[发明专利]一种外置强效氧化氨法脱硫工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用外置强效氧化技术的氨法脱硫工艺及装置，尤其涉及烟气氨法脱硫技术，属于电力、冶金、环保和化工技术领域。

背景技术

利用氨作为原料脱除烟气中硫化物的氨法脱硫技术已广泛应用于电力、冶金和化工领域的烟气脱硫项目。

目前，氨法脱硫技术有单塔、双塔、多塔等多种技术，其中双塔氨法脱硫技术最早应用于实际脱硫项目中，该技术的特点是脱硫、结晶分别在两座塔内进行，锅炉来的烟气先进入前面一个结晶塔，然后进入后面的脱硫吸收塔。结晶塔内喷入硫酸铵浆液与烟气顺流（或逆流）接触，其中硫酸铵浆液为过饱和硫酸铵浆液，该塔的作用主要为结晶，基本没有脱硫功能；而吸收塔内喷入溶液与烟气逆流接触，溶液为不饱和硫酸铵溶液，该塔是实质性的脱硫塔，脱硫性能高，该塔浆池中同时设有氧化系统将亚硫酸铵氧化为硫酸铵。双塔技术的优点是两座塔分别承担不同的作用，分工明显，易长周期操作。而且后面的吸收塔由于采用不饱和硫酸铵溶液作为吸收剂，脱硫效率高；缺点是流程较复杂、占地面积大、造价也较高。

在氨法技术不断发展的过程中，双塔技术也衍生出多塔技术，其典型代表是将双塔技术中的吸收塔又进一步分为吸收塔及氧化塔。鉴于这一技术中塔的数量太多、占地过大，通常将3座塔上下叠在一起，最上部为吸收塔，中部为结晶塔，下部为氧化塔。这样的布置解决了该技术占地过大的缺点，但同时也导致流程复杂，容易堵塞，装置很难长周期运行。

而传统的单塔技术是将脱硫、氧化及结晶都设置在同一座塔内，烟气从脱硫塔中部进入，向上依次逆流通过喷淋层及除雾器，脱硫塔下部为结晶、氧化浆池。这一技术的优点是结构及流程简单、占地小、造价低，缺点是由于脱硫、氧化及结晶都在一座塔内，造成吸收剂为过饱和浆液，导致脱硫效率有所降低，而且浆液中的固体颗粒易被烟气携带进入大气中。同时，由于氧化浆液的硫酸铵含量高，氧化效率低，氧化奖池容积大，氧化空气耗量大，能耗也高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

1）传统的氨法脱硫塔普遍存在排放烟气携带硫酸铵过多，造成二次污染的问题；有些脱硫塔采用了填料系统，改善了携带硫酸铵过多的问题，但由于填料经常被烟尘、结晶硫酸铵等堵塞，导致脱硫装置经常性的非计划停工。

2）氨法脱硫工艺中亚硫酸铵的氧化比较困难，尤其是高浓度、饱和或过饱和硫酸铵溶液（或浆液）的氧化更是困难。如果亚硫酸铵不能被良好氧化，就会导致吸收液中亚硫酸铵含量过多，一方面吸收效率会大幅下降，另一方面也会使硫酸铵的结晶困难，而这两个方面都使脱硫塔的操作急剧恶化，排放烟气携带硫酸铵过多的问题现象也会非常严重。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种外置强效氧化氨法脱硫工艺，脱硫塔从下向上依次为：结晶段、颗粒物洗涤吸收段、脱硫洗氨段、除雾段；烟气由脱硫塔下部烟气进口进入，然后向上依次逆流，经过结晶、颗粒物洗涤、氨洗涤、去除雾滴后脱除烟气中的烟尘、二氧化硫和部分氮氧化物，并离开脱硫塔形成净烟气从顶部排放；其特征在于：

颗粒物洗涤吸收段下部设置与脱硫洗氨段共用的液体收集器，液体收集器与脱硫塔外设置的外置氧化箱连通；外置氧化箱内沿箱体横截面设置氧化空气分布管网，氧化空气分布管网与外部氧化空气进口连通；外置氧化箱还与外部氨水或氨气进口连通；氧化空气分布管网下方的外置氧化箱底部，分别设置两条通路，一路经洗涤循环泵与颗粒物洗涤吸收段的液体分布器连通，另一路经填料循环泵与脱硫洗氨段的液体分布器连通；

脱硫洗氨段及颗粒物洗涤吸收段生成的亚硫酸铵、硫酸铵混合溶液经液体收集器收集后自流进入外置氧化箱，通过氧化空气分布管网将氧化空气均匀分布到外置氧化箱浆液中，将该浆液中的亚硫酸氨氧化为硫酸铵；同时在外置氧化箱中通入氨水或氨气控制浆液的PH值；经过氧化形成不饱和硫酸铵溶液后从两条通路循环对对脱硫洗氨段及颗粒物洗涤吸收段进行循环喷淋，所述的不饱和硫酸铵溶液的溶度为10～25%。

按上述技术方案，颗粒物洗涤吸收段采用空塔喷淋；脱硫洗氨段的液体分布器下方设置一段或几段填料层脱除二氧化硫。

按上述技术方案，结晶段底部与底部浆池对应处设置结晶循环泵，结晶循环泵连通结晶段范围内的的底部浆池和烟气进口上方的结晶段分布器，通过结晶段分布器对结晶段进行空塔喷淋，喷淋液为过饱和硫酸铵浆；结晶段过饱和硫酸铵浆的固体悬浮物的含量为3～15%；吸收塔搅拌器设置在结晶段底部底部浆池内，对塔底浆液进行搅拌，加快氧化反应并防止硫酸铵结晶在塔底沉积；同时，底部浆池不断输入亚硫酸铵氧化需要的氧化空气；底部浆池下方设置产品浆液出口。