專利名稱：鋼鐵、煤化企業煉焦廢氨水脫除煙氣so的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼鐵、煤化企業煉焦廢氨水脫除煙氣SO2的工藝及裝置，屬化學工程與環境保護技術領域。
涉及鋼鐵、煤化企業利用煉焦裝置自產低濃度廢氨水脫除鋼鐵燒結煙氣或鍋爐煙氣SO2，達到治理環境污染、資源綜合利用生產化肥產品的目的。
背景技術：
氨法吸收SO2是利用經典的化學原理，一種是氨水直接噴淋與煙氣中的SO2直接生成(NH4)2SO3、NH4HSO3，這種直接法氨損失大、二次污染大、成本高。工業上應用脫硫是利用(NH4)2SO3吸收SO2形成NH4HSO3，補充的氨使NH4HSO3又轉化為(NH4)2SO3，實現 循環氨耗小、穩定吸收。利用氨法回收硫酸生產尾氣中的低濃度SO2，使煙氣達標排放，吸收后可獲得(NH4)2SO3、NH4HSO3，在一般硫酸廠應用氨-酸法，吸收后的母液加入過量H2SO4分解亞鹽，分解亞鹽過程中解吸出適宜濃度的SO2返回制酸，解吸液經NH3中和后得到(NH3)2SO4溶液經蒸發、結晶、干燥后得到產品。傳統技術適用于煙氣量和SO2濃度穩定情況脫硫，利用外購液氨或碳酸氨作氨源，液氨氣化溶解于水形成氨水作為初始吸收劑加入吸收母液或氣氨直接加入吸收母液，利用液氨作原料加氨的方法需要設有壓力設備的氨站，投資較大，且氨蒸發耗能。利用碳氨則成本較高，大型脫硫裝置一般不采用。
對于無硫酸生產裝置的企業煙氣脫硫用上述方法需建設硫酸裝置，投資大，目前國內外均在開發氨法吸收SO2形成的亞鹽直接氧化為硫酸銨的方法。
本發明已獲專利權的“低濃度SO2煙氣吸收氧化后直接制備K2SO4的方法及其裝置”公開了一種較好的煙氣SO2的脫除方法。

發明內容
本發明針對有焦化裝置的企業煙氣脫硫，直接利用焦化生產的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，將焦化的氨回收與煙氣脫硫工藝鏈接，減少焦化蒸氨能耗，不需要建設氨站，實現煙氣SO2及焦化廢氨水資源化利用的工藝，達到治理環境污染，同時獲得化肥的目的。
本發明是在傳統氨法吸收及亞鹽氧化工藝的基礎上改進而成。本工藝對現有技術進行了改進。本工藝直接利用焦化生產的2％-20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3或S2O3-2，處理后煙氣達標排放，回收硫酸銨；具體過程如下a.130-150℃來自鋼鐵或煤化企業燒結的熱煙氣或鍋爐煙氣，以20-27m/s氣速從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂的逆噴管上部進入，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200-1230g/cm3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50-65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20-27m/s氣速從吸收塔(2)上部逆噴管進入，與總鹽濃度250-350g/L、堿度5-15tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000～7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達標排放；b.吸收塔(2)下部為吸收母液循環槽，2％-20％的焦化氨水直接補到吸收塔(2)下部的母液循環槽內，吸收液堿度5-15tt°、PH值5.5-6.2、密度1130-1150g/cm3，由吸收液循環泵(3)循環吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時通過鼓風機(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進行氧化，鼓入空氣的量按塔截面60-100m3/m2.h計算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經泡罩風帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)；氧化母液溢流入硫銨母液循環槽(9)，由硫酸銨循環泵(13)按體積比L/G＝3/1000輸送母液至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下端從噴頭向氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50-65℃，母液濃縮至400-500g/L，濃縮槽母液加氨水調節PH為6時，用硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(12)過濾，再經蒸發、濃縮、結晶干燥后得產品；c.催化劑Fe+3或S2O3-2的加入催化劑添加量按每小時的吸收母液排出量的0.01-0.03mol/L補充，配成20％水溶液，分別在吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)進口處間歇補入，其中水溶液的1/3補入吸收液循環泵(3)入口，水溶液的2/3補入吸收液輸送泵(5)入口。
本方法采用裝置中設備吸收塔(2)、煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)、亞鹽氧化塔(8)為本工藝設計自制設備，其余為市場購買。該裝置由氨水高位槽(1)、通過管路與氨水高位槽(1)連接的吸收塔(2)、分別置于吸收塔(2)下部的吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)、分別與吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)的輸送管連接的催化劑溶液槽(4)、通過管路與吸收塔(2)和吸收液輸送泵(5)連接的亞鹽氧化塔(8)、置于亞鹽氧化塔(8)下部的鼓風機(6)、通過管路與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)連接且下部設有星形閥(10)的硫酸銨母液循環槽(9)、與星形閥(10)連接的硫銨液輸出過濾泵(11)、與硫銨液輸出過濾泵(11)連接的過濾機(12)、通過管路分別與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)和硫酸銨母液循環槽(9)連接的硫酸銨循環泵(13)組成。
