專利名稱：由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明屬于清潔能源技術(shù)和潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于火力發(fā)電站、工業(yè)燃煤或燃油 鍋爐，以及冶金礦物燒結(jié)機(jī)廢氣的S02廢氣回收凈化。也可屬于化工和環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以煤或石油為燃料的鍋爐或火力發(fā)電廠排放大量廢氣。這些廢氣含有SOx、 NOx、 HC1 和HF等有害物質(zhì)，其中SOx是形成酸雨的主要物質(zhì)。隨燃燒煤種的不同，S02含量通常在 300 5000ppmv(1000 15000mg/Nm"之間。但是，廢氣量十分巨大，以燃煤鍋爐而論，蒸汽 規(guī)模從35T/h到2500T/h，發(fā)電機(jī)組容量6MW到IOOOMW，廢氣量由5萬Nm3/h到250萬 Nm3， S02排放量1000噸/年到l00,000噸/年。由于S02是酸性氣體，采用堿性水溶液脫吸廢 氣中的SOx，即廢氣脫硫(FlueGasDesumirization,FGD)是有效的方法，具有廣泛的應(yīng)用價值。
然而，現(xiàn)有的廢氣脫硫技術(shù)中，廣泛采用的仍然還是以石灰石為原料的石灰石 石膏法 (也稱為鈣法)，其脫硫副產(chǎn)品是石膏。由于石膏的用途很有限，脫硫副產(chǎn)的石膏以拋棄為主。 因此，這類方法稱為拋棄法。拋棄法具有明顯的缺點(diǎn)消耗新的自然資源；廢氣變廢渣，帶 來新的污染；同時排放C02，為溫室氣體，而且投資大，能耗高。
合成氨是堿性物質(zhì)，作為脫硫劑，其脫硫產(chǎn)物是硫酸銨，簡稱硫銨，可以作為高肥效的 農(nóng)業(yè)化肥。這種方法稱為氨法脫硫技術(shù)。這種方法回收廢氣中的二氧化硫，生產(chǎn)附加值較高 的化肥。
中國是一個人口、糧食和化肥大國，化肥的產(chǎn)量折合為合成氨，相當(dāng)于3500萬噸/年。 以FGD技術(shù)可以解決2000萬噸SCV年計(jì)算，需要提供合成氨1000萬噸/年，占全國合成氨 總需求量不到30%，同時可生產(chǎn)4000萬噸硫酸銨，產(chǎn)值近300億元。另外，碳銨或尿素僅含 氮營養(yǎng)，而硫銨中同時含氮和硫營養(yǎng)。因此，硫銨是比碳銨和尿素更好的化肥，在中國具有 巨大的市場前景。但是，我國，乃至世界范圍內(nèi)，硫酸銨的產(chǎn)量都很低，基本上都是副產(chǎn)品， 幾乎沒有專門生產(chǎn)硫酸銨化肥的工廠。因此，發(fā)展以廢氣脫硫?yàn)榛A(chǔ)的硫銨化肥產(chǎn)業(yè)，對于 促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
氨法脫硫技術(shù)對應(yīng)的三個步驟如下
(1) S02吸收，表現(xiàn)為水溶液中的酸堿反應(yīng)，首先生成亞硫酸銨，反應(yīng)如下 S02+H20+2NH3= (NH4)2S03 (亞硫酸銨)
(2) 亞硫酸鈸氧化為硫酸銨，化學(xué)反應(yīng)也在水溶液中發(fā)生，反應(yīng)如下 (NH4)2S03 +1/202 = (NH4)2S04 (硫酸銨)
(3) 硫酸銨結(jié)晶，水溶液中的硫酸銨濃度超過溶解度后，會結(jié)晶析出固體硫酸銨顆粒。結(jié) 晶通常也被看作為一個化學(xué)反應(yīng)，艮P-
(NH4)2S04(L，液體硫酸銨)=(NH4)2S04 (S,固體硫酸銨)。 但是，與其他堿性物質(zhì)不同的是，氨易揮發(fā)。傳統(tǒng)的逆流接觸式吸收塔，不論是噴淋塔、 填料塔還是板式塔，在位于塔頂部的接觸點(diǎn)，吸收液中氨濃度最高，而氣體相中S02濃度最 低。因此，氨在氣相中的濃度將最高。這意味著氨隨尾氣溢出脫硫塔的量將很大。這既會造 成氨的浪費(fèi)損失，又會造成新的污染。這個難題正是導(dǎo)致氨法脫硫技術(shù)在過去長期未能很好
