專利名稱：一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用富硫物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的氣體制備亞硫酸氫銨技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法。
背景技術(shù)：
亞硫酸氫銨(NH4HSO3)溶液是一種重要的工業(yè)原料，是制取液態(tài)二氧化硫、保險(xiǎn)粉和吊白塊的原料，在制藥工業(yè)中用作還原劑。常用的制作方法是用氨水吸收制酸尾氣，得到亞硫酸氫銨溶液。其化學(xué)反應(yīng)公式是
2NH3+S02+H20 — (NH4) 2S03(I)；
(NH4) 2S03+S02+H20 — 2NH4HS03 (2)。排放的尾氣含有二氧化硫，硫酸生產(chǎn)的尾氣和含硫原礦燒結(jié)的廢氣中也含有二氧化硫，這些含硫氣體通常用氨水來吸收，亞硫酸銨是其脫硫的副產(chǎn)品。由于這些氣體中二氧化硫含量通常較低，因此通常會(huì)發(fā)生反應(yīng)(1)，反應(yīng)(2)進(jìn)行的不完全。如果氣體中雜質(zhì)較多，或者SO2氣體濃度不夠，其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品純度不夠，影響了其工業(yè)用途。公開號(hào)為CN201609633U的專利公開了一種副產(chǎn)亞硫酸氫銨及亞硫酸銨的氨法煙氣脫硫裝置，包括兩級脫硫塔，具體為一級脫硫塔和二級脫硫塔，一級脫硫塔和二級脫硫塔內(nèi)的料液均通過循環(huán)噴淋以吸收煙氣中的酸性氣體，一級脫硫塔底部設(shè)有漿液池，漿液池中主要為亞硫酸氫銨料液。從該專利說明書第15段可以看出，該方法脫硫的氣體是工廠尾氣自煙氣，通常煙氣中二氧化硫濃度較低。煤矸石、含硫礦物等燃燒時(shí)，煙氣中SO2含量通常較低，通常在300-5000ppm，因此二級的脫硫裝置就可滿足吸收，而且排出煙氣能夠達(dá)到環(huán)保要求。但是，該裝置不適用于燃燒副硫物質(zhì)產(chǎn)生的高濃度二氧化硫氣體。燃燒副硫物質(zhì)產(chǎn)生的二氧化硫氣體濃度很高。例如硫磺燃燒，如果燃燒充分，無剩余的02，則燃燒氣體中SO2氣體占?xì)怏w總體積的比例可以達(dá)到21%，實(shí)際燃燒中必然存在過量空氣，即便如此，產(chǎn)生的SO2氣體的體積比也會(huì)達(dá)到10%到15% ;如果燃燒的是硫鐵礦，產(chǎn)生的SO2氣體的體積比也會(huì)達(dá)到7% ;活性炭法脫硫中形成富含硫的活性炭，其含硫量也非常高，燃燒后產(chǎn)生的氣體中SO2含量也非常高。燃燒副硫物質(zhì)產(chǎn)生的高濃度二氧化硫氣體通過一級吸收塔后，殘余氣體的二氧化硫濃度仍然很高，二級吸收塔吸收后，排放的二氧化硫氣體濃度很難達(dá)到排放要求，如果加大二級吸收塔的氨的濃度，二氧化硫雖然可以吸收完全，但可能存在氨逃逸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對副硫物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的富含高濃度二氧化硫的煙氣進(jìn)行氨法脫硫并生產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨溶液的方法，使其在擁有較高脫硫效率的同時(shí)，凈化尾氣中的氨，損失減小，降低生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出技術(shù)方案是一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法，其特征在于將富含硫的固體物質(zhì)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生富含高濃度二氧化硫氣體的煙氣；煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，除塵后的煙氣進(jìn)入換熱器，將溫度降至60 70°C ；煙氣進(jìn)入洗滌凈化塔，洗滌凈化塔結(jié)構(gòu)與旋風(fēng)分離器類似，只是在上部設(shè)置了噴頭，由噴頭噴出霧化了的水，對煙氣中的固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌；隨后煙氣進(jìn)入一級吸收塔，一級吸收塔內(nèi)部自上而下至少包括噴頭、數(shù)個(gè)凈化室和底槽，塔外部設(shè)有循環(huán)泵，將底槽中的溶液通過管路不斷輸送到噴頭中，所述凈化室的底板帶有若干小孔，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4) 