一种湿硫铵产品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种湿硫铵产品及其制备方法，所述方法包括如下步骤：洗涤吸收，氧化结晶和固液分离。本发明专利技术还公开的湿硫铵产品，其含水量为2.0～12.0%，优化地在3%～8%之间，还含有氯离子，质量含量在0.2%～2.0%之间，还包括镁离子，少量的铁离子和钙离子等，甚至微量的铜离子和锰离子，和痕量的汞离子等，还包括其他阴离子，比如亚硝酸根离子和硝酸根离子，氟离子等，该产品可作为生产其他化肥的中间体。本发明专利技术的方法简单，设备投资低，能耗低，容易在生产过程中实现，使得现有的氨法烟气脱硫过程表现出更好的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种硫铵产品，以及从烟气中回收二氧化硫生产该硫铵产品的方法，尤其涉及烟气脱硫并生产硫铵化肥的方法，属于电力、冶金、环保和化工的
。
技术介绍
以煤或石油为燃料的锅炉或火力发电厂，以及以铁矿石为原料的钢铁厂烧结机排放大量烟道气。这些烟气含有SOx、NOx, HCl和HF等有害物质，其中硫氧化物SOx，主要包括SO2，还有少量的SO3，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)，HCl含量在10~IOOppmv之间。但是，烟气量十分巨大，一台1000MW，烟气量达到250万Nm3。由于SOx是酸性气体，采用碱性水溶液脱吸烟气中的SOx，即烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization, FGD)是有效的烟气净化方法，具有广泛的应用价值。现有技术中，主要的脱硫技术路线有如下几种:1.石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺它是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺，在美国、德国和日本，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上，应用的单机容量已达100万千瓦。它的缺点是占地面积大。没有预留脱硫场地的情况下，企业采用该工艺有较大难度。它的一次性建设投资比其它工艺要高很多。其副产品应用价值不大。2.喷雾干燥法脱硫工艺它以石灰为脱硫吸收剂，脱硫率可达85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家应用范围比例约达8%。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。3.炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺它是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。它以石灰石粉为吸收剂，脱硫率可达65-80%。4.烟气循环流化床脱硫工艺它由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成，采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。其副产物呈干粉状，易逃逸产生二次污染，可作废矿井回填、道路建设材料等。5.海水脱硫工艺它利用海水做脱硫剂，适合在滨海地区建设，但是烟气脱硫后产生的重金属沉积和对海洋环境的损害不容忽视。6.电子束法脱硫工艺其中，烟气通过冷却塔流进反应器，在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入，经电子束照射后，SO5^p NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸硝酸。二者与共存的氨进行中和反应，生成副产品粉状微粒。该技术的推广极为缓慢。7.氨水洗涤法脱硫工艺它以氨水为吸收剂，副产品是硫酸铵化肥，脱硫效率高，建设成本低，占地小。和其他技术相比，项目推广的增长速度最快。从现有技术的发展看，成熟的工业化技术主要是第I种(石灰石-石膏湿法脱硫工艺)，即以石灰石，即碳酸钙为原料的方法，吸收剂为超细石灰石(325目)配制的浆液，生成石膏，并释放出废气二氧化碳，其反应原理如下:SO2 十 H2CHCaCO3(石灰石)+1/202 = CaSO4.2H20 丨(石骨)十 CO2 丨 (I)石膏可以回收利用，比如加工成为水泥的添加剂，或者直接加工成为石膏板砌块，也由于其中的杂质含量高，包括烟尘含量导致不能满足质量标准，尤其是其中的氯离子含量过高，使得无法作为建筑原材料，因此，传统的石灰石方法都必须要配套建设一个除去氯离子的废水处理设备，无疑增加了设备投资和脱硫成本，而且还导致了废水排放。与以石灰石为原料的方法相比，以氨为原料的方法生产硫酸铵，或称硫铵化肥，属于回收法，或称为氨法烟气脱硫技术，其反应原理如下:SO2 + H20+2NH3+l/202= (NH4) 2S04 (硫铵，或称硫铵)(2 )很显然，这是一个“绿色技术”，它等同于以废弃的烟气，低廉的水和空气为原料，生产比石膏更高价值的硫铵化肥，无疑具有更好的经济和环保效益。