一种酸‑氨法脱除烟气中SO2的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种酸‑氨法脱除烟气中SO2的方法及装置，所述反应装置包括用于鼓送烟气的鼓风机、与鼓风机相连的硫酸反应设备，中和反应设备，硫酸铵结晶处理设备，水循环回收设备，所述硫酸反应设备与中和反应设备之间，中和反应设备与硫酸铵结晶处理设备之间，硫酸铵结晶处理设备与水循环回收设备之间，水循环回收设备与硫酸反应设备之间均通过管道和泵连接。本发明专利技术装置使用不受烟气操作条件的限制，烟气温度在100℃以内均可使用，烟气大小、SO2浓度高低不受限制，任何条件下均可使用；烟气中的SO2与烟气中的氧在催化剂的作用下，氧化速度很快，SO2与O2在水溶液中同步生成硫酸，不需要专设氧化反应装置，工艺较氨‑硫铵法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业处理SO2
，尤其涉及一种酸-氨法脱除烟气中SO2的方法及装置。
技术介绍
烟气脱硫方法按脱硫剂的物相分类。大致可分为干法脱硫与湿法脱硫两类。干法脱硫：使用固相吸收剂、吸附剂或催化剂脱除烟气中的SO2。优点是无废酸、废水的处理设施，在SO2浓度较低的场合可以使用；缺点是脱硫效率较低且不稳定，设备庞大；吸附剂使用时间不长，需要定期更换，更换吸附剂劳动强度大，以造成粉尘二次污染；大部分吸附剂不能再生，造成运行成本高。湿法脱硫：一般采用碱性溶液或浆状溶液作为吸收剂脱除SO2。优点是脱硫效率较高且稳定，设备简单，操作容易，运行费用较低。由于使用不同的吸收剂会产生不同的副产物，对副产物的处理可分为抛弃法和回收法两种。抛弃法是将脱硫产生的副产物作废物抛弃。抛弃法处理简单，处理费用低，但需占用大量的堆置场地，还难免有二次污染，宝贵的硫资源也随之被浪费。回收法则需增加大量的投资及操作费用，但资源利用充分，二次污染少。目前国内外烟气脱硫工艺流程超过200多种，具有工业应用价值的不过十余种。最常用的是湿法脱硫，最常用的方法是石灰石/石灰法、氨法、钠法、双碱法等，在湿法脱硫技术中，石灰石/石灰法目前技术最为成熟，该工艺脱硫效率高(脱硫率90％以上)、吸收剂价廉且来源广，但该方法系统复杂、投资及能耗大，生产废渣应用价值不大，易造成二次污染。氨法(也称氨-硫铵法)氨是一种碱性吸收剂，其碱性强于钙基吸收剂，用氨吸收烟气中的SO2反应速度快，吸收效率高，吸收设备可大大缩小。氨-硫铵法脱硫回收SO2可分成四个主要步骤：吸收、再生、氧化和硫铵制取。氨-硫铵法副产物可用作肥料，由于氨为挥发性物质，不可避免要被烟气带走，在脱硫时伴有氨挥发损失，受烟气操作条件的限制，烟气温度越高，损失越大，烟气量越大，SO2浓度越低，被烟气带走的越多，损失越大，损失越大运行成本就高，氨法使用受限；氨-硫铵法得到的产物大部分为亚硫酸铵，需要在较高温度下用空气氧化成硫铵，亚硫酸铵氧化速度很慢，需要较大的氧化设备。其它钠法或双碱法成本同样高，副产品利用价值也不大，企业在经济上受到很大压力。当前，国家对空气质量愈来愈重视，对企业的环境保护压力愈来愈大，压力也是动力，作为环境保护工作者应把目光放在创新上，应在环境治理上使企业有经济效益，并同时开展资源化利用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种酸-氨法脱除烟气中SO2的方法及装置。本专利技术以廉价易得的水为溶剂，加入催化剂，采用液相催化法，将烟气中的SO2同步生成稀硫酸，然后用氨中和生成硫铵，烟气得到净化，并实现资源化利用。