[发明专利]处理含二氧化硫烟气并制取固体硫酸铵的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种对含有二氧化硫的废气进行净化处理并制取固体硫酸铵的工艺及其装置。

背景技术

火力发电、垃圾焚烧、石油炼制等设施的锅炉会排放大量含有二氧化硫的烟气，对大气环境造成严重的污染。针对这一问题，已经开发了许多种工艺来控制废气中的二氧化硫污染，其中包括利用氨作为吸收剂的氨法工艺。

中国专利CN1101720C披露了一种从烟道气中除去二氧化硫并生产硫酸铵的设备，使用包括涤气塔、氧化装置在内的设备，对烟道气进行洗涤，可以得到基本上没有杂质的硫酸铵溶液，适用于生产纯净的硫酸铵。但对于废气处理来说，由于烟气处理量常常相当大，硫酸铵的产量很大，只有制取固体硫酸铵才有经济上的价值，而利用硫酸铵溶液生产硫酸铵的热能消耗比较大，这导致该专利的工艺能耗较高。

美国专利US6066304披露了一种利用磷酸二铵和亚硫酸氨溶液与烟气接触，吸收烟气中二氧化硫，获得磷酸氢铵和亚硫酸氢铵，然后对部分溶液进行氧化，最终获得硫酸铵的工艺。该工艺中包含的设备包括烟气冷却器、吸收塔、氧化塔等，工艺流程较为复杂，且要求对溶液的成分进行严格的控制，在烟气流量和成分变化时不易运行。

美国专利US6277343B1使用以硫酸铵为主要成分的溶液来洗涤烟气，然后用氧和氨来处理吸收的二氧化硫。氧和氨并不一起注入洗涤液中，而是按照一定的顺序，首先在较低的pH值下发生氧化，然后再注入氨。这一工艺可以有效的控制氨的逃逸，但由于洗涤液为硫酸铵溶液，不能直接产生固体的副产品，生产最终产品的能耗依然较高。

中国专利CN1178735C利用一个包括二氧化硫吸收段、亚硫酸铵氧化段、硫酸铵溶液浓缩段、水洗段和除雾沫段的脱硫塔回收烟气中的二氧化硫，获得硫酸铵。烟气首先与亚硫酸铵溶液反应，生成低浓度的亚硫酸氢铵，然后加入氨再次获得亚硫酸铵；亚硫酸铵溶液再与氧气反应，得到硫酸铵溶液；浓度较低的硫酸铵溶液再与高温热烟气接触，浓度增加到40％-50％，最终通过结晶获得固体硫酸铵；烟气再经过水洗、除沫后排入大气。该技术的流程较为复杂，尤其是在脱硫塔中需要防止不同成分和浓度溶液相互混合，大大增加了烟气通过吸收塔的阻力，运行成本较高。

中国专利CN1596060A公开了一种氨法脱除回收烟气中二氧化硫的方法。烟气的脱硫过程在一个具有多级功能段的吸收塔中进行，依次经过除尘降温、主吸收段、除雾除氨工序处理。该方法存在吸收塔内结构复杂，烟气阻力大的问题，同时亚硫酸铵的氧化问题没有得到解决。

中国专利CN1283346公开了一种燃煤烟气低氧化率脱硫方法，烟气依次经过降温除尘、第一级吸收、第二级吸收、水洗除雾等工序，可以得到以亚硫酸铵为主的副产品，具有较高的附加值。由于在吸收塔内设置了多到吸收工艺，烟气阻力比较大，运行成本较高。

中国专利CN100428979C公开了一种塔内结晶氨法脱硫工艺及装置，其装置包括吸收塔、吸收循环槽、浓缩循环槽、硫酸铵稠厚器、离心机及干燥器。其吸收塔的下部设置有氧化段和结晶段，烟气通过吸收塔时依次经过降温吸收段、主吸收段、除雾段，结晶段的溶液溢流进入浓缩循环槽，然后部分进入硫酸铵稠厚器，最后经离心机、干燥器成为固体的硫酸铵。该工艺有效的利用了烟气的热量来蒸发硫酸铵中的水，能耗较低。但该技术存在烟气流程复杂的问题，吸收塔内结构复杂，烟气阻力大，运行费用较高。

中国专利CN100395006C公开了一种空塔型氨法脱硫工艺及装置，吸收塔内设置了两级喷淋系统和除雾段，烟气自吸收塔中部进入，经过吸收喷淋段，与含有氨的吸收液接触，脱除二氧化硫，最后经过脱水除雾段排放。在喷淋段与氧化段循环的吸收液含固量体积比在3-15％，结晶颗粒大于0.2mm。该工艺优化了吸收塔的设计，只在塔内设置了喷淋系统，烟气阻力较低。该工艺中氨被注入到一级喷淋系统中，会导致此处的吸收液pH升高，增加氨的逃逸，既不利于环境保护，又增加运行成本。

上述技术方案存在流程复杂、运行成本高等问题，制约了氨法烟气脱硫技术的快速发展，虽然迄今为止已经有很多氨法烟气脱硫装置在运行，但能够长期可靠运行的、生产固体硫酸铵的大型化的氨法烟气脱硫装置非常少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流程简单、维护方便、运行成本低、可靠性高，具有高脱硫效率的处理含二氧化硫烟气并制取固体硫酸铵的工艺及装置。

本发明的装置包括：

一个吸收塔(100)，吸收塔下部是容纳洗涤烟气浆液的浆池(1)，浆池中设置有搅拌器(2)或者液力搅拌管网(24)；