治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺，首先用高炉生产磷酸后的炉煤气制备合成氨，用水溶解合成氨，再加入制备合成氨时分离出的ＣＯ２，得碳酸氢铵溶液，喷入火电厂尾气处理塔，析出固体亚硫酸铵并生成部分亚硫酸氢铵溶液，用固体亚硫酸铵和高炉磷酸制备磷铵，并同时放出高浓度ＳＯ２，ＳＯ２氧化后送入吸收塔经循环吸收，即得硫酸，与现有技术相比，本发明专利技术将现有的火电厂尾气污染治理转变到使污染源变为新资源，污染物变为新财富的循环经济开发模式，并将火电厂的余汽潜热用于合成氨工艺，使电厂的热效率得到约１．５～２．５％的提高，实现了火电行业的可持续发展，形成了煤、电、磷一体化循环经济创新工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染治理
，特别是涉及一种治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺。
技术介绍
我国是煤碳资源相对丰富的国家，但缺油少汽，所以煤能源在我国能源结构中占有很重要的地位，而煤能源中火力发电又占有绝对优势，对国计民生的贡献具有重大的基础功能作用，作为典型传统火电行业发展到今天，虽然具有能大规模生产的突出优势，但是(1)它的固体排渣、含302、0)2等尾气的废渣、废气污染严重。截至今天，国内外形成了钙法、镁法、钠法、高能物理法、海水法等各种废气处理方法，但至今在大型火电行业对废气中S02的治理方面以钙法为代表的FGD技术(即烟气脱硫技术的简称)占有绝对的优势，其所占治理份额高达约90% ;对于治理比重占有如此重要的这项技术，它仍有非常明显的缺陷，因为它只不过把尾气中大量的S02演变成地上更为大量的CaS03 2H20(亚硫酸钙)；长久以往，如此巨量的废渣所形成的白色污染对生态环境造成的负面影响难以估量的。(2)尽管大型火电企业的热效率通过长期努力已达35%左右，就是特大型超临界火电企业其热效率也仅为40%左右，再从火电专业化方向去努力，哪怕再提高1%的热效率都是十分困难。(3)投入大量财力、物力、付出重大社会成本，火电企业仅仅只得到单一的产品电，虽然它为社会各界之所需，但从社会的角度而言，显得付出与产出仍很不相称。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺，具体来讲就是结合高炉磷酸技术来治理火电厂尾气中的S(^污染，并同时开发副产品高效复肥磷铵和硫酸，同时又将火电厂发电后的部份余汽潜热用于高炉磷酸多余炉煤气制合成氨系统，从而形成新的创新循环工艺，实现了火电厂循环经济开发，变废为宝，节省成本，提高能源利用的目的。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案 治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺 (1)用高炉生产磷酸后的炉煤气制备合成氨，其工艺是将炉煤气引入脱硫工序，然后进入催化变换工序使炉煤气中的CO与水蒸气反应制备H2，然后分离炉煤气中的C02和N2，经铜洗工序进一步脱除炉煤气中剩余的C0，分离出的N2按照H2 : N2 = 3 : l的比例补入H2中，混合后进入合成塔制备合成氨； (2)将(1)制得的氨合成用水溶解再加入(1)中分离出的(A，得碳酸氢铵溶液，喷入火电厂尾气处理塔，析出固体亚硫酸铵并生成部份亚硫酸氢铵溶液，将固体亚硫酸铵和高炉法生产的磷酸加入磷铵反应器，即生成磷铵，并同时放出高浓度的S(^，将高浓度的S02氧化成S03后送入吸收塔经循环吸收，即得硫酸。 上述循环工艺中将亚硫酸氢铵溶液用碳铵中和后生成亚硫酸铵溶液，喷入火电厂尾气处理塔，循环吸收尾气中的S02。 前述治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺将火电厂的余汽潜热， 经过再加热后形成高压蒸汽引入合成氨动力系统，然后将用于动力系统后的蒸汽再用于催 化变换工序。 与现有技术相比，本专利技术将高炉磷酸的生产结合应用于传统火电行业，将现有的 火电厂尾气污染治理转变到使污染源变为新资源，污染物变为新财富的循环经济开发模 式，并将火电厂的余汽潜热用于合成氨工艺，使电厂的热效率得到约1.5 2.5%的提高， 形成煤、电、磷一体化循环经济创新工艺，帮助火电行业实现可持续发展。具体实施例方式高炉磷酸的制备将磷矿石初步粉碎，按照焦或煤磷矿石灰石硅石= i : i : 0.2 : o. 3的重量比配料，送入高炉进行冶炼，高炉冶炼出来的高炉气先经湿式 水浴除尘器进行第一级泥磷回收，经第一级泥磷回收后的高炉气中未除去的含磷粉尘，再 进入第二级泥磷回收装置喷射除尘器，喷射除尘器可以进一步降低高炉气的温度，又利于 泥磷粉尘的进一步回收，还未除去的很细泥磷再经第三级文氏管泥磷回收装置，其回收效果最终可达98%以上，经三级回收后的多余炉煤气引入储气柜备用。