本专利技术的技术方案如下：一种酸-氨法脱除烟气中SO2的装置，所述反应装置包括用于鼓送烟气的鼓风机、与鼓风机相连的H2SO4反应设备，中和反应设备，硫酸铵结晶处理设备，水循环回收设备，所述H2SO4反应设备与中和反应设备之间，中和反应设备与硫酸铵结晶处理设备之间，硫酸铵结晶处理设备与水循环回收设备之间，水循环回收设备与H2SO4反应设备之间均通过管道和泵连接。进一步地，所述H2SO4反应设备包括泡沫反应塔，H2SO4贮槽，催化剂溶解槽，其中，催化剂溶解槽通过管道和泵与H2SO4贮槽连接，H2SO4贮槽与泡沫反应塔通过循环泵和循环管道连接；所述中和反应设备包括氨气贮罐，中和反应槽，中和反应液贮槽，螺杆泵，压滤机和硫酸铵溶液贮槽，其中，中和反应槽顶部与H2SO4贮槽、氨贮罐分别通过管道和泵连接，中和反应槽底部与中和反应液贮槽连接，中和反应液贮槽通过螺杆泵与压滤机连接；压滤机和硫酸铵溶液贮槽连接；所述硫酸铵结晶处理设备包括与硫酸铵溶液贮槽相连的蒸发器，与蒸发器相连的结晶槽，与结晶槽相连的离心机，与离心机相连的母液槽和干燥机，母液槽还与蒸发器相连；所述水循环回收设备包括与蒸发器相连的冷凝器，与冷凝器相连的冷凝液贮槽，所述冷凝液贮槽与H2SO4贮槽连接。所述泡沫反应塔采用多级泡沫反应塔进行串联，所述反应塔内设有反应板，反应板上设有多个小孔，最后一级泡沫反应塔内顶部设有除雾器。所述泡沫反应塔采用管道反应器替代，所述管道反应器内设置有雾化喷头。所述烟气制备H2SO4的反应设备包括管道反应器和催化剂溶解槽，管道反应器的底部与中和反应设备的前部连接，管道反应器内设置有雾化喷头，雾化喷头与中和反应设备的后部连接，中和反应设备的前部与后部之间设有石灰石脱硫剂层或氨脱硫剂层，所述中和反应设备的后部与催化剂溶解槽相连。本专利技术还提供一种酸-氨法脱除烟气中SO2的方法，所述方法利用上述装置实现，具体包括以下步骤：步骤(1)硫酸锰溶液由催化剂溶解槽以滴加的方式进入H2SO4贮槽中，再由循环泵送往H2SO4反应设备顶部，鼓风机加压将烟气送入H2SO4反应设备的底部，烟气与自上而下的硫酸锰溶液接触制备得到H2SO4，H2SO4和硫酸锰溶液流入H2SO4贮槽中，然后H2SO4和硫酸锰溶液再循环进入H2SO4反应设备顶部；步骤(2)H2SO4和硫酸锰溶液中的H2SO4浓度达到规定值后，通过泵连续引入至中和反应槽中，H2SO4和硫酸锰在中和反应槽中与液氨贮槽送来的氨气反应，得到混悬液，混悬液用过滤泵送往压滤机内进行过滤，滤液进入硫酸铵溶液贮槽中储存，过滤得到的氢氧化锰固体回收至催化剂溶解槽中溶解；得到的氢氧化锰固体还含有氢氧化铁等其他金属离子的氢氧化物，将混合固体回收至催化剂溶解槽中，氢氧化锰、氢氧化铁等能够在硫酸锰溶液中溶解回收，继续循环催化反应，即使固体不能完全溶解，随着制备得到硫酸的过程，氢氧化锰、氢氧化铁也会完全溶解。步骤(3)硫酸铵溶液通过泵进入蒸发器中蒸发得到硫酸铵过饱和溶液，硫酸铵过饱和溶液在结晶槽中冷却结晶，并采用离心机分离得到硫酸铵固体和母液，母液回收至母液槽，再泵入蒸发器中继续蒸发，硫酸铵固体进入干燥机中干燥；蒸发器蒸发的水蒸汽进入冷凝器冷凝，并储存在冷凝水贮槽中，再泵入H2SO4贮槽中循环利用。步骤(1)所述硫酸锰溶液催化反应时的浓度为0.5～1％，也可以在此浓度基础上进行调整。步骤(2)H2SO4和硫酸锰溶液中H2SO4浓度达到20～25％后，将溶液连续引出至中和反应槽中，如果溶液中H2SO4浓度超过25％时，不利于硫酸锰催化，降低催化效率。步骤(2)H2SO4、硫酸锰与氨气反应至pH8～9后停止反应。