本發明與現有技術相比，具有直接利用2％-20％的廢氨水，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除，省去有壓力設備的附設氨站建設，同時減少了焦化冷凝氨水蒸氨的能耗，減少了焦化含氨廢水的處理量，因而提高了焦化的經濟效益；同時，降低了脫硫和硫銨的生產成本，除塵效果顯著提高，使煙氣脫硫生產硫酸銨具有較好的經濟效益等優點。


附圖為本發明的工藝流程示意圖及裝置的結構示意圖。
具體實施例方式實施例1直接利用焦化生產的2％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3，處理后煙氣達標排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、130℃來自鋼鐵燒結的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度1000mg-2000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經電除塵或布袋除塵)，以20m/s氣速從上部進入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20m/s氣速進入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度250g/L、堿度5tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達標排放；2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環槽，2％的焦化氨水直接補到吸收塔(2)下部的母液循環槽內，吸收液堿度5tt°、PH值5.5、密度1130g/cm3，由吸收液循環泵(3)循環吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8).同時通過鼓風機(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進行氧化，鼓入空氣的量按塔截面60m3/m2.h計算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經泡罩風帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環槽(9)，由硫酸銨循環泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50℃，母液濃縮至400g/L，濃縮槽母液經硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(12)過濾，再經蒸發、濃縮、結晶干燥后得產品。
3、催化劑Fe+3的加入催化劑添加量按每小時的吸收母液排出量的0.01mol/L補充，配成20％(質量濃度)水溶液，分別在吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)進口處間歇補入，其中水溶液的1/3補入吸收液循環泵(3)入口，水溶液的2/3補入吸收液輸送泵(5)入口。
實施例2直接利用焦化生產的10％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級氧化的亞鹽氧化過程中加入S2O3-2，處理后煙氣達標排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、140℃來自鋼鐵燒結的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度2000mg-5000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經電除塵或布袋除塵)，以22m/s氣速從上部進入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1215g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至60℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以23m/s氣速進入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度300g/L、堿度10tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝6/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達標排放。
2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環槽，10％的焦化氨水直接補到吸收塔(2)下部的母液循環槽內，吸收液堿度10tt°、PH值5.8、密度1140g/cm3，由吸收液循環泵(3)循環吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時通過鼓風機(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進行氧化，鼓入空氣的量按塔截面80m3/m2.h計算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經泡罩風帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環槽(9)，由硫酸銨循環泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至60℃，母液濃縮至450g/L，濃縮槽母液經硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(12)過濾，再經蒸發、濃縮、結晶干燥后得產品。
3、催化劑S2O3-2的加入催化劑添加量按每每小時的吸收母液排出量的0.018mol/L補充，配成20％(質量濃度)水溶液，分別在吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)進口處間歇補入，其中水溶液的1/3補入吸收液循環泵(3)入口，水溶液的2/3補入吸收液輸送泵(5)入口。
