本发明专利技术公开了一种氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收工艺及系统。该工艺步骤：（１）烟气经除尘降温后与雾化的氨水混合进行脱硫；（２）对脱硫后的烟气进行除雾处理；（３）除雾过程中得到的脱硫溶液经５０℃－１３０℃的蒸发，得到含有浓缩硫酸铵的母液以及氨气和二氧化硫的混合气；（４）氨气和二氧化硫的混合气经吸收液吸收二氧化硫后，氨气再回烟气通道进行雾化脱硫，经过吸收液吸收二氧化硫后的富液进行解吸得到二氧化硫产品，解吸后的再生后的贫液进入吸收塔重新利用。该系统包括烟气通道、氨水喷雾器、除雾器、蒸发器、吸收塔和解吸塔。本发明专利技术取消了脱硫塔，仅依靠氨水雾化并经过传输烟道即可达到脱硫的目的，工艺简单、成本低，方便了操作，提高了处理效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适合于锅炉烟气、钢铁厂烧结烟气的脱硫及回收部分二氧化硫的工艺，属于烟气净化
技术介绍
烟气脱硫是目前控制大气二氧化硫污染的主要方法，二氧化硫排放量最大的行业之一是火力发电，其广泛采用的是石灰石石膏法脱硫工艺。其他行业如钢铁行业因烧结烟气风量大，二氧化硫浓度低，尚缺乏有效地脱硫措施。 目前烟气脱硫主要采用石灰石石膏法、氨法等脱硫方法。石灰石石膏法脱硫有较大缺陷，脱硫装置易结垢堵塞，操作费用高，产生的石膏堆存费用高，因此其应用受到了一定的限制。氨法脱硫是公认的一种易操作的脱硫方法，中国专利文献CN101549246曾针对炼钢厂烧结烟气的脱硫公开了一种《烧结烟气脱硫联合焦炉煤气脱氨循环工艺及循环系统》，包括如下步骤(l)以亚硫酸铵溶液作为脱硫剂来脱除烧结烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸氢铵溶液；(2)以步骤(1)得到的亚硫酸氢铵溶液作为脱氨剂脱除焦炉煤气中的氨，得到亚硫酸铵溶液，部分亚硫酸铵溶液用于步骤(1)中的脱硫剂，其余亚硫酸铵溶液氧化为硫酸铵溶液；(3)硫酸铵溶液经蒸发、结晶、分离、干燥后得到硫酸铵产品。然而，现有的湿法吸收脱硫系统均基于传统的气液反应和气体吸收理论和相关的设备设计，脱硫塔均需采用较大的液气比和较低的气速，设备庞大且效率较低，不适应大流量、低浓度的环境工程的需要。以钢铁厂烧结尾气中约400mg/m3的二氧化硫浓度为例，按18%质量浓度的氨水为吸收剂，每立方米烟气所需氨水量仅为1. 18ml，但设计规范或者实际采用液气比为21/m 扩大了近1700倍，石灰石石膏脱硫更是增加到8-251/m3，大大增加了系统的能耗和操作费用。 按照传质理论，以气膜传质阻力为主的吸收过程总二氧化硫去除量为 W = J = J J N :脱硫量Ky :气相传质总系数A :传质面积y :烟气中二氧化硫的摩尔分率 yi :吸收液对应的气相中饱和二氧化硫的摩尔分率，化学吸收时为0 Zfe& :气相中二氧化硫的分子扩散系数S :传质边界层厚度^ = ^(132:雾滴平均直径。 可以看出，改变液滴直径可以极大地改变传质面积，提高传质效率。 由于气液固多相流相对速度等条件限制，石灰石石膏脱硫中液滴直径约为1. 3-3mm，按251/i^的液气比，可以估算出总气液传质面积约为75m7i^烟气，以1. 5X105m3/h烟气量计，石灰石乳液循环量高达3750mVh。氨脱硫过程中，相同条件下，若将喷嘴喷出液滴降为2 ii m，按降低1000倍的25ml/m3的液气比，其总气液传质面积同样为75m2/m3烟气，同样以1. 5X 1()SmVh烟气量计，氨水量仅为3. 75mVh。因此降低液气比，降低喷雾雾滴的直径，可以极大地增加烟气中二氧化硫的去除率，减少设备尺寸。
技术实现思路
本专利技术针对现有烟气中二氧化硫去除技术存在的传统分离设备传质效率低、操作费用高、二次污染严重和资源消耗等问题，提供一种工艺简单、成本低、操作方便、处理效率高的氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收工艺。同时提供一种实现该工艺的氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收系统。本专利技术的氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收工艺，主要包括以下步骤 (1)烟气经除尘降温后，与雾化的氨水混合进行脱硫，雾化氨水与烟气中的二氧化硫反应后形成雾滴；雾滴中的主要成份为硫酸铵、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。 烟气的除尘降温是指向烟道中喷射水雾降低除尘烟气的温度，防止后续喷入的氨水水雾直接蒸发影响脱硫，也可以加大氨水喷射量达到同样目的。该过程可直接在烟气通道内发生，也可在烟气通道内设置静态混合器以强化气相传质过程，增加雾滴与烟气的湍流混合程度。 烟气降温也可采用步骤(2)除雾后得到的母液循环雾化降温。