2S03組成，溶液的 PH值控制在5 6，反應(yīng)生成的高濃度的亞硫酸氫銨溶液落入一級吸收塔的底槽，當(dāng)濃度達(dá)到要求后從底槽中取出作為成品進(jìn)行包裝；隨后煙氣進(jìn)入二級吸收塔，二級吸收塔的結(jié)構(gòu)與一級吸收塔相同，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4)2SO3組成，溶液的PH值控制在6 7 ;隨后煙氣進(jìn)入三級吸收塔，三級吸收塔的結(jié)構(gòu)與一級吸收塔相同，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4)2SO3組成，溶液的PH值控制在6 7 ;三級吸收塔排出的煙氣經(jīng)水洗塔水洗后排出，水洗塔結(jié)構(gòu)與洗滌凈化塔結(jié)構(gòu)相同。進(jìn)一步，可以在水洗塔中增設(shè)網(wǎng)除沫器，進(jìn)行除沫。進(jìn)一步，洗滌凈化塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行水洗后產(chǎn)生的溶液進(jìn)入脫氣塔進(jìn)行脫氣，脫氣塔為空塔結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有氣體出口 ；脫氣完成的溶液進(jìn)入洗滌循環(huán)池進(jìn)行沉淀，將富含沒有完全燃燒的生化硫等固體沉淀分離后再次進(jìn)行燃燒，進(jìn)行循環(huán)利用；脫氣塔產(chǎn)生的氣體被送入一級吸收塔。進(jìn)一步，三級吸收塔中的參與反應(yīng)的溶液可以輸送到二級吸收塔中進(jìn)行反應(yīng)，二級吸收塔中的參與反應(yīng)的溶液可以輸送到一級吸收塔進(jìn)行反應(yīng)。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)過旋風(fēng)分離器對煙氣進(jìn)行了除塵，經(jīng)過降溫設(shè)備對氣體進(jìn)行降溫；如果硫磺等副硫物質(zhì)不能充分燃燒時(shí)，其中可能含有一定的生化硫等固體雜質(zhì)，經(jīng)洗滌凈化塔對富硫氣體進(jìn)行水洗，可以將沒有充分燃燒的生化硫等雜質(zhì)洗出，在渣液回收槽中回收。洗滌凈化塔水洗后產(chǎn)生的溶液含有一定SO2，可以在脫氣塔內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步脫氣，回收其中的so2。用三個(gè)吸收塔進(jìn)行SO2的吸收，其中一級吸收塔主要用來對高濃度SO2氣體的吸收和亞硫酸氫銨的濃縮，由于SO2氣體濃度很高，而參與反應(yīng)的氨水與亞硫酸銨溶液的濃度一般較低(純氨水濃度是25%-33%)，因此產(chǎn)生的亞硫酸氫銨溶液純度很高。一般在一級吸收塔，經(jīng)過不斷循環(huán)，氣體中大約有75%的SO2被吸收掉。二級吸收塔主要用來吸收SO2并為一級脫硫塔提供亞硫酸銨吸收液，此時(shí)，氣體中SO2濃度顯著降低，生成物中主要成分是亞硫酸銨。一般在二級吸收塔，經(jīng)過不斷循環(huán)，氣體中大約有75%的SO2被吸收掉。三級吸收塔中二氧化硫濃度已經(jīng)很低，此時(shí)吸收液中的氨濃度也很低，反應(yīng)剩余的氨也很少；吸收后的氣體再經(jīng)過水洗，氣體中SO2和氨氣的排放量很低，氣體中主要酸性污染物的脫除率可達(dá)到S02 98% ；S03 95%，完全能夠達(dá)到排放要求。脫硫塔設(shè)有多層凈化室，解決了現(xiàn)有技術(shù)中氣體與循環(huán)液接觸不充分，容易存在死角，脫硫效率低的問題。因此本發(fā)明具有高度凈化SO2及其它有害酸性氣體、有效提高氨吸收劑利用率等特點(diǎn)，并可獲得高濃度亞硫酸氫銨溶液，具有良好的特殊工業(yè)用途和前景。


圖I是應(yīng)用本發(fā)明的一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法。其中1_焚硫爐；2_旋風(fēng)分離塔；3_換熱器；4_洗滌凈化塔；5_—級吸收塔；6-二級吸收塔；7_ 二級吸收塔；8_水洗塔；9_循環(huán)泵；10-噴頭；11-凈化室；12_底板；13_底槽；14-一級循環(huán)罐；15-二級循環(huán)管；16-三級循環(huán)管；17_水槽；18-氨水罐；19-洗滌循環(huán)池；20-脫氣塔。
