本实用新型专利技术涉及锅炉烟气氨法脱硫装置，公开了一种新的塔器设备，主要分三个功能区：脱氨区、脱硫区和氧化结晶区。它在脱硫塔塔顶设置净化烟气出口；在塔体内上部设置了包括冲洗水分布器的气、液分离构件；在冲洗水分布器下方设置与脱氨循环吸收液进口相连接的脱氨循环吸收液分布器；在脱氨循环吸收液分布器下方设置脱氨区；在脱氨区下方设置与脱硫循环吸收液进口相连接的脱硫循环吸收液分布器；在脱硫循环吸收液分布器下方设置脱硫区；在脱硫区下方塔体上设置烟气进口；在烟气进口下方设置氧化结晶区。该设备的特点是投资低，能耗小，且烟气处理能力大，效率高，适合大规模工业化应用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一种逆流氨法脱硫装置
该技术属于清洁能源技术和洁净煤
，主要应用于火力发电站、工业燃煤或 燃油锅炉，以及冶金矿物烧结机烟气的S02废气回收净化，也可用于化工和环保领域。
技术介绍
以煤或石油为燃料的锅炉或火力发电厂排放大量烟气。这些烟气含有SOx、 NOx、 HC1 和HF等有害物质，其中SOx是形成酸雨的主要物质。随燃烧煤种的不同，SCb含量通常在 300 5000ppmv(1000 15000mg/Nm"之间。但是，烟气量十分巨大，以燃煤锅炉而论，蒸汽 规模从35T/h到2500T/h，发电机组容量6MW到IOOOMW，烟气量由5万Nm3/h到250万 Nm3， S02排放量1000吨/年到l00,000吨/年。由于S02是酸性气体，采用碱性水溶液脱吸烟 气中的SOx，即烟气脱硫(FGD)是有效的方法，具有广泛的应用价值。然而，现有的烟气脱硫技术中，广泛采用的仍然还是以石灰石为原料的石灰石 石膏法 (也称为钙法)，其脱硫副产品是石膏。由于石膏的用途很有限，脱硫副产的石膏以抛弃为主。 因此，这类方法称为抛弃法。抛弃法具有明显的缺点消耗新的自然资源；废气变废渣，带 来新的污染；同时排放C02，为温室气体，而且投资大，能耗高。合成氨是碱性物质，作为脱硫剂，可以生产高肥效的硫酸铵化肥。这种方法称为氨法脱 硫技术。中国是一个人口、粮食和化肥大国，化肥的产量折合为合成氨，相当于3500万吨/年。 以FGD技术可以解决2000万吨S02/年计算，需要提供合成氨1000万吨/年，占全国合成氨 总需求量不到30%,同时可生产4000万吨硫酸铵，产值近300亿元。另外，碳铵或尿素仅含 氮营养，而硫铵中同时含氮和硫营养。因此，硫铵是比碳铵和尿素更好的化肥，在中国具有 巨大的市场前景。但是，我国，乃至世界范围内，硫酸铵的产量都很低，基本上都是副产品， 几乎没有专门生产硫酸铵化肥的工厂。因此，发展以烟气脱硫为基础的硫铵化肥产业，对于 促进我国农业的发展具有重要意义。氨法脱硫技术对应的三个步骤如下(1) S02吸收，表现为水溶液中的酸碱反应，首先生成亚硫酸铵，反应如下-S02+H20+2NH3=(NH4)2S03 (亚硫酸铵)(2) 亚硫酸铵氧化为硫酸铵，化学反应也在水溶液中发生，反应如下 (NH4)2S03 +1/202 = (NH4)2S04 (硫酸铵)(3) 硫酸铵结晶，水溶液中的硫酸铵浓度超过溶解度后，会结晶析出固体硫酸铵颗粒。结 晶通常也被看作为一个化学反应，艮P:(NH4)2S04(L，液体硫酸铵"(NH4)2S04(S,固体硫酸铵)。 但是，与其他碱性物质不同的是，氨易挥发。传统的逆流接触式吸收塔，不论是喷淋塔、 填料塔还是板式塔，在位于塔顶部的接触点，吸收液中氨浓度最高，而气体相中S02浓度最 低。因此，氨在气相中的浓度将最高。这意味着氨随尾气溢出脱硫装置的量将很大。这既会 造成氨的浪费损失，又会造成新的污染。这个难题正是导致氨法脱硫技术在过去长期未能很 好发展的一个重要原因。
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述缺陷和不足，本技术从降低氨的挥发损失的角度，提出 了一种新的氨法烟气脱硫方法和装置，分别如附图1至2所示。本技术依据的新方法为一种逆流氨法烟气净化设备的脱硫方法，该方法包括三个步 骤，原烟气的一阶氨法脱硫净化；半净化烟气的二阶脱氨脱硫净化；对所述一阶、二阶净化 产生的亚硫酸铵溶液实施氧化结晶。实现该方法的装置可以是一种圆柱形或方形的塔式设备；它主要分为三个功能区脱氨区、脱硫区和氧化结晶区。(1) 脱氨区主要完成氨回收的任务，从脱硫区上来的己经脱出大部分二氧化硫的烟气含 有的氨气在这个区域被吸收，同时在脱硫区剩余的二氧化硫在这个区域进一步被吸收。