發(fā)展的一個重要原因。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷和不足，本發(fā)明從降低氨的揮發(fā)損失的角度，提出了一 種新的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，分別如附圖l和2所示。附圖1為該發(fā)明的裝置， 附圖2為該裝置包括的二氧化硫吸收塔。
按本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)一種由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)方法，該方法包括三個步驟，原 廢氣的一階氨法脫硫凈化；半凈化廢氣的二階脫氨脫硫凈化；對所述一階、二階凈化產(chǎn)生的 亞硫酸銨溶液實(shí)施氧化結(jié)晶。實(shí)現(xiàn)該方法的裝置可以是一種圓柱形或方形的塔式設(shè)備，簡稱 為二氧化硫吸收塔l;
二氧化硫吸收塔l主要分為三個功能區(qū)脫氨區(qū)106、脫硫區(qū)108和氧化結(jié)晶區(qū)1010。
(1) 脫氨區(qū)主要完成氨回收的任務(wù)，從脫硫區(qū)上來的已經(jīng)脫出大部分二氧化硫的廢氣含 有的氨氣在這個區(qū)域被吸收，同時在脫硫區(qū)剩余的二氧化硫在這個區(qū)域進(jìn)一步被吸收。該區(qū) 域的高度為H1，直徑為D1。脫氨區(qū)位于脫氨吸收液分布器和脫硫吸收液分布器之間。
(2) 脫硫區(qū)主要完成脫硫任務(wù)，廢氣中的二氧化硫主要是在脫硫區(qū)被吸收液吸收變?yōu)閬?硫酸銨。該區(qū)域位于的高度為H2，直徑為D2，位于脫硫吸收液分布器和溢流出口之間。
(3) 從脫硫區(qū)和脫氦區(qū)下來的含有亞硫酸銨的吸收液體直接落入氧化結(jié)晶區(qū)。在這個區(qū) 域，亞硫酸銨被鼓入的空氣氧化為硫酸銨，并使吸收液中的硫酸銨濃度增加，超過硫酸銨的 飽和溶解度，結(jié)晶析出固體硫酸銨。該區(qū)域的高度為H3，直徑為D3，位于溢流出口和塔底 板之間。
如圖1所示，該發(fā)明的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置包括，但不限于以下設(shè)備 二氧化硫吸收塔(1);
設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)上游的廢氣增壓風(fēng)機(jī)(2); 設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)上游的氧化空氣鼓風(fēng)機(jī)(3); 設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)附近的脫氨吸收液循環(huán)泵(4); 設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)附近的脫硫吸收液循環(huán)泵(5);
設(shè)置在與脫硫吸收液循環(huán)泵(5)相連的吸收液循環(huán)管路上的進(jìn)氨混合器(6); 設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)下游的硫銨提取設(shè)備(7); 設(shè)置在二氧化硫吸收塔(1)上游的氣、液分離器沖洗水蓄水器(8)。 如圖2所示，所說的二氧化硫吸收塔(1)具體包括-
設(shè)置在塔頂?shù)膬艋瘡U氣出口 (102)，該出口可以是圓形，也可以是其它形狀。
設(shè)置在塔體(101)內(nèi)上部的氣、液分離構(gòu)件(103);
設(shè)置在氣、液分離構(gòu)件(103)中的與水進(jìn)口相連接的沖洗水分布器(104); 設(shè)置在沖洗水分布器(104)下方的與脫氨循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫氨循環(huán)吸收液分布 器(105);
設(shè)置在脫氨循環(huán)吸收液分布器(105)下方的脫氦區(qū)(106);