步骤(3)硫酸铵溶液蒸发温度达110～120℃，蒸发后的溶液比重符合要求的硫酸铵过饱和溶液，然后放入结晶槽冷却结晶，当温度下降至35～40℃时，进行离心脱水干燥，干燥后固体硫铵含水量达1.5％以下。本专利技术采用酸-氨法脱硫，为我国烟气污染物控制提出一条可行途径，酸-氨法脱除烟气中SO2获得硫铵的工艺原理如下：1.催化氧化制取稀硫酸水中加入催化剂硫酸锰，硫酸锰溶液吸收SO2采用泡沫塔或雾化管道反应器，烟气与硫酸锰溶液接触，烟气中的SO2与O2在硫酸锰的催化下，进行催化氧化反应同步生成稀硫酸，反应如下：2.氨中和生成硫铵生成的稀硫酸与氨反应生成硫铵，中和反应在中和器内进行，中和反应如下：2NH3+H2SO4＝＝(NH4)2SO4生成的硫铵溶液经浓缩、结晶、分离、干燥等工序获得硫铵产品。利用上述原理，本专利技术设计了酸-氨法脱硫的装置，烟气自下而上进入泡沫反应塔中，与自上而下的催化剂溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸‑氨法脱除烟气中SO2的装置，其特征在于，所述反应装置包括用于鼓送烟气的鼓风机、与鼓风机相连的H2SO4反应设备，中和反应设备，硫酸铵结晶处理设备，水循环回收设备，所述H2SO4反应设备与中和反应设备之间，中和反应设备与硫酸铵结晶处理设备之间，硫酸铵结晶处理设备与水循环回收设备之间以及水循环回收设备与H2SO4反应设备之间均通过管道和泵连接。

【技术特征摘要】
1.一种酸-氨法脱除烟气中SO2的装置，其特征在于，所述反应装置包括用于鼓送烟气的鼓风机、与鼓风机相连的H2SO4反应设备，中和反应设备，硫酸铵结晶处理设备，水循环回收设备，所述H2SO4反应设备与中和反应设备之间，中和反应设备与硫酸铵结晶处理设备之间，硫酸铵结晶处理设备与水循环回收设备之间以及水循环回收设备与H2SO4反应设备之间均通过管道和泵连接。2.如权利要求1所述的酸-氨法脱除烟气中SO2的装置，其特征在于，所述H2SO4反应设备包括泡沫反应塔，H2SO4贮槽，催化剂溶解槽，其中，催化剂溶解槽通过管道和泵与H2SO4贮槽连接，H2SO4贮槽与泡沫反应塔通过循环泵和循环管道连接；所述中和反应设备包括氨气贮罐，中和反应槽，中和反应液贮槽，螺杆泵，压滤机和硫酸铵溶液贮槽，其中，中和反应槽顶部与H2SO4贮槽、氨贮罐分别通过管道和泵连接，中和反应槽底部与中和反应液贮槽连接，中和反应液贮槽通过螺杆泵与压滤机连接；压滤机和硫酸铵溶液贮槽连接；所述硫酸铵结晶处理设备包括与硫酸铵溶液贮槽相连的蒸发器，与蒸发器相连的结晶槽，与结晶槽相连的离心机，与离心机相连的母液槽和干燥机，母液槽还与蒸发器相连；所述水循环回收设备包括与蒸发器相连的冷凝器，与冷凝器相连的冷凝液贮槽，所述冷凝液贮槽与H2SO4贮槽连接。3.如权利要求2所述的酸-氨法脱除烟气中SO2的装置，其特征在于，所述泡沫反应塔采用多级泡沫反应塔进行串联，所述反应塔内设有反应板，反应板上设有多个小孔，最后一级泡沫反应塔内顶部设有除雾器。4.如权利要求2所述的酸-氨法脱除烟气中SO2的装置，其特征在于，所述泡沫反应塔采用管道反应器替代，所述管道反应器内设置有雾化喷头。5.一种酸-氨法脱除烟气中SO2的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤(1)硫酸锰溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，殷在飞，殷梁淘，张秋林，殷颖，贾丽娟，
申请(专利权)人：昆明新光能源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53