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5000万吨/年。以FGD技术可以解决2 000万吨SO2/年计算，需要提供合成氨1000万吨/年，占总需求量的五分之一，因此，具有丰富的原料供应。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。现有的氨法脱硫技术主要有:1.电子束氨法与脉冲电晕氨法。其工业应用前景并不看好。2.TS、PS等简易氨法。它易形成二次污染，推广难度很大。3.湿式氨法。湿法氨法脱硫工艺最早由克卢伯公司开发于20世纪70年代。能捷斯-比晓夫公司对传统湿式氨法脱硫技术进行了改造，发展出了 AMASOX湿式氨法脱硫工艺。20世纪90年代，美国GE公司也开发了 GE氨法，并在美国威斯康辛州KENOSHA电厂建设了一个500MW的湿式氨法脱硫示范装置。以氨为原料，烟气中的其他酸性物质，尤其HCl也主要会变为铵盐，即氯化铵。氯化铵会伴随着产品硫铵排出脱硫装置，或称脱硫过程，或称脱硫系统。但是，氯化铵，或具体而言，就是氯离子在其中的浓度或富集度，或称含量对于装置设备材质的选择，尤其是防腐蚀等级的要求起着决定性作用。氯离子浓度过高，腐蚀性大，需要选择价格十分昂贵的高级不锈钢材料，比如所谓的高铬含量的双相不绣钢，和高镍高铬高钥含量的哈氏合金材料。即使如此，其寿命也难以得到保证。此外，硫铵，或称硫酸铵，(NH4)2SO4,为一种既含有氮元素，又含有硫元素的双效农用化肥。尤其它是一种偏酸性，且不含氯元素的氮肥，特别适合水果、蔬菜、烟草、糖料、油料等经济性农作物，和草原、树木等的生长。硫铵的氮元素肥效是所有氮肥品种中最高的，比尿素还高20%。传统的生产硫铵的方法是以硫酸和合成氨为原料，硫酸以硫磺或硫铁矿为原料，且硫酸主要作为磷肥生产的原料。中国是一个粮食和化肥大国，但硫资源贫乏，每年需要从国外进口硫磺近1000万吨，致使很少有以硫铵化肥为目标产品的企业。硫铵可以直接使用作为化肥，也可以和其他品种，比如磷铵，尿素，以及硫酸钾/氯化钾，氯化铵等混合成为一种复合肥，使其成为一种多元素的复合肥品种。当作为此种用途时，一般情况下，都需要混合，加水湿化，造粒的工序，因此，对硫铵含水量的要求不高，不需要硫铵经过复杂的干燥。如此，以烟气为原料，结合烟气脱硫，采用氨为原料，生产含水量适中的硫铵，即湿硫铵，对于降低投资，减少能耗，具有明显的应用价值。
技术实现思路
本专利技术公开了一种从烟气中回收二氧化硫生产的湿硫铵产品及其制备方法，提高氨法烟气脱硫过程的经济性，尤其涉及降低氨法烟气脱硫过程的投资和能耗的方法。本专利技术提出的技术方案是生产一种湿硫铵产品，所述的湿硫铵产品的含水质量在2~12%之间,较优地,含水质量在3%~8%之间,还含有氯尚子,所述的氯尚子的质量含量在0.2%~2.0%之间。如此规格的湿硫铵产品，使得可以省去，或取消硫铵庞杂的硫铵干燥系统或设备或称硫铵干燥装置，以及节省硫铵干燥需要消耗的能耗，同时也由于该产品也还是固体形态，可以方便运输和储存，而且具有恰当的储存时间，比如具有几个月，一般可达1-6个月的储存期间。本专利技术所指的烟气，或称原烟气，具有如下特点:温度在80°C以上，SO2浓度为200 ~20000mg/Nm3，氧化氮(NOx，其中 χ=1_1.2)100 ~1000mg/Nm3，HCl 含量在 10 ~IOO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿硫铵产品，其特征在于，所述湿硫铵产品的含水质量在2～12%之间。

【技术特征摘要】
1.一种湿硫铵产品，其特征在于，所述湿硫铵产品的含水质量在2~12%之间。2.根据权利要求1所述的湿硫铵产品，其特征在于，所述湿硫铵产品的含水质量在3%~8%之间。3.根据权利要求1或2所述的湿硫铵产品，其特征在于，所述湿硫铵产品中含有氯离子，并且所述氯尚子的质量含量在0.2%~2.0%之间。4.一种湿硫铵产品的制备方法，以烟气，氨，空气和水为原料，并使用一个洗涤塔，所述洗涤塔内上部设置为洗涤吸收段和下部设置为氧化结晶段，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤: (1)洗涤吸收步骤，所述烟气进入所述洗涤塔内上部的洗涤吸收段，与含所述氨的吸收液密切接触，发生气-液传质和化学反应，所述烟气被冷激降温，并且所述烟气中含有的SO2和HCl被吸收形成对应的盐，即亚硫铵和氯化铵，所述烟气中的烟尘被洗涤进入吸收液中； (2)氧化结晶步骤，由步骤(1)获得的含有亚硫铵和氯化铵的吸收液离开所述洗涤吸收段，直接进入所述洗涤塔内下部的氧化结晶段，所述吸收液中的亚硫铵被氧化为硫铵，设置于所述洗涤塔外的吸收液循环设备从所述氧化结晶段抽取吸收液，经过循环管线...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文德，阎建民，罗漫，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：