設(shè)置在脫氨區(qū)(106)下方的與脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫硫循環(huán)吸收液分布器 (107);
設(shè)置在脫硫循環(huán)吸收液分布器(107)下方的脫硫區(qū)(108); 設(shè)置在脫硫區(qū)(108)的廢氣入口 (1013);
設(shè)置在廢氣入口 (1013)下方的氧化結(jié)晶區(qū)(1010);
設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)的與空氣入口相連接的空氣分布器(1011); 設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)的空氣分布器(1011)上部或下部的攪拌器(1012); 設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)塔體(101)上的母液回流入口；
設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)空氣分布器(1011)下方塔體(101)上的循環(huán)吸收液出口； 設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)空氣分布器(1011)下方塔體(101)上的硫銨料漿出口；
本發(fā)明的一個特征是，脫硫劑氨的加入接口設(shè)置在脫硫循環(huán)管線上，不設(shè)置在塔體上， 也不設(shè)置在脫氨循環(huán)管路上，目的是讓將脫氨循環(huán)吸收液中的游離氨含量降低到最低程度， 使脫氨區(qū)成為以氨的吸收和二氧化硫的吸收同時存在的區(qū)域，甚至以氨吸收為主的區(qū)域，最 大限度減少尾氣中的氨揮發(fā)損失。
本發(fā)明的第二個特征是，脫氨區(qū)高度Hl為l 10m，更好地在2 6m之間，廢氣通過脫 氨區(qū)的空塔速度在l 5m/s之間，最好在2.0 3.5m/s之間，據(jù)此確定脫氨區(qū)的直徑。
脫硫區(qū)的高度為5 20m，更好在8 15m之間，其直徑與脫氨區(qū)相同。
氧化結(jié)晶區(qū)的高度在5 20m之間，最好在8 15m之間，其直徑是脫氨區(qū)直徑的1 2倍。
本發(fā)明的第三個特征是，脫氨以及脫硫吸收液分布器包括一根總管，以及與總管相連的 若干根支管，和與支管相連接的噴嘴?？偣芎椭в^的內(nèi)徑大小按照吸收液在管內(nèi)的流動速度 為1 5m/s而確定，更好按照1.5 2.5m/s確定。
本發(fā)明的第四個特征是，所要求的噴嘴為螺旋噴嘴，螺旋的旋轉(zhuǎn)匝數(shù)為2 5匝。螺旋噴 嘴的噴口內(nèi)徑在5 150mm之間，更好在20 80mm之間。噴嘴噴出的液體噴灑的角度在50 160度之間，更好在80 130度之間。噴嘴個數(shù)的分布密度以對應(yīng)區(qū)域的橫截面積為基礎(chǔ)為 0.3 5.0個噴嘴/m2，更好地為1 3個噴嘴/m2。
本發(fā)明的第五個特征是，所要求的脫氨區(qū)，或者脫硫區(qū)的吸收液的噴淋密度，以對應(yīng)的 橫截面積為基礎(chǔ)，為5 300m3/m2/h，更好為10 200m3/m2/h,最好為20 100m3/m2/h。對應(yīng) 的循環(huán)泵流量的大小以此為依據(jù)確定。
本發(fā)明的第六個特征是，設(shè)置在脫氨吸收液分布器上方的氣、液分離器，用以分離尾氣 中夾帶的液滴。而且該分離器是采用纖維增強(qiáng)的塑料薄板為材料制備成的波紋板片組合而成 的。薄板的厚度在0.5 5mm之間，更好在1.0 3.0mm之間；相鄰兩片波紋板片的間距為10 100mm，更好在20 50mm之間。波紋的峰谷高度為50 500mm，更好為100 300mm;波 紋的單個波的寬度為50 500mm，更好在100 300mm。
本發(fā)明的第七個特征是，設(shè)置在氣、液分離器上下的沖洗水分布器，它由沖洗水總管、 支管和噴嘴組成。
本發(fā)明的第八個特征是，廢氣入口為矩形口，矩形口的高度和長度的比例為0.2 0.8， 目的是盡量降低塔體的總高度，降低造價。
