一种以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺及设备制造技术

本发明专利技术涉及一种以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺及设备，利用焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆通过焚烧使硫转化为SO2，高温烟气经换热和冷却后,烟气中的SO2与脱硫液中氨反应生成(NH4)2SO3，含有(NH4)2SO3的脱硫液经空气氧化生成硫铵。本发明专利技术的生产工艺方法生产硫铵产品，解决了低品质硫浆进一步分离加工的问题和氨水无法销售的问题，同时利用硫浆替代生产硫铵时所需外购的硫酸，资源得到综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤化工
，特别涉及焦炉煤气净化工程中脱硫和脱氨工艺及装置。
技术介绍
在炼焦过程中，焦炉煤气中约含4 8g/m3的H2S和O. 15 2g/m3的HCN。若不脱除，含有H2S和HCN的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2和NOx，从而造成严重的大气污染。目前焦炉煤气脱硫工艺技术中，广泛采用湿式氧化脱硫工艺，代表工艺是FRC工艺和PDS工艺。该工艺的脱硫液以煤气中的氨为碱源。煤气中H2S通过脱硫液的吸收、氧化再生转化为硫磺、硫代硫酸铵和硫氰酸铵的硫浆，该工艺的优点是脱硫效率高，无需外加碱，操作费用低。缺点是硫浆中杂质含量高，硫浆无法作为产品进行销售，需要进一步的分离 加工。而此加工工艺复杂、能耗大和投资高，所得产品无经济效益，并形成二次污染。焦炉煤气中氨回收技术广泛采用吸收法脱除煤气中的氨，采用硫酸吸收——结晶法生产硫铵工艺的特点是工艺流程简单，但工艺介质腐蚀严重，设备维修费用高，同时还需要外购硫酸；采用磷酸吸收——解吸法生产液氨或氨水工艺特点是工艺流程简单，运行费用低。缺点是受到用户条件、储存及运输等限制，液氨或氨水做为产品销售存在一定困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺和设备，该工艺以焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆和焦炉煤气回收氨产生的氨水(或无水氨、氨汽)为原料，通过本专利技术的生产工艺方法生产硫铵产品，解决了低品质硫浆进一步分离加工的问题和氨水无法销售的问题，同时利用硫浆替代生产硫铵时所需外购的硫酸，资源得到综合利用。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现一种以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺，利用焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆和氨水为原料生产硫铵，具体步骤如下I)焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆经蒸发浓缩后，在燃烧炉中与煤气和空气混合燃烧使硫转化为SO2，高温烟气经废热锅炉换热后送至蒸发结晶器；在烟气进入蒸发结晶器前掺入空气；2)在蒸发结晶器中烟气经硫铵母液喷淋冷却，饱和烟气经风机加压后送至冷却器，烟气冷却后进入脱硫塔；3)在脱硫塔中，烟气与含氨脱硫液逆流接触，烟气中的SO2与脱硫液中的氨反应生成(NH4 )2S03，脱除烟气中的SO2，同时烟气中的O2对(NH4 )2S03进行氧化，使脱硫液中的(NH4)2S03 转化为(NH4)2SO4 ；4)脱硫塔中的脱硫液自流至硫铵母液槽，经空气氧化后转化为硫铵母液，硫铵母液经泵送至蒸发结晶器浓缩后，将硫铵母液送硫铵结晶装置经真空蒸发提取硫铵结晶。 所述的焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆中，硫磺、硫代硫酸铵盐、硫氰酸盐等其它盐类和水的含量无严格要求。所述的氨水中，是氨重量百分比为15 20%的氨水；也可将无水氨或氨汽与脱硫液配制成混合液代替氨水。所述的燃烧炉中，空气过剩系数为I. 2^1. 3 ;燃烧炉内温度为100(Γ1200 。烟气中的SO2、SO3的浓度无严格要求。所述废热锅炉换热后烟气温度为35(T500°C，利用废热锅炉出口的高温烟气显热作为硫铵母液在结晶器中浓缩时蒸发水分的热源，并采用向高温烟气中掺入烟气量 O.6^1. 5倍的空气方式调整混合后烟气温度和流量，实现控制蒸发结晶器的操作温度。进入蒸发结晶器的烟气与硫铵母液逆流接触，水分蒸发硫铵母液浓缩，烟气被冷却为饱和烟气，将硫铵母液蒸发的水汽带出。所述蒸发结晶器出口的饱和烟气经风机加压送至冷却器冷却后进入脱硫塔，烟气冷却后的温度5(Γ70 。C ;冷凝液外排或部分送脱硫塔，维持脱硫系统的操作温度和水平衡。所述脱硫塔操作温度控制在50 70 。C，脱硫液的PH值为6. 0^6. 5。