具體實(shí)施例方式實(shí)驗(yàn)簡介在實(shí)驗(yàn)時(shí)煙氣是由混和氣組成的模擬煙氣，實(shí)驗(yàn)流程與圖I相同，但流程從一級吸收塔開始，并且模擬煙氣預(yù)熱到60°C后進(jìn)入流程。實(shí)施例I :模擬煙氣組成:78% N2、3%的O2、15%的SO2,3%的CO2及水蒸氣。煙氣流量lm3/min。一級吸收塔中參與循環(huán)的氨水與(NH4)2SO3溶液的PH值為5 6 ;二級吸收塔中參與循環(huán)的氨水與(NH4)2SO3溶液的PH值為6 7 ;三級吸收塔中參與循環(huán)的氨水與(NH4)2SO3溶液的PH值為6 7。結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法，其特征在于將富含硫的固體物質(zhì)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生富含高濃度二氧化硫氣體的煙氣；煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，除塵后的煙氣進(jìn)入換熱器，將溫度降至60 70°C ;煙氣進(jìn)入洗滌凈化塔，洗滌凈化塔結(jié)構(gòu)與旋風(fēng)分離器類似，只是在上部設(shè)置了噴頭，由噴頭噴出霧化了的水，對煙氣中的固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌；隨后煙氣進(jìn)入一級吸收塔，一級吸收塔內(nèi)部自上而下至少包括噴頭、數(shù)個(gè)凈化室和底槽，塔外部設(shè)有循環(huán)泵，將底槽中的溶液通過管路不斷輸送到噴頭中，所述凈化室的底板帶有若干小孔，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4)2SO3組成，溶液的PH值控制在5 6，反應(yīng)生成的高濃度的亞硫酸氫銨溶液落入一級吸收塔的底槽，當(dāng)濃度達(dá)到要求后從底槽中取出作為成品進(jìn)行包裝；隨后煙氣進(jìn)入二級吸收塔，二級吸收塔的結(jié)構(gòu)與一級吸收塔相同，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4)2SO3組成，溶液的PH值控制在6 7 ;隨后煙氣進(jìn)入三級吸收塔，三級吸收塔的結(jié)構(gòu)與一級吸收塔相同，由噴頭噴出霧化了的溶液，該溶液由氨水和(NH4)2SO3組成，溶液的PH值控制在6 7 ;三級吸收塔排出的煙氣經(jīng)水洗塔水洗后排出，水洗塔結(jié)構(gòu)與洗滌凈化塔結(jié)構(gòu)相同。
2.如權(quán)利要求I所述的一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法，其特征在于洗滌凈化塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行水洗后產(chǎn)生的溶液進(jìn)入脫氣塔進(jìn)行脫氣，脫氣塔為空塔結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有氣體出口 ；脫氣完成的溶液進(jìn)入洗滌循環(huán)池進(jìn)行沉淀，將富含沒有完全燃燒的生化硫等固體沉淀收集后再次燃燒，進(jìn)行循環(huán)利用；脫氣塔產(chǎn)生的氣體被送入一級吸收塔。
3.如權(quán)利要求I所述的一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法，其特征在于三級吸收塔中的參與反應(yīng)的溶液可以輸送到二級吸收塔中進(jìn)行反應(yīng)，二級吸收塔中的參與反應(yīng)的溶液可以輸送到一級吸收塔進(jìn)行反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣氨法脫硫并副產(chǎn)高純度亞硫酸氫銨的方法，首先將富含硫的固體物質(zhì)進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生富含高濃度二氧化硫氣體的煙氣；煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行除塵，除塵后的煙氣進(jìn)入換熱器進(jìn)行降溫；隨后煙氣進(jìn)入洗滌凈化塔進(jìn)行洗滌；煙氣分別進(jìn)入一級吸收塔、二級吸收塔、三級吸收塔進(jìn)行吸收，反應(yīng)生成的高濃度的亞硫酸氫銨溶液從一級吸收塔的底槽中取出作為成品進(jìn)行包裝；隨后煙氣進(jìn)入水洗塔水洗后排出。本發(fā)明具有高度凈化SO2及其它有害酸性氣體、有效提高氨吸收劑利用率等特點(diǎn)，并可獲得高濃度亞硫酸氫銨溶液，具有良好的特殊工業(yè)用途和前景。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102658016SQ20121013135
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者郭翠翠 申請人:山東天泰鋼塑有限公司