本發(fā)明的第九個特征是，設(shè)置在脫硫區(qū)的廢氣分布器。
廢氣分布器為篩板，其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為20 50%，開孔的孔直 徑為10 100mm;
廢氣分布器為柵板，其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為20 50%,柵條縫隙的
寬度為10 100mm，長度為0.5 5.0m。
本發(fā)明的第十個特征是，設(shè)置在脫氨區(qū)內(nèi)和脫硫區(qū)內(nèi)的強(qiáng)化氣、液接觸效率，即提高脫 氨效率和脫硫效率的降低壁流效應(yīng)和防止廢氣短路的擋圈，擋圈與塔壁的角度在10 80度之 間。擋圈的長度在0.1 3.0m之間。擋圈不一定要是一個整體，可以分段，分段的段數(shù)在2 20之間。


圖1為該發(fā)明的二氧化硫回收裝置簡圖。
圖2為二氧化硫回收裝置包括的二氧化硫吸收塔簡圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1和圖2，本發(fā)明的方法包括如下步驟-
含S02的廢氣，溫度為100~200°C，首先由廢氣增壓風(fēng)機(jī)2送到二氧化硫吸收塔1的廢 氣進(jìn)口 1013，經(jīng)過廢氣分布器109分布均勻后，向上流動進(jìn)入脫硫區(qū)108，與由脫硫吸收液 分布器107噴灑下來，甚至也包括脫氨吸收液分布器105噴灑下來的含有氨的吸收液，逆流 接觸，吸收廢氣中的二氧化硫，生成亞硫酸銨，同時廢氣被吸收液激冷，溫度降低到50-60 'C之間，廢氣中的其他污染物也被吸收；廢氣繼續(xù)向上流動，其中會含有氣體氨，還有未被 完全吸收的二氧化硫，進(jìn)入脫氨區(qū)106，與由脫氨吸收液分布器105噴灑下來的吸收液，逆 流接觸，吸收廢氣中的氨氣和二氧化硫氣體，實(shí)現(xiàn)氨氣脫出和回收的目的。經(jīng)過脫硫區(qū)108 和脫氨區(qū)106后，廢氣中的二氧化硫的吸收效率可達(dá)到95-99%以上，而且其中夾帶的氨含量 可低于10mg/Nm3。廢氣繼續(xù)向上流動，經(jīng)過設(shè)置在脫氨吸收液分布器105上方的氣、液分離 器103，除去夾帶的液滴后，通過廢氣出口102，離開二氧化硫吸收塔l，經(jīng)過出口煙道，進(jìn) 入下游的煙囪排放。
為了得到良好的吸收效果，要求脫硫吸收液的流量，或者脫氨吸收液的流量達(dá)到 10-100m3/m2/h的噴淋密度。
由脫硫區(qū)108和脫氨區(qū)106得到吸收了二氧化硫的含有亞硫酸銨的吸收液，其中大部分 為硫酸銨溶液，也含有硫酸銨結(jié)晶體，因而稱為漿狀吸收液。吸收液直接落入位于二氧化硫 吸收塔l下部的氧化結(jié)晶區(qū)，與由氧化空氣鼓風(fēng)機(jī)3送入的空氣，經(jīng)過空氣分布器1011鼓泡 接觸后，吸收液中的亞硫酸銨被氧化為硫酸銨；在硫酸銨的濃度超過其對應(yīng)的溶解度一定程 度后，硫酸銨會結(jié)晶析出固體，得到固體硫酸銨。為了促進(jìn)氧化需要的傳質(zhì)，以及結(jié)晶需要 的傳質(zhì)，在空氣分布器1011的上方布置了攪拌器1012，同時為了防止固體沉積在吸收塔的 地板結(jié)塊，在空氣分布器1011的下方也布置了攪拌器1012。
去二氧化硫吸收塔1脫硫區(qū)108和脫氨區(qū)106的吸收液從二氧化硫吸收塔1下部的氧化 結(jié)晶區(qū)IOIO的脫硫吸收液和脫氨吸收液出口取出，分別經(jīng)過脫硫循環(huán)泵5，和脫氨循環(huán)泵4， 送到對應(yīng)的脫硫吸收液接口和脫氨吸收液接口，再進(jìn)入對應(yīng)的脫硫吸收液分布器107和脫氨 吸收液分布器105分布噴淋。特別地，本發(fā)明要求，脫硫原料氨的加入接口，或稱加氨混合 器6設(shè)置在脫硫吸收液的循環(huán)管路上，可以在脫硫循環(huán)泵5的進(jìn)口管路，也可以在其出口管 路上。