實施例3直接利用焦化生產的20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3，處理后煙氣達標排放，并回收硫酸銨。具體過程如下1、150℃來自鋼鐵燒結的熱煙氣或鍋爐煙氣(SO2濃度3000mg-5000mg/Nm3，含塵＜200mg/Nm3，已經電除塵或布袋除塵)，以27m/s氣速從上部進入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)的逆噴管，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1230g/m3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以24m/s氣速進入吸收塔(2)上部逆噴管，與總鹽濃度350g/L、堿度15tt°的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達標排放。
2、吸收塔(2)下部為吸收母液循環槽，20％的焦化氨水直接補到吸收塔(2)下部的母液循環槽內，吸收液堿度15tt°、PH值6.2、密度1150g/cm3，由吸收液循環泵(3)循環吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時通過鼓風機(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進行氧化，鼓入空氣的量按塔截面100m3/m2.h計算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經泡罩風帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)。氧化母液溢流入硫銨母液循環槽(9)，由硫酸銨循環泵(13)輸送母液按體積比L/G＝3/1000送至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下部與氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至65℃，母液濃縮至500g/L，濃縮槽母液經硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(12)過濾，再經蒸發、濃縮、結晶干燥后得產品。
3、催化劑Fe+3的加入催化劑添加量按每每小時的吸收母液排出量的0.025mol/L補充，配成20％(質量濃度)水溶液，分別在吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)進口處間歇補入，其中水溶液的1/3補入吸收液循環泵(3)入口，水溶液的2/3補入吸收液輸送泵(5)入口。
權利要求
1.一種鋼鐵、煤化企業煉焦廢氨水脫除煙氣SO2的工藝，采用氨法吸收及亞鹽氧化工藝，其特征在于直接利用焦化生產的2％-20％的低濃度廢氨水作為吸收劑的氨源，用于燒結煙氣或燃煤鍋爐煙氣SO2的脫除；在兩級氧化的亞鹽氧化過程中加入Fe+3或S2O3-2，處理后煙氣達標排放，回收硫酸銨；具體過程如下a.130-150℃來自鋼鐵或煤化企業燒結的熱煙氣或鍋爐煙氣，以20-27m/s氣速從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂的逆噴管上部進入，逆噴管下部由噴嘴向上噴入50℃、密度1200-1230g/cm3的硫銨鹽溶液，液氣體積比L/G為3/1000，在該湍流逆噴塔中絕熱冷卻至50-65℃后，煙氣從煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)頂部排出并以20-27m/s氣速從吸收塔(2)上部逆噴管進入，與總鹽濃度250-350g/L、堿度5-15tt的吸收母液逆流形成泡沫吸收，體積比L/G＝5/1000～7/1000，吸收率＞95％，氣體SO2達標排放；b.吸收塔(2)下部為吸收母液循環槽，2％-20％的焦化氨水直接補到吸收塔(2)下部的母液循環槽內，吸收液堿度5-15tt、PH值5.5-6.2、密度1130-1150g/cm3，由吸收液循環泵(3)循環吸收母液，吸收液輸送泵(5)將排出的吸收塔母液打入亞鹽氧化塔(8)，同時通過鼓風機(6)向亞鹽氧化塔(8)鼓入空氣進行氯化，鼓入空氣的量按塔截面60-100m3/m2.h計算，亞鹽氧化率＞98％，剩余氣體經泡罩風帽匯入煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)；氧化母液溢流入硫銨母液循環槽(9)，由硫酸銨循環泵(13)按體積比L/G＝3/1000輸送母液至煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)逆噴管下端從噴頭向氣體逆向噴淋，氣體絕熱冷卻至50-65℃，母液濃縮至400-500g/L，濃縮槽母液加氨水調節PH為6時，用硫銨液輸出過濾泵(11)送至過濾機(12)過濾，再經蒸發、濃縮、結晶干燥后得產品；c.催化劑Fe+3或S2O3-2的加入催化劑添加量按每小時的吸收母液排出量的0.01-0.03mol/L補充，配成20％水溶液，分別在吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)進口處間歇補入，其中水溶液的1/3補入吸收液循環泵(3)入口，水溶液的2/3補入吸收液輸送泵(5)入口。
2.權利要求1所述工藝采用的裝置，其特征在于該裝置由氨水高位槽(1)、通過管路與氨水高位槽(1)連接的吸收塔(2)、分別置于吸收塔(2)下部的吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)、分別與吸收液循環泵(3)和吸收液輸送泵(5)的輸送管連接的催化劑溶液槽(4)、通過管路與吸收塔(2)和吸收液輸送泵(5)連接的亞鹽氧化塔(8)、置于亞鹽氧化塔(8)下部的鼓風機(6)、通過管路與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)連接且下部設有星形閥(10)的硫酸銨母液循環槽(9)、與星形閥(10)連接的硫銨液輸出過濾泵(11)、與硫銨液輸出過濾泵(11)連接的過濾機(12)、通過管路分別與煙氣冷卻及母液濃縮塔(7)和硫酸銨母液循環槽(9)連接的硫酸銨循環泵(13)組成。
全文摘要
一種鋼鐵、煤化企業煉焦廢氨水脫除煙氣SO
文檔編號B01D53/79GK1986031SQ20061004870
公開日2007年6月27日 申請日期2006年9月29日 優先權日2006年9月29日
發明者曾子平, 劉應隆 申請人:云南亞太環境工程設計研究有限公司