实现所述工艺的以硫浆和氨水为原料生产硫铵的设备，包括燃烧炉、废热锅炉、蒸发结晶器、母液加热器、冷却器、脱硫塔、硫铵母液槽；燃烧炉出口与废热锅炉通过烟气通道连接，废热锅炉出口通过烟气通道与蒸发结晶器相连，蒸发结晶器通过循环泵与母液加热器相连，母液加热器出口通过管道与蒸发结晶器内上部喷头相连，蒸发结晶器顶部出口通过风机与冷却器相连接，冷却器出口与脱硫塔下部相连接；脱硫塔中部和上部脱硫液管设有氨水入口，脱硫塔底部通过溢流通道与硫铵母液槽相通，硫铵母液槽通过硫铵母液泵的连接管道与蒸发结晶器连接；蒸发结晶器底部设有含结晶的硫铵母液出口，与硫铵结晶装置相连接。所述的蒸发结晶器外设母液加热器，底部设有循环泵，通过循环泵将硫铵母液送至加热器加热后送蒸发结晶器上部进行喷淋；母液加热器对循环母液加热，为硫铵母液蒸发提供辅助热源，保持蒸发结晶器内硫铵母液水平衡。所述的脱硫塔为两段，下段为空喷段，上段为填料段，脱硫塔上部设有扑雾层。所述的以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺，以氨水浓度为15 20%为原料，蒸发结晶器内的硫铵母液经冷却烟气和母液加热器供热，水分蒸发使硫铵母液中硫铵浓度达到3(Γ42%，蒸发结晶器底部的硫铵母液送至硫铵结晶装置经真空蒸发提取结晶；以含氨99. 8%的无水氨为原料，蒸发结晶器内的硫铵母液经冷却烟气和母液加热器供热，使硫铵母液中水分蒸发形成过饱和溶液，在蒸法结晶器底产生结晶，将结晶送至结晶装置进行分离。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是该工艺以焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆和焦炉煤气回收氨产生的氨水为原料，通过本专利技术的生产工艺方法生产硫铵产品，解决了低品质硫浆进一步分离加工的问题和氨水无法销售的问题，同时利用硫浆替代生产硫铵时所需外购的硫酸，资源得到综合利用。附图说明图I是本专利技术的工艺流程图。图中1-燃烧炉2-废热锅炉3-蒸发结晶器4-风机5-循环泵6_结晶泵7-冷却器8-脱硫塔 9-下段循环泵10-上段循环泵 11-硫铵母液槽12-硫铵母液泵13-母液加热器具体实施例方式下面结合附图和实例对本专利技术的工艺及设备作进一步详细描述。焦炉煤气湿式氧化脱硫(氨法)工艺产生的硫浆经蒸发浓缩后硫浆含水量达到重量百分比35飞0%。硫浆经泵送至燃烧炉1，硫浆经雾化喷嘴喷入燃烧炉，煤气和空气经风机加压后送入燃烧炉I内混合燃烧，空气过剩系数控制在I. 2^1. 3范围。燃烧炉内的温度达到100(Γ1200 。C，硫浆中硫转化为SO2,高温烟气经废热锅炉2换热，高温烟气温度降至35(T500 ° C后送至蒸发结晶器3，为了降低蒸发结晶器的操作温度，烟气在进入蒸发结晶器前掺入空气降低烟气温度至15(Γ250 。C，掺入空气量控制在烟气量的O. 6^1. 5倍的范围内。烟气由蒸发结晶器中部进入，由硫铵母液泵12将硫铵母液槽11的硫铵母液送至蒸发结晶器3下部，硫铵母液含硫铵浓度为3(Γ42%。硫铵母液经循环泵5送至母液加热器13，加热后进入蒸发结晶器上部喷淋冷却，硫铵母液中的水分蒸发使烟气冷却并饱和。同时硫铵母液水分蒸发使硫铵浓度增加，硫铵母液经结晶泵6送至硫铵结晶装置经真空蒸发提取结晶。蒸发结晶器出口的饱和烟气经风机4加压后进入冷却器7，烟气经冷却器冷却至45 55°C后进入脱硫塔8 ;烟气冷却产生的冷凝液外排或部分送脱硫塔。进入脱硫塔的烟气与脱硫液逆流接触，脱硫塔设有两段脱硫段，下段为空喷段，上段为填料段。各段分别设有脱硫液循环泵，如图I中所示下段循环泵9和上段循环泵10。塔底脱硫液经下段循环泵9送至脱硫塔8中部空喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以硫浆和氨水为原料生产硫铵的工艺，其特征在于，利用焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺产生的硫浆和氨水或无水氨、氨汽为原料生产硫铵，具体步骤如下：1）焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺产生的硫浆经蒸发浓缩后，在燃烧炉中与煤气和空气混合燃烧使硫转化为SO2，高温烟气经废热锅炉换热后送至蒸发结晶器；在烟气进入蒸发结晶器前掺入空气；2）在蒸发结晶器中烟气经硫铵母液喷淋冷却，饱和烟气经风机加压后送至冷却器冷却后进入脱硫塔；3）在脱硫塔中，烟气与脱硫液逆流接触，烟气中的SO2与脱硫液中氨反应生成（NH4）2SO3，脱除烟气中的SO2，同时烟气中的O2对（NH4）2SO3进行氧化，使脱硫液中的（NH4）2SO3转化为（NH4）2SO4；4）脱硫塔中的脱硫液自流至硫铵母液槽，经空气氧化后转化为硫铵母液，硫铵母液经泵送至蒸发结晶器浓缩后，将硫铵母液送硫铵结晶装置经真空蒸发提取硫铵结晶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫东，
申请(专利权)人：张卫东，
类型：发明
国别省市：