在二氧化硫吸收塔1下部的氧化結(jié)晶區(qū)IOIO形成的固體硫酸銨漿液，可單獨(dú)設(shè)置一個泵 從硫銨漿液出口抽取，送到硫銨提取設(shè)備7，經(jīng)過濃縮、分離、干燥、包裝等工序得到可以 銷售的商品硫銨化肥，剩余的液體又循環(huán)回到氧化結(jié)晶區(qū)1010再結(jié)晶。
另外，二氧化硫吸收過程伴隨高溫廢氣的激冷降溫，需要消耗水。本發(fā)明的水加入位置 設(shè)置在氣、液分離器沖洗水蓄水器8上。由于脫硫后的廢氣夾帶液體進(jìn)入氣、液分離器脫水, 分離器構(gòu)件上很容易粘附硫銨晶體，必須定時沖洗，否則分離器堵塞，影響正常運(yùn)行。但是 由于沖洗水量較大，而供水量必須滿足水的平衡， 一般較小。設(shè)置沖洗水蓄水器后，可以滿 足這個要求。
實(shí)施例l
一臺440T/h的流化床鍋爐，燃用含硫量1.5%的煤，煙道氣流量為50萬Nm3/hr， SCb含 量為3200mg/Nm3,煙氣中其他污染物的含量為塵-80mg/Nm3， S03=55mg/Nm3 ， HCl=35mg/Nm3， HF=20mg/Nm3， NOx=100 mg/Nm3，煙氣溫度為120°C。
二氧化硫吸收的原料為氨重量濃度為18%的氨水混合物。
二氧化硫吸收塔的塔頂中心位置設(shè)置圓形凈化煙氣出口，在塔體內(nèi)上部設(shè)置氣、液分離 構(gòu)件；在氣、液分離構(gòu)件下方設(shè)置與水進(jìn)口相連接的沖洗水分布器；在沖洗水分布器下方設(shè) 置與氨循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫氨循環(huán)吸收液分布器；在脫氨循環(huán)吸收液分布器下方設(shè)置 脫氨區(qū)；在脫氨區(qū)下方設(shè)置與脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫硫循環(huán)吸收液分布器；在脫硫 循環(huán)吸收液分布器下方設(shè)置脫硫區(qū)；在脫硫區(qū)設(shè)置煙氣入口；在塔體上設(shè)置吸收液溢流出口； 在溢流出口下方設(shè)置氧化結(jié)晶區(qū)；在氧化結(jié)晶區(qū)下部設(shè)置循環(huán)吸收液出口，以及連接吸收液 出口，并連接塔體上部的脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口的脫硫循環(huán)泵，和連接脫氨循環(huán)吸收液進(jìn)口的 脫氨循環(huán)泵；在氧化結(jié)晶區(qū)下部設(shè)置母液回流入口；在氧化結(jié)晶區(qū)下方設(shè)置與空氣入口相連 接的空氣分布器；在空氣分布器上部設(shè)置攪拌器；在空氣分布器下部設(shè)置攪拌器；在空氣分 布器下部設(shè)置硫銨料槳出口；在相關(guān)位置設(shè)置連接塔體循環(huán)吸收液出口，脫硫循環(huán)泵和脫硫 吸收液分布器的脫硫循環(huán)管；在相關(guān)位置設(shè)置連接塔體循環(huán)吸收液出口，脫氨循環(huán)泵和脫氨 吸收液分布器的脫氨循環(huán)管；在脫硫循環(huán)管上設(shè)置進(jìn)氨混合器。
此外，脫硫劑氨的加入接口設(shè)置在脫硫循環(huán)管線上，不設(shè)置在塔體上，也不設(shè)置在脫氨 循環(huán)管路上；脫氨區(qū)高度Hl為5m，煙氣通過脫氨區(qū)的空塔速度為3m/s，據(jù)此確定脫氨區(qū)的 直徑；脫硫區(qū)的高度為12m，其直徑與脫氨區(qū)相同；氧化結(jié)晶區(qū)的高度為9m，其直徑是脫氨 區(qū)直徑的1.6倍；脫氨以及脫硫吸收液分布器包括一根總管，以及與總管相連的若干根支管， 和與支管相連接的噴嘴?？偣芎椭Ч艿膬?nèi)徑大小按照吸收液在管內(nèi)的流動速度為2m/s確定。
噴嘴為螺旋噴嘴，螺旋的旋轉(zhuǎn)匝數(shù)為4匝。螺旋噴嘴的噴口內(nèi)徑為30mm。噴嘴噴出的 液體噴灑的角度為90度。噴嘴個數(shù)的分布密度以對應(yīng)區(qū)域的橫截面積為基礎(chǔ)，本實(shí)施例優(yōu)選 2個噴嘴/m2。
