海水脫硫法等多種尾氣脫硫的工藝技術，但上述脫硫技術普遍存在一些問題，如系統復雜、催化劑損耗高、設備成本高、投資大、系統運行維護費用高、脫硫效率低、副產物無法處理等。
[0003]近年來氨法脫硫技術發展應用較快，氨法脫硫技術是一種液相脫硫技術，氨法脫硫技術有副產30%硫酸銨溶液或硫酸銨固體的優點，因此用于脫除尾氣中的二氧化硫具有廣泛的應用價值，副產品硫酸銨可作為復合肥生產的原料直接使用，節約了復合肥的生產成本，又滿足了企業的環保需求。
[0004]將氨法脫硫生產的亞硫酸銨通過空氣氧化生產30%以上硫酸銨溶液，設備投資相對較大，穩定性不夠，產品中仍然存在亞硫酸銨，作為復合肥生產的原料會產生二氧化硫排放，影響復合肥的生產，對環境不利。雙氧水-氨法脫硫技術的發明徹底解決了硫酸尾氣排放及副產物的綜合利用問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種硫酸尾氣脫硫裝置，通過塔內多層噴淋清洗除霧裝置和防堵塞設計，將脫硫、清洗、除霧三項功能集于一塔，運轉設備少，電耗低節能，塔內循環溶液均為亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，可達到較高的脫硫效率，使硫酸生產尾氣脫硫達標排放及副產物綜合處理利用。
[0006]本發明的另一個目的是提供一種硫酸尾氣脫硫方法，通過塔外二次雙氧水氧化的方法，使亞硫酸銨溶液與雙氧水通過空氣的攪動充分反應，亞硫酸銨的氧化率可達到98%以上，切實確保了副產品硫酸銨溶液的品質，杜絕了脫硫塔堵塞現象的發生，降低了循環栗的動力消耗，保證較低的尾氣排放溫度。
[0007]本發明采用的技術方案:一種硫酸尾氣脫硫裝置，主要是在脫硫塔底部接有尾氣總管，尾氣總管上接有進液管和進水管，脫硫塔上接有進水管，脫硫塔底部接入出液管并接入循環栗，循環栗通過管道接入混合器，混合器通過管道接入一級氧化槽并接入二級氧化槽；
所述脫硫塔內，脫硫塔下部設置有噴淋頭一，中部設置升氣帽，升氣帽上方設置有噴淋頭二，脫硫塔上部設置有多層噴淋頭，脫硫塔頂部安裝有除霧器，所述除霧器上方設置有清洗嗔頭；
所述混合器上通過管道接有氨水栗并接入氨水槽，所述氨水栗接入脫硫塔底部； 所述一級氧化槽和二級氧化槽上通過管道并聯接有雙氧水栗并接入雙氧水槽。
[0008]所述升氣帽內安裝有帽桿，帽桿固定在脫硫塔底部，升氣帽直徑小于脫硫塔內徑。
[0009]所述一級氧化槽和二級氧化槽上通過管道分別接有一級循環栗和二級循環栗。
[0010]所述進水管分別接入脫硫塔內的噴淋頭一、噴淋頭二、多層噴淋頭、除霧器。
[0011]一種硫酸尾氣脫硫的方法，其工藝步驟如下:
(I)吸收:硫酸尾氣經尾氣總管輸送至脫硫塔下部，脫硫塔下部尾氣在塔內自下而上運行，尾氣中的二氧化硫與噴入的亞硫酸銨溶液進行反應，未反應的亞硫酸銨溶液與反應生成的亞硫酸氫銨混合溶液一起進入脫硫塔下部，尾氣在噴淋層內脫硫后向上；尾氣通過升氣帽進入湍球清洗層，去除尾氣中少量微米級亞硫酸氫銨、硫酸銨和微小固體顆粒以及游離氨，尾氣在清洗層清洗后向上；尾氣進入除霧層，除霧器上部設置的清洗噴頭除去尾氣中夾帶的霧滴，并清洗除霧器、并對尾氣中夾帶的氨和二氧化硫再次吸收。
[0012](2)調節:脫硫塔塔底溶液經循環栗反復循環后，生成一定濃度的亞硫酸氫銨和亞硫酸銨的混合溶液，當溶液總濃度達到25— 35%左右時，部分混合溶液經過循環栗送至靜態混合器。在靜態混合器中，通過控制氨水的加入量調節混合溶液的PH值，將溶液中的亞硫酸氫銨全部轉化為亞硫酸銨。
[0013](3)氧化:將靜態混合器中亞硫酸銨溶液，送入一、二級氧化槽進行兩級氧化，亞硫酸銨被快速氧化生成硫酸銨，送入硫酸銨溶液槽。
[0014]所述步驟(3)中，一級氧化槽中加入等質量雙氧水中和，使亞硫酸銨被快速氧化生成硫酸銨，所述二級氧化槽中加入微過量雙氧水使其靜置穩定。
[0015]所述步驟(3)中，亞硫酸銨經過氧化、靜置轉化率達到98%以上，硫酸銨溶液濃度在280— 420g/L之間，生產濃度為25?35%硫酸銨溶液。
[0016]所述步驟(3)中，經清洗和除霧后的尾氣溫度降到30°C左右，硫酸尾氣出口 SO2*度< 200mg/Nm3，氨含量< 10mg/Nm3，霧狀液滴< 75 mg/Nm3。
本發明技術方案的有益效果在于:
1、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用塔內尾氣三層噴淋清洗及一層除霧的方法高效脫硫，脫硫塔下部尾氣的二氧化硫與噴入的亞硫酸銨溶液進行反應，第一層尾氣進入噴淋層內脫硫后向上；第二層尾氣通過升氣帽進入湍球清洗層，去除尾氣中少量微米級亞硫酸氫銨、硫酸銨和微小固體顆粒以及游離氨，第三層尾氣進入清洗層清洗后向上，最后尾氣進入除霧層，除霧器上部設置的清洗噴頭除去尾氣中夾帶的霧滴，并清洗除霧器、并對尾氣中夾帶的氨和二氧化硫再次吸收，氣液兩相接觸面積大，脫硫效率高，操作彈性大。
