同时进行氧化硫吸收和生产硫酸铵的方法和设备技术

从含氧化硫气体中脱除氧化硫同时生成硫酸铵的方法及设备．本方法在具有硫酸铵洗涤区，具有中和区、氧化硫氧化区和产物采出区的硫酸铵溶液贮罐，和净化气排出区的单个设备中进行．含氧化硫的气体加入硫酸铵洗涤区并逆流通过雾状硫酸铵溶液或其液滴．硫酸铵溶液在洗涤区吸收氧化硫，吸收有氧化硫的溶液，收集于硫酸铵溶液贮罐．在贮罐内，氨水加到中和区，而含氧气体注入氧化硫氧化区．氧化硫转化成硫酸铵，硫酸铵从硫酸铵溶液贮罐循环到硫酸铵洗涤区．硫酸铵产物从产物采出区采出．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从含有氧化硫的气体中脱除氧化硫的改进设备和方法;更具体地说涉及从含有二氧化硫的气体中同时进行二氧化硫的吸收和生产硫酸铵的改进设备和过程。许多国家用法律规定控制二氧化硫的排放量，来减轻二氧化硫对环境和人民健康的危害。这些二氧化硫来源于例如燃烧矿物燃料的锅炉、冶炼炉、硫酸厂、纸浆和造纸厂等。广泛使用的控制二氧化硫的方法是利用泥浆状的石灰石或石灰与烟道气相接触的原理。在大多数的情况下，其副产物或者作为土地填充物或者转化成石膏，用来制造墙板和水泥。在少数情况下，利用其它的碱性化学试剂，例如钠，镁和氨来回收有用的副产品，例如纯的二氧化硫，硫酸和硫。利用氨和含氨的洗涤液进行烟道气脱硫也是大家十分熟悉的。当含有氧化硫的烟道气与含氨溶液接触时，常常生成硫酸铵。硫酸铵以结晶的形式从溶液中沉淀出来。防卫报告T909，017中，用含氨的溶液吸收烟道气中的二氧化硫，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸铵，以及不可避免生成的硫酸铵。从吸收器流出的溶液可用硫酸氢铵处理，生成硫酸铵，并释出适宜于转化为硫酸或元素硫的浓的二氧化硫气流。硫酸铵可从溶液中结晶出来，热分解成氨和硫酸氢氨，前者再循环入吸收器，后者再循环至释出二氧化硫的步骤。美国专利3，186，802公开了使废气或烟道气与氨接触，脱除其中氧化硫的方法。在美国专利3，186，802所述的反应器中，经酸化的-->液体进料与再循环的含硫酸物料流相混合，产生亚硫酸铵和亚硫酸氢铵转化成硫酸铵和硫的反应，并用少量的硫酸洗涤烟道气中微量的氨。在另外一个用烟道气与氨溶液接触脱除二氧化硫的过程中，烟道气从塔的下部加入，而将氨溶液从上部加入，氨与二氧化硫反应生成亚硫酸铵。这个方法如美国专利3，843，789所述，脱除二氧化硫减少空气污染。如在美国专利4，250，160中所公开的，在至少包括三段或三区的多级液-汽接触器或接触装置中，含有二氧化硫的气体在有氧气和水的情况下与氨接触，分离其中的二氧化硫，生成硫酸铵。在美国专利4，250，160的接触器的中间段内，在有氧和水蒸汽的情况下，二氧化硫与含有过量氨的气相接触生成硫酸铵，在接触器的上段排放气体，通过与水或酸溶液的逆流接触，洗去过量的氨。在接触器的下段装有液体旋流器，使晶状的硫酸铵从接触器下段采出。从接触器的底级采出硫酸铵浆料，晶状的硫酸铵从浆料中分离出来，母液再循环至接触器。在美国专利4250160的装置的中间段，主要任务是使二氧化硫与氨在气相内接触，在过量的氧和水蒸汽的存在下，二氧化硫与过浓的氨反应生成硫酸铵。在美国专利1，986，889中，硫酸铵是这样制备的：把氧化气体加入在封闭容器内的含有亚硫酸铵的溶液中，增加容器的压强，使大部分亚硫酸铵转化成硫酸铵，然后中断通入氧化气体，在已建立的压强条件下，使容器内的氧化气体通过溶液循环，把剩余的亚硫酸铵转化成硫酸铵。在美国专利1，986，889中，塔内的亚硫酸铵溶液的酸度或碱变可以通过调节通入溶液的含氨气体或含二氧化硫气体的量来控制。为避免固体铵盐的沉淀，在溶液中加入氨以后，在加入二氧化-->硫气体之前，用氧化气体把氨气吹出，在加入氨气之前，脱除二氧化硫。现已发现，所有上述的过程和装置都不足以或不能有效地从含有二氧化硫的气体中脱除二氧化硫。一般而言，由于以下的基本的问题，还没有在工业上大量使用氨来进行烟道气脱硫。