[发明专利]含硫气体氨法脱硫制备肥料级磷铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体的化学净化，尤其涉及含硫气体的脱硫，还涉及脱硫产品用以生产肥料级磷铵的方法。

背景技术

众所周知，燃煤锅炉排放的尾气(简称烟气)含有二氧化硫，硫酸生产的尾气和含硫原矿烧结的废气中也含有二氧化硫，它们统称“含硫气体”。这些含硫气体需要脱出其中的硫才能排放。常用的脱硫方法有石灰石-石膏法、氧化镁法和氨法。中国专利申请件中已经有氨法烟气脱硫的方案，如CN101053743号“双侧对冲进气的湿式氨法烟气脱硫工艺及其装置”，该法是将脱出的硫制成硫酸铵；CN101091875号“从锅炉烟气氨法脱硫副产物中回收氨水的方法”是将脱出的硫制成硫酸钙并回收氨水；CN101757844A号“一种氨法烟气脱硫方法及其设备”，也是将脱出的硫制成硫酸铵。硫酸生产的尾气也有用氨回收二氧化硫生成亚硫酸氢铵或再加入硫酸生成硫酸铵肥料的方法。

上述这些方法虽然能够脱出二氧化硫，但存在以下缺陷：①脱硫产品硫酸铵市场容量小，大量硫酸铵会造成滞销；硫酸钙则只能用于建材，用量有限；②硫资源不能循环利用，没有根本减少硫资源的消耗。

发明内容

本发明的目的是提供含硫气体氨法脱硫制备肥料级磷铵的方法，以解决烟气脱硫产品的出路问题，同时充分回收利用硫资源、减少硫资源的消耗并减少硫酸生产对环境造成的破坏。

本发明提供的含硫气体氨法脱硫制备肥料级磷铵的方法，原理是用氨与含硫气体中的二氧化硫反应制得亚铵半成品(亚铵包括亚硫酸铵和亚硫酸氢铵)；将其用湿法磷酸酸解，制成磷酸一铵或磷酸二铵(统称磷铵)，副产的二氧化硫送去制造硫酸。酸解反应式如下：

(NH₄)₂SO₃+H₃PO₄＝(NH₄)₂HPO₄+SO₂↑+H₂O…………………①

(NH₄)₂SO₃+2H₃PO₄＝2NH₄H₂PO₄+SO₂↑+H₂O……………………②

NH₄HSO₃+H₃PO₄＝NH₄H₂PO₄+SO₂↑+H₂O………………………③

以上反应中，第③式是最理想的反应，因为可以用最少的磷酸制得最稳定的磷酸一铵产品。

具体的做法如下：

(1)制备亚硫酸氢铵

采用四段吸收含硫烟气中的二氧化硫，第一段用水洗涤气体，除去其中的尘渣并降低烟气温度，洗水进入沉渣池，分离尘渣后的清液用循环泵送入吸收塔，并补充和调节第二段吸收液，烟气进入第二段；第二段用氨或亚硫酸铵循环吸收烟气中的二氧化硫，降低烟气中的二氧化硫浓度，得到的亚硫酸氢铵从吸收塔排入亚硫酸氢铵储槽，烟气进入第三段；第三段继续用碱度高的吸收液来吸收烟气中未被吸收的二氧化硫，进一步降低烟气中的二氧化硫浓度，吸收液循环使用，烟气则进入第四段；第四段用清水洗涤经过3次吸收的烟气，回收残余的氨和二氧化硫，洗涤液循环使用，烟气尾气则通过抽风机抽出放空；后三段吸收液逐级向前移动，补充第三段和第二段的吸收液，亚硫酸氢铵溶液从第二段产出；

(2)酸解生成磷酸一铵溶液

上一步得到的亚硫酸氢铵或亚硫酸铵溶液在由酸解器中用磷酸进行酸解，制成磷酸一铵溶液，并放出气体二氧化硫；所述酸解器与冷凝器、分液器组成一套酸解装置，放出的二氧化硫依次经过冷凝器、分液器；

(3)生产磷酸一铵产品

上一步得到的磷酸一铵溶液经过常规的脱水、结晶、干燥工艺，即制成磷酸一铵产品；

(4)回收的二氧化硫制硫酸

第(2)步产生的二氧化硫再进入硫酸的干燥、转化、吸收装置，采用常规方法制备硫酸。

制得的硫酸用常规工艺与磷矿反应制成湿法磷酸，又用于生产磷酸一铵，实现硫资源的循环利用。

上述方法的第(1)步中，所述四段吸收都是采用挤压式吸收塔完成的；所述亚硫酸氢铵的pH值为3.5。