[0017]2、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用高效脫硫和防堵塞設計，始終保持脫硫塔內溶液PH值在合適的范圍內，有利于對一■氧化硫的循環吸收，提尚裝置的脫硫效率；避免了硫酸銨在塔內的形成，塔內循環溶液均為亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，循環液中的有效吸收成分大大增加，有利于提高吸收效率，降低溶液循環量及系統電耗；合理控制循環溶液中亞硫酸銨的濃度為20%左右，從根本上杜絕了塔內結晶的形成，避免了塔內結晶堵塔和堵塞管道、噴頭，也降低了循環溶液中含有結晶對管道和設備的磨損，大大提高了設備的穩定運行周期。
[0018]3、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用雙級噴射再生氧化法，脫硫塔下部尾氣中的二氧化硫與噴入的亞硫酸銨溶液進行反應，噴射器內液體高速流動形成的負壓將空氣吸入后通過空氣攪動氧化亞硫酸銨，提高了亞硫酸銨氧化成硫酸銨的機率，亞硫酸銨的氧化率^ 98%，確保了副產品硫酸銨溶液的品質，優于塔內的空氣曝氣氧化，氧化后的硫酸銨產品中亞硫酸銨成分含量很低，硫酸銨產品回收率高且品質純正，杜絕了脫硫塔堵塞現象的發生，保證較低的尾氣排放溫度，，較好地解決了氨法脫硫的氣氨逃逸和尾氣拖白問題。
[0019]4、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用塔外二次雙氧水氧化的方法，單獨設置一級、二級氧化槽，將塔內一定濃度的亞硫酸銨溶液送往塔外氧化成硫酸銨，該工藝脫硫塔內部溶液為亞硫酸銨、亞硫酸氫銨及氨水的混合溶液，基本不含硫酸銨，不影響對尾氣中二氧化硫的吸收。
[0020]5、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用塔外氧化流程，避免塔內氧化流程需要較大的液氣比，較大的循環溶液量，循環栗的電耗也較高，設置較大功率的氧化風機，塔外氧化技術方案大大降低了脫硫液的循環量，無需氧化風機，將脫硫、清洗、除霧三項功能集于一塔，運轉設備少，電耗低節能，脫硫裝置塔內溶液均是吸收二氧化硫的有效成分，可達到較高的脫硫效率。
[0021]6、本發明硫酸尾氣脫硫裝置采用優化操作控制方法，通過控制加入靜態混合器中氨水的加入量來調節混合溶液的PH值，以PH值控制氨水流量，以液位控制尾氣總管噴淋水流量，以最終產品密度控制產品硫酸銨流量；同時氨水直接加入脫硫塔底部，一方面與脫硫塔內循環液中的亞硫酸氫銨反應生成亞硫酸銨，另一方面主要是控制循環液的PH值；各項數據采用現場和DCS雙系統指示，控制指標均接入DCS控制系統，具有很好的穩定性和安全性，可實現完全的自動化運行，操作簡單。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明一種硫酸尾氣脫硫裝置及工藝方法流程圖。
[0023]圖2為本發明一種硫酸尾氣脫硫方法工藝流程圖。
[0024]尾氣總管101、脫硫塔102、進液管103、進水管104、進水管105、出液管106、循環栗107、噴淋頭一 108、升氣帽109、噴淋頭二 110、多層噴淋頭111、除霧器112、清洗噴頭113、帽桿114、混合器201、氨水栗202、氨水槽203、一級氧化槽301、二級氧化槽302、雙氧水栗303、雙氧水槽304、一級循環栗305、二級循環栗306。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明進一步說明。
[0026]—種硫酸尾氣脫硫方法工藝流程，硫酸尾氣總管101上接有亞硫酸銨溶液進液管103和進水管104，脫硫塔102底部接有硫酸尾氣總管101，脫硫塔102上接有進水管105，脫硫塔102底部接入出液管106并接入循環栗107，循環栗107通過管道接入混合器201，混合器201上通過管道接有氨水栗202并接入氨水槽203，同時氨水栗201接入脫硫塔102底部；混合器201通過管道接入一級氧化槽301并接入二級氧化槽302，一級氧化槽301和二級氧化槽302上通過管道并聯接有雙氧水栗303并接入雙氧水槽304。
[0027]1、脫硫塔結構及材料，脫硫塔102內，脫硫塔102下部設置有噴淋頭一 108，中部設置升氣帽109，升氣帽109內安裝有帽桿114，帽桿114固定在脫硫塔102底部，升氣帽109直徑小于脫硫塔102內徑；升氣帽109上方設置有噴淋頭二