本发明专利技术公开了一种脱硫塔。本发明专利技术在吸收段上方设置氨回收段，防止氨从脱硫尾气中挥发损失。设置独立的烟气降温增湿段，采用饱和结晶的方法生产晶体硫铵，降低蒸汽能耗。整个脱硫系统，脱硫原料是氨和水，脱硫产品是固体硫铵，不产生任何形式的新的废水、废渣和废气。本发明专利技术变废为宝，化害为利，不产生二次污染。经过脱硫塔后，烟气中主要污染物的净化效率可以达到：ＳＯ↓［２］＝９５－９９．５％；ＳＯ↓［３］＝９９－１００％；ＨＣｌ＝９９－１００％；ＨＦ＝９９－１００％；ＮＯｘ＝１０－３０％；尘＝５０－９５％。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种脱硫塔。
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废气(烟气，烟道气)。这些烟气含有SOx、NOx、HCl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，SO2含量通常在300-5000ppmv(1000-15000mg/Nm3)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1000MW，烟气量由5万Nm3/h到250万Nm3，SO2排放量1000吨/年到100,000吨/年。由于SO2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。现有的成熟的工业化技术主要是以石灰石为原料的方法，由于石膏的用途较小，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CO2，为温室气体。以氨为原料的方法属于回收法，其反应原理如下 (硫酸铵)硫酸铵(简称硫铵)是一种高效化肥，其肥效比碳铵高一倍，比尿素也要高20％。原料氨中的有效氮N价值在18-19元/N，但是，在硫铵中，其价值可提高到30元/N，相当于SO2的价值达到400-500元/吨，或者煤中的硫的价值达到800-1000元/吨。因此，以氨为原料的FGD技术可以产生明显的经济价值。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，以氨为原料的烟气脱硫过程也存在很多技术上的难点。以氨为原料的烟气脱硫过程主要包括四个具体的过程(步骤)(1)SO2吸收 与基于石灰石为原料的石灰石—石膏法不同，由于氨易于挥发，在气体相中同时存在氨、SO2和SO3，因此，容易形成亚硫铵和硫铵雾，并以此雾核心，烟气中的饱和水蒸汽会凝结在这些雾上，形成浓密的白雾，一方面造成氨损失，另一方面造成二次污染。这也正式氨法过去长期未能很好解决的第一个关键技术难题。(2)亚硫铵氧化向亚硫酸铵水溶液鼓空气直接氧化，便可得到硫酸铵 亚硫铵氧化反应实际上在吸收过程中也会发生，只不过由于烟气中O2含量低，反应速度慢，氧化率较低，一般不予考虑。亚硫酸铵氧化和其他亚硫酸盐相比明显不同，NH4+对氧化过程有阻尼作用。文献阐述了这一独特性质，NH4+显著阻碍O2在水溶液中的溶解。当盐浓度小于0.5mol/L(约5％(wt))时，亚硫铵氧化速率随其浓度增加而增加，而当超过这个极限值时，氧化速率随浓度增加而降低。这也是氨法的第二个技术困难。另外，为了方便离心分离，硫铵的结晶体不能过小，一般应控制在0.2毫米以上。为了方便农民直接施肥，甚至需要大于0.5-1.0毫米以上的结晶体。因此，如何控制大颗粒硫铵结晶，直接便于农业使用，而不需要进行再次造粒，便成为该技术的第四个技术关键。(4)尾气夹带氨的回收如前所述，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SO2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塔的量将很大。这既会造成氨的浪费损失，又会造成新的污染。上述问题也是氨法在过去长期未能很好发展的一个原因。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是设计一种以氨为原料的新的脱硫塔，以克服现有技术存在的上述缺陷。本技术的脱硫塔，包括圆柱型或矩形的塔体；设置在塔体内顶部的氨回收段；设置在塔体内氨回收段下方的SO2吸收段；设置在SO2吸收段下方的中间隔板，隔板上设有用于烟气上升的具有升气帽的升气孔；设置在中间隔板下方的增湿降温段；设置在增湿降温段下方的下部隔板，下部隔板与增湿降温段之间的空腔为硫铵结晶段，下部隔板与塔体底部之间的空腔为氧化段；氨回收段上方设有与设置在塔体上的稀硫铵吸收液入口相连接的吸收液分布器；烟气入口设置在增湿降温段与硫铵结晶段之间，烟气入口的入口管线上设有降温增湿液入口；氧化段底部设有与设置在塔体上的空气入口相连接的空气分布器，氧化段上部设有空气出口，最好通过管线与烟气入口相连接；烟气出口设置在塔体顶部；SO2吸收段、靠近中间隔板处与氧化段通过中间管线相连接；增湿降温段的上方设有与设置在塔体上的循环吸收液入口相连接的循环液分布器；硫铵结晶段的底部设有硫铵料浆出口，通过管线并经输送泵与颗粒分级水力旋流器相连接。