[发明专利]一种钙、氨双段脱硫工艺及设备

说明书

一种钙、氨双段脱硫工艺，石灰石‑石膏湿法脱硫的产物硫酸钙溶液与碳酸铵溶液反应，生成硫酸铵水溶液与固态碳酸钙；所述固态碳酸钙沉淀后得到沉淀物，沉淀物由输送泵打入脱水机中进行脱水，生成石灰石，重复利用；所述石灰石返回脱硫吸收塔系统进一步脱硫，循环往复；所述硫酸铵水溶液进一步澄清、浓缩、结晶，得到硫酸铵化肥和废水，废水中不存在氯离子，继续返回吸收塔中使用，实现零排放。本发明钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺没有废水排放，实现了水循环利用，水消耗为所有脱硫工艺中最低的；没有废物排放，废物变成化肥，化肥出售后得到收入，减低整体的运行费用；钙基脱硫剂一次性投入，循环利用；不影响整体脱硫系统的脱硫效率。

技术领域

本发明属于烟气污染物治理技术领域，涉及一种钙、氨双段脱硫工艺及设备。

背景技术

随着我国环保治理力度的进一步严格控制，烟气中二氧化硫的排放标准越来越低，脱硫技术以石灰石-石膏湿法、石灰-石膏湿法、双碱法、氨法、氧化镁法为湿法工艺为主，特别是石灰石-石膏湿法脱硫，由于其吸收剂来源广泛，脱硫效率高，已经得到广泛的应用。国内脱硫工艺的应用占了80%以上；两种工艺的特点就是吸收剂以石灰石为主，产物是以石膏成分为主。理论上石膏可以用于建材，但由于石膏纯度不够，很大一部分脱硫石膏无法应用，造成二次污染。另外烟气中含有一定量的氯离子含在废水中，影响脱硫效果。

现有石灰石-石膏湿法脱硫工艺是以石灰石为脱硫剂，石灰石粉与水混合制成吸收浆液，吸收浆液通过输送泵把浆液输送到脱硫吸收塔中通过喷淋层喷淋，沿吸收塔下落过程中它与上升的烟气接触。烟气中的SO2溶入水溶液中，并被其中的碱性物质中和，从而使烟气中的硫脱除；石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧（空气中的氧）发生反应，并最终生成石膏，这些石膏在氧化浆液池中从溶液中析出。石膏稀浆由吸收塔氧化浆液池中抽出，经脱水机脱水成含有10%水的固态石膏，然后再从当地运走，经脱水机脱出的废水含有一定量的氯离子，当含量超过极限值时影响脱硫效果，必须排放，排放的脱硫废水必须再经过废水处理系统才能正常排放。

氨法脱硫工艺的特点产物是硫酸铵化肥，且没有废水排放，硫酸铵化肥可以直接应用于农业中，大大降低了氨法脱硫的运行费用；国家提倡节能减耗，进一步降低运行成本、减少污染的排放；特别是脱硫石膏及脱硫废水排放问题，成为一个环保领域中重要的课题。

发明内容

本发明的目的就是使石灰石-石膏湿法脱硫工艺的产物变废为宝，废水零排放，石灰石-石膏湿法脱硫的产物为硫酸钙溶液，硫酸钙溶液在没有脱水机之前先进入置换池，在置换池中与碳酸铵溶液反应，生成物为硫酸铵与碳酸钙，硫酸铵溶于水处于水溶液状态，碳酸钙不溶于水，作为沉淀物沉淀在置换池底，沉淀物由输送泵直接打入脱水机中进行脱水，生成石灰石，可以重复利用，大大减小了石灰石的用量，碳酸钙返回脱硫吸收塔系统进一步脱硫，循环往复；在由碳酸铵置换生成的产物为硫酸铵溶液，进一步澄清、浓缩、结晶成硫酸铵化肥，使产生的固废变成有用的化肥，废水中氯离子和碳酸铵反应生成氯化铵，氯化铵也是化肥，混合在硫酸铵中，广泛用于农业生产中，废水中由于不存在氯离子等物质，成为清水，可以继续返回吸收塔中继续使用，达到零排放的目的。

钙、氨双段湿法烟气脱硫工艺的原理是利用石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基础上，不改变原系统结构的情况下，增加置换系统及硫酸铵澄清、浓缩、结晶干燥系统，使产物变成化肥，变废为宝；

反应机理，

脱硫反应：

CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃ + CO₂↑ (1)

CaSO₃+1/2 O₂ → CaSO₄ (2)

置换再生反应：