该区 域的高度为H1，直径为D1。脱氨区位于脱氨吸收液分布器和脱硫吸收液分布器之间。(2) 脱硫区主要完成脱硫任务，烟气中的二氧化硫主要是在脱硫区被吸收液吸收变为亚 硫酸铵。该区域位于的高度为H2，直径为D2，位于脱硫吸收液分布器和溢流出口之间。(3) 从脱硫区和脱氨区下来的含有亚硫酸铵的吸收液体直接落入氧化结晶区。在这个区 域，亚硫酸铵被鼓入的空气氧化为硫酸铵，并使吸收液中的硫酸铵浓度增加，超过硫酸铵的 饱和溶解度，结晶析出固体硫酸铵。该区域的高度为H3，直径为D3，位于溢流出口和塔底 板之间。具体包括设置在塔顶中心的净化烟气出口，该出口可以是圆形，也可以是其它形状。 设置在塔体内上部的气、液分离构件；设置在气、液分离构件下方的与水进口相连接的冲洗水分布器；设置在冲洗水分布器下方的与脱氨循环吸收液进口相连接的脱氨循环吸收液分布器； 设置在脱氨循环吸收液分布器下方的脱氨区；设置在脱氨区下方的与脱硫循环吸收液进口相连接的脱硫循环吸收液分布器；设置在脱硫循环吸收液分布器下方的脱硫区；设置在脱硫区的烟气入口；设置在塔体上的吸收液溢流出口 ；设置在溢流出口下方的氧化结晶区；设置在氧化结晶区下部的循环吸收液出口，以及与吸收液出口相连接，并同塔体上部的 脱硫循环吸收液进口相连脱硫循环泵，和脱氨循环吸收液进口相连脱氨循环泵； 设置在氧化结晶区下部的母液回流入口； 设置在氧化结晶区下方的与空气入口相连接的空气分布器； 设置在空气分布器上部的搅拌器； 设置在空气分布器下部的搅拌器； 设置在空气分布器下部的硫铵料浆出口 ； 还包括连接塔体循环吸收液出口 ，脱硫循环泵和脱硫吸收液分布器的脱硫循环管； 连接塔体循环吸收液出口 ，脱氨循环泵和脱氨吸收液分布器的脱氨循环管； 以及设置在脱硫循环管上的进氨混合器。本技术的一个特征是，脱硫剂氨的加入接口设置在脱硫循环管线上，不设置在塔体 上，也不设置在脱氨循环管路上，目的是让将脱氨循环吸收液中的游离氨含量降低到最低程 度，使脱氨区成为以氨的吸收和二氧化硫的吸收同时存在的区域，甚至以氨吸收为主的区域， 最大限度减少尾气中的氨挥发损失。本技术的第二个特征是，脱氨区高度H1为l 10m，更好地在2 6m之间，烟气通 过脱氨区的空塔速度在l 5m/s之间，最好在2.0 3.5m/s之间，据此确定脱氨区的直径。 脱硫区的高度为5 20m，更好在8 15m之间，其直径与脱氨区相同。 氧化结晶区的高度在5 20m之间，最好在8 15m之间，其直径是脱氨区直径的1 2倍。本技术的第三个特征是，脱氨以及脱硫吸收液分布器包括一根总管，以及与总管相 连的若干根支管，和与支管相连接的喷嘴。总管和支观的内径大小按照吸收液在管内的流动 速度为1 5m/s而确定，更好按照1.5 2.51 /3确定。本技术的第四个特征是，所要求的喷嘴为螺旋喷嘴，螺旋的旋转匝数为2 5匝。螺 旋喷嘴的喷口内径在5 150mm之间，更好在20 80mm之间。喷嘴喷出的液体喷洒的角度 在50 160度之间，更好在80 130度之间。喷嘴个数的分布密度以对应区域的横截面积为 基础为0.3 5.0个喷嘴/m2，更好地为1 3个喷嘴/m2。本技术的第五个特征是，所要求的脱氨区，或者脱硫区的吸收液的喷淋密度，以对 应的横截面积为基础，为5 300m3/m2/h，更好为10 200m3/m2/h，最好为20 100m3/m2/h。 对应的循环泵流量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种逆流氨法脱硫装置，其特征在于， 所说的脱硫装置包括三个构件，即原烟气脱硫区的脱硫构件、初步净化烟气脱氨区的脱氨和补充脱硫构件、脱硫溶液氧化结晶区的氧化结晶构件； 所说的脱硫区设有烟气入口，优选为设置在脱硫区外壁上的一个矩形或近似矩形的入口，矩形入口的高度、长度比例为０．２～０．８； 最后净化后的烟气出口设置在离开脱氨区的一个上方位置，可以是烟气离开脱氨区以后方便继续上浮散逸的任意位置，优选为脱硫装置顶部的中央。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：娄爱娟，
申请(专利权)人：娄爱娟，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]
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