收集回收的三级泥 磷，送入泥磷沸腾焙烧炉中进行泥磷氧化燃烧，泥磷氧化燃烧的温度控制在800 IOO(TC， 所需的空气量为泥磷中所含纯磷氧化时所需空气量的1. 5 2倍，泥磷沸腾焙烧的炉气含有较大量的粉尘，所以采用立式多烟道自然循环锅炉来回收热量，这样可联产汽包压力约2. 5Mpa的中温中压蒸汽。经热量回收后的含&05的炉气采用常规方法循环吸收，制备磷酸。 合成氨的制备(l)虽然经三级泥磷回收后的炉煤气得到很好的除尘脱硫处理， 但仍难免有少量的有机硫如CS2、 COS和无机硫，为此，由储气柜将炉煤气引入栲胶法脱硫 工序，将炉煤气中的硫含量降到0. 1 0. 3g/m3 ; (2)经脱硫工序后的炉煤气进入催化变换 工序，使炉煤气中的CO与水蒸气反应制备H2，共分两个阶段，第一阶段为高温变换工序，使 用Fe-Cr系高变催化剂，温度控制在300 530°C ;第二阶段是低温变换工序，使用Co-Mo系 宽温变换催化剂，温度控制在200 470°C ; (3)进入变换吸附工序，分离出炉煤气中C02和 K，得到较纯净的H2 ; (4)经过铜洗工序进一步脱除炉气中剩余的CO，避免合成氨的催化剂 中毒；(5)根据H2 : N2 = 3 : 1的比例，补充H2中不足的N2 ;混合后进入高压合成塔制取 合成氨。 火电厂污染的治理用水溶解合成氨制成氨水再将氨水与变换工序分离出的部份 C02 —并加入碳化塔制成碳酸氢铵溶液，喷入火电厂1#尾气处理塔和2#尾气处理塔，经2段 逆流回收，吸收尾气中的S(^，生成固体亚硫酸铵和亚硫酸氢铵溶液，将分离出的亚硫酸铵 和高炉法生产的磷酸加入磷铵反应器，即生成磷铵，并同时放出高浓度的SOy将放出的S02 通过配气器与鼓入的空气混合配成含S028 11 %的炉气送入装有钒触煤的1#接触转化器 和2#接触转化器，经2次转化后生成S03，将含S03的炉气送入吸收塔，经2次吸收后即生 成产品98%的硫酸。还可将硫酸进一步加工，制成硫酸铜、硫酸锌等多种硫酸盐产品。 循环利用将亚硫酸氢铵溶液用碳铵中和后生成亚硫酸铵溶液，用它再喷入尾气 处理塔吸收尾气中的S(^，形成不断再生，不断吸收S02的尾气处理循环系统。 火电厂余汽潜热的利用 火电厂的余汽潜热引入高炉磷酸炉煤气制合成氨系统，然后将用于动力系统后的蒸汽再用于催化变换工序。 经过以上的循环工艺，实现了煤、电、磷一体化循环经济开发新模式，使火电厂废气中的S(^得到很好开发，从而实现火电企业从只生产唯一产品电发展到高效复肥，硫酸及硫酸盐多种产品的开发，同时也使各种产品生产能耗得到较大降低的多重效果目的。权利要求一种治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺，其特征在于(1)用高炉生产磷酸后的炉煤气制备合成氨，其工艺是将炉煤气引入脱硫工序，然后进入催化变换工序使炉煤气中的CO与水蒸气反应制备H2，然后分离炉煤气中的CO2和N2，经铜洗工序进一步脱除炉煤气中剩余的CO，分离出的N2按照H2∶N2＝3∶1的比例补入H2中，混合后进入合成塔制备合成氨；(2)将(1)制得的合成氨用水溶解再加入(1)中分离出的CO2，得碳酸氢铵溶液，喷入火电厂尾气处理塔，析出固体亚硫酸铵并生成部份亚硫酸氢铵溶液，将固体亚硫酸铵和高炉法生产的磷酸加入磷铵反应器，即生成磷铵，并同时放出高浓度的S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治理火电厂尾气污染并副产磷铵及硫酸的循环工艺，其特征在于：　　（１）用高炉生产磷酸后的炉煤气制备合成氨，其工艺是将炉煤气引入脱硫工序，然后进入催化变换工序使炉煤气中的ＣＯ与水蒸气反应制备Ｈ↓［２］，然后分离炉煤气中的ＣＯ↓［２］和Ｎ↓［２］，经铜洗工序进一步脱除炉煤气中剩余的ＣＯ，分离出的Ｎ↓［２］按照Ｈ↓［２］∶Ｎ↓［２］＝３∶１的比例补入Ｈ↓［２］中，混合后进入合成塔制备合成氨；　　（２）将（１）制得的合成氨用水溶解再加入（１）中分离出的ＣＯ↓［２］，得碳酸氢铵溶液，喷入火电厂尾气处理塔，析出固体亚硫酸铵并生成部份亚硫酸氢铵溶液，将固体亚硫酸铵和高炉法生产的磷酸加入磷铵反应器，即生成磷铵，并同时放出高浓度的ＳＯ↓［２］，将高浓度的ＳＯ↓［２］氧化成ＳＯ↓［３］后送入吸收塔经循环吸收，即得硫酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马叔骥，李丹宁，马骏，
申请(专利权)人：马叔骥，贵州科学院，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]