(2)对脱硫后的烟气进行除雾处理，脱除雾滴，将脱硫过程的气液相反应过程转化为快速的脱硫过程和除雾过程；这是本专利技术的关键所在，省略了独立的脱硫塔设备，仅依靠氨水雾化并经过传输烟道即可达到脱硫的目的，氨水和循环母液的喷雾量由脱硫效率和烟气降温幅度确定。(3)除雾过程中得到含硫酸铵、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的溶液，该溶液不再直接进行氧化处理，而是经50°C -1301:的蒸发分解，得到含有浓縮硫酸铵的母液以及氨气和二氧化硫的混合气；母液进一步蒸发得到固体硫酸铵结晶，该固体为混合物，含有一定量亚硫酸铵和烟尘中的颗粒物。(4)氨气和二氧化硫的混合气经吸收液吸收二氧化硫后，氨气再回烟气通道进行雾化脱硫，经过吸收液吸收二氧化硫后的富液进行解吸得到二氧化硫产品，解吸后的再生后的贫液进入吸收塔重新利用。吸收液为含亚硫酸钠或亚硫酸镁的溶液。 实现上述工艺的氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收系统采用以下技术方案 氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收系统包括烟气通道、氨水喷雾器、除雾器、蒸发器、吸收塔和解吸塔；氨水喷雾器安装在烟气通道内并与氨水供给管道相连，烟气通道与除雾器连接；除雾器的出口为烟气排空口，除雾器通过管路与蒸发器连接；蒸发器的上端通过管路与吸收塔连接；吸收塔的上端通过管路与氨水供给管道连接，底部通过管路与解吸塔的上端连接；解吸塔的底部通过管路与吸收塔的上端连接。 蒸发器的底部与烟气通道之间设有母液循环管路，母液循环管路与烟气通道内的母液喷雾器连接；以实现通过母液循环雾化对烟气降温。 可在烟气通道内设置静态混合器，以增加雾滴与烟气的湍流混合程度。 除雾器采用丝网塔或高压静电除雾器等不同结构形式的除雾器。优选高压静电除雾器。 除雾器和蒸发器之间设有沉淀槽，以沉淀吸收液中的烟尘颗粒。 蒸发器和解吸塔的顶部均可安装有真空泵，使之真空条件下操作，提高系统的生产能力。 蒸发器用于将除雾器得到的脱硫液蒸发，脱硫液含有硫酸铵、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵等，溶液在蒸发器中经50°C 13(TC蒸发，得到含硫酸铵的母液，母液进一步蒸发可得到 固体硫酸铵结晶，该固体为混合物，含有烟尘中被脱除的颗粒物。蒸发器溢出的混合气体经 吸收塔吸收，溢出的氨、水蒸汽冷凝后进入氨水喷雾器。吸收塔中的吸收液为含亚硫酸钠或 亚硫酸镁的溶液，吸收二氧化硫后的富液进入解吸塔得到二氧化硫产品，解吸塔中再生后 的贫液进入吸收塔重新利用。 本专利技术的脱硫原理如下 S02+2NH3+H20 = (NH4) 2S03 氨水喷雾后接的烟气管道长度可参照吸收塔高度计算公式<formula>formula see original document page 5</formula> h:管道长度q:液气比V :烟气流速^2雾化氨水的平均粒径Ky:以单位传质面积为基准的气相传质总系数yi y2 :分别为烟气中脱硫前后的二氧化硫浓度。本专利技术的蒸发及二氧化硫回收原理如下 在蒸发器中，将亚硫酸铵热分解 (NH4) 2S03 — S02+2NH3+H20 二氧化硫吸收塔中的反应为 Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03 二氧化硫解吸塔中的反应为 2NaHS03 — Na2S03+S02+H20 本专利技术可以灵活调节液气比，取消了脱硫塔，仅依靠氨水雾化并经过传输烟道即 可达到脱硫的目的，工艺简单、成本低，方便了操作，提高了处理效率。同时本专利技术取消了系 统的氧化设备，所得母液直接进行蒸发，母液回收制取硫酸铵，挥发的氨和未被氧化的二氧 化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氨水喷雾烟气脱硫及二氧化硫回收工艺，包括以下步骤：（１）烟气经除尘降温后，与雾化的氨水混合进行脱硫，雾化氨水与烟气中的二氧化硫反应后形成雾滴；（２）对脱硫后的烟气进行除雾处理，脱除雾滴，将脱硫过程的气液相反应过程转化为快速的脱硫过程和除雾过程；（３）除雾过程中得到含硫酸铵、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的溶液，该溶液不再直接进行氧化处理，而是经５０℃－１３０℃的蒸发分解，得到含有浓缩硫酸铵的母液以及氨气和二氧化硫的混合气；（４）氨气和二氧化硫的混合气经吸收液吸收二氧化硫后，氨气再回烟气通道进行雾化脱硫，经过吸收液吸收二氧化硫后的富液进行解吸得到二氧化硫产品，解吸后的再生后的贫液进入吸收塔重新利用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏继新，张明博，董菲菲，张慎平，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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