脫氨區(qū)，或者脫硫區(qū)的吸收液的噴淋密度，以對應(yīng)的橫截面積為基礎(chǔ)，本實(shí)施例優(yōu)選 30m3/m2/h。對應(yīng)的循環(huán)泵流量的大小以此為依據(jù)確定。
設(shè)置在脫氨吸收液分布器上方的氣、液分離器用于分離尾氣中夾帶的液滴。該分離器采 用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料薄板為材料制備成的波紋板片組合而成。薄板的厚度為2mm;相鄰兩 片波紋板片的間距為30mm。波紋的峰谷高度為200mm;波紋的單個波的寬度為200mm。
設(shè)置在氣、液分離器上下的兩組沖洗水分布器由沖洗水總管、支管和噴嘴組成。
煙氣入口為矩形口，矩形口的高度和長度的比例為0.32。設(shè)置在脫硫區(qū)的煙氣分布器為 篩板，其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為30%，開孔的孔直徑為20mm;煙氣分布 器為柵板，則其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為40%，柵條縫隙的寬度為30mm，
長度為lm。此外，設(shè)置在脫氨區(qū)內(nèi)和脫硫區(qū)內(nèi)的擋圈與塔壁的角度為30度。擋圈的長度為 2m。擋圈分為5段。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下-
S02=97.8%， SO3=100%， HC1=100%。 HF=100%， NOx=22.5%，塵=89%。 氧化結(jié)晶區(qū)排除的漿狀溶液中，固體含量為14.8%，經(jīng)過硫銨提取設(shè)備后，得到滿足國 家標(biāo)準(zhǔn)的硫銨化肥產(chǎn)品，含氮量為20.9，含水量為0.4%，生產(chǎn)能力為3.36噸/小時。 經(jīng)過脫硫凈化后，煙氣的溫度為52.5'C。 實(shí)施例2
一臺300MW機(jī)組，燃用含硫量3.5%的煤，煙道氣流量為120萬Nm3/hr， S02含量為 9000mg/Nm3，煙氣中其他污染物的含量為塵-220mg/Nm3， SO3=105mg/Nm3， HCl=35mg/Nm3， HF=20mg/Nm3， NOx=500mg/Nm3，煙氣溫度為135°C。
二氧化硫吸收的原料為液化氨。
二氧化硫吸收塔的煙氣出口設(shè)置在塔上部緊靠塔頂?shù)乃w上，為矩形口；在塔體內(nèi)上部 設(shè)置氣、液分離構(gòu)件；在氣、液分離構(gòu)件下方設(shè)置與水進(jìn)口相連接的沖洗水分布器；在沖洗 水分布器下方設(shè)置與脫氨循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫氨循環(huán)吸收液分布器；在脫氨循環(huán)吸收 液分布器下方設(shè)置脫氨區(qū)；在脫氨區(qū)下方設(shè)置與脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫硫循環(huán)吸收 液分布器；在脫硫循環(huán)吸收液分布器下方設(shè)置脫硫區(qū)；在脫硫區(qū)設(shè)置煙氣入口；在塔體上設(shè) 置吸收液溢流出口；在溢流出口下方設(shè)置氧化結(jié)晶區(qū)；在氧化結(jié)晶區(qū)下部設(shè)置循環(huán)吸收液出 口，以及連接吸收液出口，并連接塔體上部的脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口的脫硫循環(huán)泵，和連接脫 氨循環(huán)吸收液進(jìn)口的脫氨循環(huán)泵；在氧化結(jié)晶區(qū)下部設(shè)置母液回流入口；在氧化結(jié)晶區(qū)下方 設(shè)置與空氣入口相連接的空氣分布器；在空氣分布器上部設(shè)置攪拌器；在空氣分布器下部設(shè) 置攪拌器；在空氣分布器下部設(shè)置硫銨料漿出口；在相關(guān)位置設(shè)置連接塔體循環(huán)吸收液出口， 脫硫循環(huán)泵和脫硫吸收液分布器的脫硫循環(huán)管；在相關(guān)位置設(shè)置連接塔體循環(huán)吸收液出口 ， 脫氨循環(huán)泵和脫氨吸收液分布器的脫氨循環(huán)管；在脫硫循環(huán)管上設(shè)置進(jìn)氨混合器。
