[发明专利]一种利用烟气净化副产物制备化肥的热泵蒸发工艺

说明书

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种利用烟气净化副产物制备化肥的热泵蒸发工艺。

背景技术

近年来随着空气污染的越来越严重，人们对烟气特别是燃煤烟气的治理提出了更高的要求；国家环境保护部2011年7月29日发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223－2011），对烟气的烟尘、二氧化硫、氮氧化物提出了新的排放限值。目前，烟气脱硫的有效方式为氨法、钠法等湿法烟气脱硫。以上的脱硫方法都要产生一定浓度的含硫酸盐、硝酸盐的废液。具有含盐量高、偏酸性等特性，采用普通方法处理时出水水质难于达到排放标准，针对烟气净化废水的新型处理技术的开发显得尤为重要。尤其对于环保要求较高的地区，往往要求高含盐废水“零排放”，这就对高含盐废水处理技术提出了更高的要求。需对其进行处理，同时回收有用物质，避免浪费。传统的处理方法是采用多效蒸发，造成能耗较高。

201110155630.2，名称为“脱硫后的硫酸铵/硫酸镁回收技术”的发明专利，工艺流程为：原料→原料泵→预热器→一效蒸发器→二效蒸发器→三效蒸发器→冷凝器→液封槽→排出；固料部分工艺流程：三效蒸发器→出料泵→结晶器→离心机→干燥机→料仓→包装机。该专利的蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高；且没有实现资源的最大化回收利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用烟气净化副产物制备化肥的热泵蒸发工艺。将烟气脱硫脱硝后的废液作为原料，先与碳酸氢铵反应，液体再经预热、强制循环加热、浓缩结晶后制备复合肥。该工艺特别适合处理烟气脱硫脱硝后的废液，达到变废为宝的目的，节约了蒸汽的消耗；同时，蒸馏出来的水可循环至脱硫脱硝工段作为补水使用，节约用水。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用烟气净化副产物制备化肥的热泵蒸发工艺，其特征在于：烟气经湿法净化后的废液反应器与碳酸氢铵反应，反应完成后，料液经固液分离，液体冷却结晶后得到的清液作为原料液，泵入预热器，预热后的原料液进入换热器，在换热器的管程中被壳程蒸汽加热温度升高，原料液在强制循环泵的推动下进入结晶分离器，在结晶分离器内产生闪蒸，原料液产生过饱和而结晶，再经离心分离、干燥造粒得到复合肥；所述闪蒸产生的二次蒸汽经压缩机压缩后作为热源进入换热器的壳程。

本发明所述的废液与碳酸氢铵反应得到的碳酸盐固体作为吸收剂回用于烟气净化工段，液体溶液中主要含硫酸铵和硝酸铵，经过后续的热泵蒸发工序得到硫酸铵和硝酸铵晶体，用于制备复合肥。

所述的湿法净化是指湿法脱硫或者脱硝。

本发明所述原料液产生过饱和而结晶，经旋流器增稠后送入离心分离机，清液回到结晶分离器。由于经旋流器分离得到的液体，硫胺含量高，直接回到结晶分离器结晶。

本发明所述的复合肥的粒径为0.1-0.2mm，优点是吸湿小，不结块，物理性状好。

本发明所述的压缩机为离心压缩机，离心压缩机的结构紧凑，尺寸小，重量轻；排气连续、均匀，不需要中间罐等装置；振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础件；除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；转速高；维修量小，调节方便。

优选地，所述的离心压缩机为三级串联，压缩机电机配160Kw，压缩机串联能够得到更高的压头，同时提高二次蒸汽温度，作为热源重新返回换热器强制循环蒸发。

本发明所述的预热器分为一级预热器和二级预热器，有效利用锅炉余热及蒸汽冷凝水余热。

优选地，所述二级预热器与换热器的冷凝液作为一级预热器的热源，有效地节约了能源。

优选地，所述的一级预热器的冷凝液回到烟气净化工段作为补水使用，实现了零排放。

所述的原料液在预热器中的流速为0.5~3m/s，在此流速下能够加大对流传热系数，提高传热效率，减少污垢在管子表面沉积的可能性，同时是避免流速增大导致动力消耗过多选择的最佳流速。

所述的原料液在一级预热器内加热至50~70℃，利用蒸馏水余热将原料由25℃加热到50℃，传热效率为最佳。

所述的原料液在二级预热器内加热至90~100℃，利用蒸汽提高进入循环蒸发器的原料温度，提高循环蒸发器传热效率，减少能耗。

所述的原料液在换热器内加热至105~108℃，达到物料沸点，进入蒸发结晶器，直接蒸发产生二次蒸汽。

所述强制循环泵的表压为0.03~0.05MPa，在此压力下能够保证二次蒸汽的温度。