SO2浓度为1000-15000mg/Nm3，温度为110～180℃的含SO2的锅炉烟气先与重量浓度为3～30％的稀硫铵水溶液接触，初步降温增湿，将其温度降低到50～100℃，从中下部进入脱硫塔的增湿降温段，与自上而下的硫铵水溶液接触，降温增湿，烟气中的水汽含量接近饱和含量；烟气可以直接进入脱硫塔，或经过再热器降温以后再进入脱硫塔；烟气离开降温增湿段后进入脱硫塔上部的SO2吸收段，与自上而下的含稀硫铵和氨的吸收液接触，其中SO2大部分被吸收，吸收液中的氨与SO2反应生成亚硫铵，所说的亚硫铵为亚硫酸铵和亚硫酸氢铵混合物；气液体积流量比为200～2000，操作温度为40～60℃，喷淋密度为5～50m3/m2/h，稀硫铵吸收液中的硫铵重量浓度为3～30％。烟气随后进入脱硫塔顶部的氨回收段，与自上而下的稀硫铵吸收液接触，氨回收段具有吸收氨和进一步吸收SO2的双重功能，最后烟气通过出口管进入烟囱排放，此时烟气处于水汽饱和状态；气液比为200～2000，操作温度为40～60℃，喷淋密度为5～50m3/m2/h；所说的稀硫铵吸收液为硫铵和水的混合溶液，来源于液氨、氨水或碳铵和水； 从顶部进入脱硫塔的稀硫铵吸收液，依次经过氨回收段和SO2吸收段后，变为了稀亚硫铵和硫铵的混合溶液，通过中间管线进入位于脱硫塔底部的氧化段，与从脱硫塔底部鼓入的空气所氧化，亚硫铵与空气中的氧反应生成硫铵，形成稀硫铵水溶液，氧化效率可以达到99％以上；以稀硫铵吸收液总重量计，空气鼓入量为1～100m3/kg，操作温度为40～60℃；氧化段的稀硫铵水溶液通过吸收液循环泵输部分送到氨回收段，作为吸收液，部分送到脱硫塔的增湿降温段；送到脱硫塔的增湿降温段的稀硫铵水溶液的重量为总重量的1～10％；在增湿降温段稀硫铵水溶液被浓缩，进入增湿降温段下方的硫铵结晶段，由于稀硫铵水溶液不断与高温的烟气接触，稀硫铵水溶液中的水不段被蒸发，硫铵处于过饱和的状态，在硫铵结晶段析出结晶，获得含有晶体状固体硫铵的硫铵料浆，硫铵结晶段中硫铵固体的重量浓度控制在5-20％；硫铵结晶段操作温度为40～60℃；硫铵料浆经过泵输送进入颗粒分级旋流器，分出的含有粒径大于200微米的硫铵晶体颗粒的稠液进入离心机，分离得到固体硫铵，即商品硫铵，旋流器上部清夜回流到脱硫塔的烟气增湿降温段，离心机的母液也回流到脱硫塔的降温增湿段。经过脱硫塔后，烟气中主要污染物的净化效率可以达到SO2＝95-99.5％；SO3＝99-100％；HCl＝99-100％；HF＝99-100％；NOx＝10-30％；尘＝50-95％。尾气中SO3、HCl和HF等强酸性物质，尤其是形成酸露点腐蚀的SO3基本上全部被清除了。由上述公开的技术方案看见，本技术的脱硫塔，能够克服现有技术存在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脱硫塔，包括圆柱型或矩形的塔体（１０１），其特征在于，还包括： 设置在塔体（１０１）内顶部的氨回收段（１０２）； 设置在塔体（１０１）内氨回收段（１０２）下方的ＳＯ↓［２］吸收段（１０３）； 设置在ＳＯ↓［２］吸收段（１０３）下方的中间隔板（１０４），中间隔板（１０４）上设有用于烟气上升的具有升气帽（１０５）的升气孔（１０６）； 设置在中间隔板（１０４）下方的增湿降温段（１０７）； 设置在增湿降温段（１０７）下方的下部隔板（１０８），下部隔板（１０８）与增湿降温段（１０７）之间的空腔为硫铵结晶段（１０９），下部隔板（１０８）与塔体（１０１）底部之间的空腔为氧化段（１１０）； 氨回收段（１０２）上方设有与设置在塔体上的稀硫铵吸收液入口相连接的吸收液分布器（１１１）； 烟气入口（１１３）设置在增湿降温段（１０７）与硫铵结晶段（１０９）之间，烟气入口（１１３）的入口管线（１１８）上设有降温增湿液入口（１１９）； 氧化段（１１０）底部设有与设置在塔体上的空气入口相连接的空气分布器（１１２），氧化段（１１０）上部设有空气出口（１２０）； 烟气出口（１１４）设置在塔体（１０１）顶部； ＳＯ↓［２］吸收段（１０３）、靠近中间隔板（１０４）处与氧化段（１１０）通过中间管线（１１５）相连接； 增湿降温段（１０７）的上方设有与设置在塔体上的循环吸收液入口相连接的循环液分布器（１１６）； 硫铵结晶段（１０９）的底部设有硫铵料浆出口（１１７）；。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖博文，
申请(专利权)人：上海申川环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]
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