此外，脫硫劑氨的加入接口設(shè)置在脫硫循環(huán)管線上，不設(shè)置在塔體上，也不設(shè)置在脫氨 循環(huán)管路上；脫氨區(qū)高度H1為4.5m，煙氣通過脫氨區(qū)的空塔速度為3.25m/s，據(jù)此確定脫氨 區(qū)的直徑；脫硫區(qū)的高度為11.5m，其直徑與脫氨區(qū)相同；氧化結(jié)晶區(qū)的高度為12.5m，其直 徑是脫氨區(qū)直徑的1.5倍；脫氨以及脫硫吸收液分布器包括一根總管，以及與總管相連的若 干根支管，和與支管相連接的噴嘴?？偣芎椭Ч艿膬?nèi)徑大小按照吸收液在管內(nèi)的流動速度按 照2.5m/s確定。
噴嘴為螺旋噴嘴，螺旋的旋轉(zhuǎn)匝數(shù)選定為3匝。螺旋噴嘴的噴口內(nèi)徑為45mm。噴嘴噴 出的液體噴灑的角度為120度。噴嘴個數(shù)的分布密度以對應(yīng)區(qū)域的橫截面積為基礎(chǔ)，本實(shí)施 例優(yōu)選1.5個噴嘴/m2。
脫氨區(qū)，或者脫硫區(qū)的吸收液的噴淋密度，以對應(yīng)的橫截面積為基礎(chǔ)，本實(shí)施例優(yōu)選 40m3/m2/h。對應(yīng)的循環(huán)泵流量的大小以此為依據(jù)確定。
設(shè)置在脫氨吸收液分布器上方的氣、液分離器用于分離尾氣中夾帶的液滴。該分離器采 用纖維增強(qiáng)的聚丙烯塑料薄板為材料制備成的波紋板片組合而成。薄板的厚度為3.0mm;相 鄰兩片波紋板片的間距為28rnm。波紋的峰谷高度為190mm;波紋的單個波的寬度為190mm。
設(shè)置在氣、液分離器上下的兩組沖洗水分布器由沖洗水總管、支管和噴嘴組成。
煙氣入口為矩形口，矩形口的高度和長度的比例為0.28。設(shè)置在脫硫區(qū)的煙氣分布器為 篩板，其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為35%，開孔的孔直徑為18mm;煙氣分布 器為柵板，則其開孔率(開孔的總面積/塔體的橫截面積)為30%，柵條縫隙的寬度為28mm, 長度為0.8m。此外，設(shè)置在脫氨區(qū)內(nèi)和脫硫區(qū)內(nèi)的擋圈與塔壁的角度為28度。擋圈的長度 為2.8m。擋圈分為7段。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下
S02=98.8%， SO3=100%， HC1=100%。 HF=100%, NOx=28.5Q/0，塵=91%。 氧化結(jié)晶區(qū)段排除的漿狀溶液中，固體含量為15.8%，經(jīng)過硫銨提取設(shè)備后，得到滿足 國家標(biāo)準(zhǔn)的硫銨化肥產(chǎn)品，含氮量為20.85，含水量為0.42%，生產(chǎn)能力為22.72噸/小時。 經(jīng)過脫硫凈化后，煙氣的溫度為53.5。C。
權(quán)利要求
1.一種由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，它包括二氧化硫吸收塔(1)，所說的二氧化硫吸收塔(1)包括三個功能組件脫氨區(qū)(106)、脫硫區(qū)(108)和氧化結(jié)晶區(qū)(1010)，其特征在于，脫氨區(qū)位于脫氨吸收液分布器和脫硫吸收液分布器之間；脫硫區(qū)位于脫硫吸收液分布器和溢流出口之間；氧化結(jié)晶區(qū)位于溢流出口和塔底板之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的廢氣增壓風(fēng)機(jī)(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的氧化空氣鼓風(fēng)機(jī)(3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的脫氨吸收液循環(huán)泵(4)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的脫硫吸收液循環(huán)泵(5)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與所述脫硫吸收液循環(huán)泵(5)相連接的吸收液循環(huán)管路上的進(jìn)氨混合器(6)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的硫銨提取設(shè)備(7)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的生產(chǎn) 