第一个问题是氨的相对耗量。因为氨的消耗，它必须与硫的萃取物料一起再循环，或转化成硫酸铵用作肥料。但目前的工艺水平使这二者实施起来很复杂。建设采用这种过程的工厂投资比较大。第二个问题是，在脱硫过程中，氨气势必进入烟道气中，这样不仅仅带来经济损失，而且还在排放气中产生可见的兰色烟雾，因而造成二次污染问题。为了克服这一缺点，控制氨的损失和避免产生兰色烟雾，已提出操作费用高的相当复杂的净化系统。因此，本专利技术的目的是为了克服现有技术的上述缺点。本专利技术的主要目的是提供一个改进的过程和设备从含二氧化硫气体中脱除二氧化硫。本专利技术的另一个目的是提供一个过程和设备，在吸收含二氧化硫气体中的二氧化硫的同时生产硫酸铵。本专利技术还有一个目的是提供一个过程和设备，用氨来分离废气中的二氧化硫，而二氧化硫和氨不在汽相进行接触。本专利技术可实现这些目的和其它目的，本专利技术中，至少含有一种氧化硫的气体，用氨水溶液处理，在包括吸收塔和液体贮缶的一单个装置内生成的硫酸铵。含有多种氧化硫的各种气体与硫酸铵水溶液接触，从这些气体中可脱除氧化硫或多种硫氧化物。随着氧化硫气体，例如二氧化硫，被硫酸铵溶液吸收，溶液呈酸性。把氨注入硫酸铵溶液，-->使酸性溶液中和，以保持所需要的足够的PH值和防止氨过多的损失。将氧化介质，例如空气、注入含有吸收有氧化硫气体并已中和过的硫酸铵溶液，可生成硫酸铵。硫酸铵可以以硫酸铵晶体的悬浮液的形式采出，也可以以硫酸铵的饱和溶液，和/或不饱和溶液的形式采出。在任何情况下，回收的硫酸铵可进一步再结晶，和/或脱水和干燥，以便易于处理和存放。硫酸铵产品可直接用作肥料或与其它肥料混合。为了方便起见，本文所说的氧化硫一般指二氧化硫。图1以图解的方式描绘一个具有完整结构的二氧化硫吸收系统，其中包括一个再循环和产物采出贮缶。图2以图解的方式描绘另一个可供选择的具有完整结构的二氧化硫吸收系统，其中包括一个再循环和产物采出贮缶。本专利技术将含有至少一种氧化硫的气体通过硫酸铵水溶液喷雾（液滴状），产生吸收有氧化硫的硫酸铵水溶液和净化了的气体。吸收有氧化硫的硫酸铵水溶液收集于贮缶内。该贮缶在本文中一般称之为硫酸铵液体贮缶。把氨，一般为氨水，加入吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液。可以在系统的不同部位，将氨水加入硫酸铵水溶液，但最好从硫酸铵水液溶液体贮缶和/或从硫酸铵水溶液由贮缶至硫酸铵洗涤区的循环系统中加入。氨水使吸收有二氧化硫的硫酸铵水溶液的酸性降低。经氨水处理，酸性已降低的硫酸铵水溶液，在这里是指中和了的硫酸铵液体。将氧化气体，一般为含氧的气体例如空气，引入在硫酸铵液体贮缶内吸收有二氧化硫的硫酸铵水溶液中。通过吸收的氧化硫与氨水溶液中的氨和含氧气体中的氧反应，在贮缶内生成硫酸铵产物。含氧化硫气体所通过的硫酸铵水溶液喷雾是由硫酸铵溶液槽引出的，经过适当的装置如泵，和适宜的通道如管道进行循环的硫酸铵溶-->液所形成的。洗涤后的气体和硫酸铵水溶液产物由系统中移出。本专利技术的一个方面是提供一种方法，从含有二氧化硫的气体中脱除二氧化硫，并在装置内同时生成硫酸铵。该装置包括（1）硫酸铵洗涤区;（2）具有二氧化硫氧化区、中和区和产物采出区的硫酸铵液体贮缶和（3）净化气移出区，该区包括把含有二氧化硫的气体引入硫酸铵洗涤区;把来自硫酸铵液体贮缶的循环的硫酸铵溶液加至硫酸铵洗涤区，在这里硫酸铵溶液吸收含二氧化硫气体中的二氧化硫，得到净化的气体;从净化气体移出区移出净化气体，把吸收有二氧化硫的硫酸铵水溶液收集于硫酸铵液体贮缶内;把氨水引入在硫酸铵液体贮缶内的中和区;把含氧的气体引入在硫酸铵液体贮缶内的二氧化硫氧化区，使吸收的二氧化硫氧化生成硫酸铵;和从硫酸铵液体贮缶的产物采出区采出硫酸铵产物。硫酸铵产物可以是晶状硫酸铵、硫酸铵的饱和溶液和/或硫酸铵的不饱和溶液。在优选的实施方案中，从硫酸铵液体贮缶循环至硫酸铵洗涤区的硫酸铵溶液是饱和的硫酸铵溶液。当硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理含有氧化硫气体的方法，包括：（ａ）使含氧化硫的气体通过雾状硫酸铵水溶液，形成吸收有氧化硫的硫酸铵水溶液和经净化的气体；（ｂ）将吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液收集到贮罐中；（ｃ）把氨水加入吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液中； （ｄ）把含氧气体加到储罐里的吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液中，在这里由吸收了的氧化硫气体与氨水中的氨及含氧气体中的氧反应，在储罐内形成硫酸铵产物；（ｅ）使含氧化硫的气体通过从储罐采出的硫酸铵水溶液所形成的雾状硫酸铵水溶液；（ｆ） 排出经净化的气体；（ｇ）采出硫酸铵产物。

【技术特征摘要】
1、一种处理含有氧化硫气体的方法，包括：(a)使含氧化硫的气体通过雾状硫酸铵水溶液，形成吸收有氧化硫的硫酸铵水溶液和经净化的气体；(b)将吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液收集到贮罐中；(c)把氨水加入吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液中；(d)把含氧气体加到储罐里的吸收有氧化硫气体的硫酸铵水溶液中，在这里由吸收了的氧化硫气体与氨水中的氨及含氧气体中的氧反应，在储罐内形成硫酸铵产物；(e)使含氧化硫的气体通过从储罐采出的硫酸铵水溶液所形成的雾状硫酸铵水溶液；(f)排出经净化的气体；(g)采出硫酸铵产物。2、按照权利要求1的方法，其中进一步包括加水来调节硫酸铵水溶液中硫酸铵的浓度。3、按照权利要求2的方法，其中水同氨水一块儿加到硫酸铵水溶液里。4、按照权利要求1的方法，其中氧化硫为二氧化硫。5、按照权利要求1的方法，其中含氧气体为空气。6、按照权利要求1的方法，其中当氨以氨水加入硫酸铵水溶液时，加入的氨量足以降低吸收有氧化硫的硫酸铵水溶液的酸度。7、按照权利要求6的方法，其中当氨以氨水加到硫酸铵水溶液中时，加入的氨量足以防止硫酸铵水溶液中游离氨的损失。8、按照权利要求1的方法，其中以氨水的形式加入到硫酸铵水溶液中的氨使硫酸铵水溶液的PH值保持在小于6.0左右。9、按照权利要求1的方法，其中以氨水的形式加入到硫酸铵水溶液中的氨使硫酸铵水溶液的PH值保持在小于5.5左右。10、按照权利要求1的方法，其中硫酸铵产物包括硫酸铵结晶。11、按照权利要求1的方法，其中硫酸铵产物包括饱和的硫酸铵水溶液。12、按照权利要求1的方法，其中氨水加到储罐内的硫酸铵水溶液内。13、按照权利要求1的方法，其中氨水是在硫酸铵水溶液成为喷雾之前加到自前述储罐采出的硫酸铵水溶液里。14、一个从含二氧化硫气体中脱除二氧化硫，并在装置内同时生成硫酸铵的方法，该装置包括：硫酸铵洗涤区;具有二氧化硫氧化区和产物采出区的硫酸铵液体贮罐和净化气排出区，该方法包括：（a）将含二氧化硫的气体加入硫酸铵洗涤区;（b）将来自硫酸铵液体贮罐的循环的硫酸铵水溶液加入硫酸铵洗涤区，在这里含二氧化硫气体中的二氧化硫被硫酸铵水溶液吸收，得到净化的气体;（c）从净化气排出区排出净化气体;（d）将吸收有二氧化硫的硫酸铵水溶液收集到硫酸铵溶液储罐;（e）将氨水加到硫酸铵溶液储罐内的中和区或加到自储罐循环到净化区的硫酸铵水溶液中;（f）将含氧气体加入硫酸铵溶液贮罐内的二氧化硫氧化区;（g）从硫酸铵液体储罐的产物采出区采出硫酸铵产物。15、按照权利要求14的方法，其中进一步包括加水来调节硫酸铵水溶液中硫酸铵的浓度。16、按照权利要求15的方法，其中水加入硫酸铵洗涤区。17、按照权利要求15的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德巴斯塞勒姆，
申请(专利权)人：通用电气环境服务公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]