裝置還包括與二氧化硫吸收塔(1)相連接的氣、液分離器沖洗水蓄水器(8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述二氧化 硫吸收塔(1)還包括設(shè)置在塔頂?shù)膬艋瘡U氣出口 (102);設(shè)置在塔體(101)內(nèi)上部的氣、液分離構(gòu)件(103);設(shè)置在氣、液分離構(gòu)件(103)中的與水進(jìn)口相連接的沖洗水分布器(104); 設(shè)置在沖洗水分布器(104)下方的與脫氨循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫氨循環(huán)吸收液分布器(105);設(shè)置在脫氨區(qū)(106)下方的與脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫硫循環(huán)吸收液分布器(107);設(shè)置在脫硫區(qū)(108)的廢氣入口 (1013);設(shè)置在廢氣入口 (1013)下方的氧化結(jié)晶區(qū)(1010);設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)的與空氣入口相連接的空氣分布器(1011); 設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)的空氣分布器(1011)上部或下部的攪拌器(1012); 設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)塔體(101)上的母液回流入口；設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)空氣分布器(1011)下方塔體(101)上的循環(huán)吸收液出口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述二氧 化硫吸收塔(1)還包括設(shè)置在氧化結(jié)晶區(qū)(1010)空氣分布器(1011)下方塔體(101)上 的硫銨料漿出口。
全文摘要
本發(fā)明涉及由廢氣二氧化硫至硫銨的生產(chǎn)裝置，公開了一種新的二氧化硫吸收塔，主要分三個功能區(qū)脫氨區(qū)、脫硫區(qū)和氧化結(jié)晶區(qū)。它在脫硫塔塔頂中心位置設(shè)置凈化煙氣出口；在塔體內(nèi)上部設(shè)置了包括沖洗水分布器的氣、液分離構(gòu)件；在氣、液分離構(gòu)件下方設(shè)置與脫氨循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫氨循環(huán)吸收液分布器；在脫氨循環(huán)吸收液分布器下方設(shè)置脫氨區(qū)；在脫氨區(qū)下方設(shè)置與脫硫循環(huán)吸收液進(jìn)口相連接的脫硫循環(huán)吸收液分布器；在脫硫循環(huán)吸收液分布器下方設(shè)置脫硫區(qū)；在塔體上設(shè)置吸收液溢流出口；在溢流出口下方設(shè)置氧化結(jié)晶區(qū)。該設(shè)備的特點(diǎn)是投資低，能耗小，且煙氣處理能力大，效率高，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號C01C1/245GK101100301SQ200710130218
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者婁愛娟 申請人:婁愛娟