專利名稱：一種脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置技術領域。
背景技術：
通常在煉礦工業、硫酸工業或者燃煤、燃油鍋爐等排放尾氣中均含有SO2氣體。即 使是微量的SO2含量，由于排放量巨大，也會對環境和生態造成嚴重破壞。據報道，我國已 經成為繼美洲、歐洲之后受酸雨危害最為嚴重的地區，大片的森林、土地被毀。我國已明確 要求，新上電廠必須配套廢氣脫硫裝置，并要求現有排放超標的電廠在2010年底前必須安 裝脫硫設施，其中投產20年以上或裝機容量10萬千瓦以下的，限期改造或者關停。與此同 時，規定每排放1公斤SO2收費0. 63元，此項收費直接納入環境保護專項資金管理，用于治 理環境污染。為了鼓勵企業減排，2006年6月出臺電價政策表示，新建和現有脫硫機組上網 電價每千瓦時均提高0.015元人民幣。從國家宏觀調控政策來看，相關企業配套廢氣脫硫 設施已勢在必行。傳統技術是在脫硫塔前設置除塵裝置，將廢氣中的煙塵除塵后的廢氣進入脫硫塔 脫除so2。也有一些技術將亞硫酸銨經過后工段處理作為副產品，有的在塔內或塔外設置氧 化段，將亞硫酸銨氧化為硫酸銨，硫酸銨作為副產品，這種設計缺點是工藝較復雜，設備投 資大、安裝工程多，而且不能很好地利用二氧化硫煙氣中的熱量來提高能源的利用率，所以 其結構還有待改進。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種脫除廢氣 中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置，本裝置不僅設計巧妙，而且能利用二氧化硫的煙氣熱量 來濃縮硫酸鹽溶液，同時又能消除二氧化硫煙氣中的高溫所引發生的副反應造成對設備的 損壞，從而提高設備的使用壽命。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為本設計的脫除廢氣中二氧化 硫并副產硫酸銨的裝置，包括有脫硫塔及氧化裝置，在脫硫塔內上部設置有除塵機構，位于 脫硫塔頂部設置有凈化煙氣排空的出口，在脫硫塔內設置有脫硫機構，其特征在于所述本 裝置還包括有濃縮塔，該濃縮塔內腔分隔為上下不相通的兩部分，濃縮塔的上部內腔與濃 縮塔頂部的煙氣出口相連通，且上部內腔的進氣口與含二氧化硫煙氣管道中的一路支管道 相連接，所述濃縮塔的下部內腔中設置有濃縮硫酸鹽溶液的噴淋循環機構，且下部內腔的 進氣口與含二氧化硫煙氣管道中的另一路支管道相連接，所述下部內腔的出氣口通過管道 與脫硫塔的煙氣進氣口相連接，而下部內腔的底部通過管道與脫硫塔底部的硫酸鹽溶液相 連通，所述氧化裝置通過管道分別與濃縮塔底部和脫硫塔底部的硫酸鹽溶液相連通，在濃 縮塔底部設置有與硫酸鹽溶液相連通而能將硫酸鹽溶液輸出外界的管道。作為改進，所述含二氧化硫的煙氣管道可有兩路，每路煙氣管道的進口處設置有 除塵器，經除塵器后的管道再分為兩路支管道，并在兩路支管道的進氣口處分別設置有濾塵器。作為進一步改進，所述含二氧化硫的煙氣管道中與濃縮塔的上部內腔相連通的兩 條支管道分別經濾塵器后相互回合成一條管道與濃縮塔的上部內腔的進氣口相連接，而每 路煙氣管道中與濃縮塔的下部內腔相連通的兩條支管道分別經濾塵器后相互回合成一條 管道與下部內腔的進氣口相連接。再改進，所述氧化裝置為空氣鼓風機，該空氣鼓風機的出氣口通過管道與濃縮塔 底部和脫硫塔底部的硫酸鹽溶液相連通，而空氣鼓風機的進氣口與外界大氣相連通。再改進，所述除塵機構包括安裝于脫硫塔上部的絲網除沫器，在位于絲網除沫器 的下方間隔地設置有水沖洗噴頭、吸收液噴淋裝置。再改進，所述噴淋循環機構包括循環泵和噴淋裝置，噴淋裝置設置于下部內腔的 上部，且噴淋裝置通過管道經循環泵與下部內腔底部的硫酸鹽溶液相連通。再改進，所述脫硫機構包括吸收液分布器、噴淋頭及吸收液循環泵，所述吸收液分 布器、噴淋頭設置于脫硫塔內腔的上部，噴淋頭設置于收液分布器的出口上，而所述吸收液 分布器通過管道經吸收液循環泵與吸收液相連通。再改進，所述除塵器可選擇為電除塵器或布袋除塵或電除塵和布袋結合的除塵
O與現有技術相比，本實用新型采用增加濃縮塔，該濃縮塔內腔分隔為上下不相通 的兩部分，濃縮塔的上部內腔與濃縮塔頂部的煙氣出口相連通，且上部內腔的進氣口與含 二氧化硫煙氣管道中的一路支管道相連接，濃縮塔的下部內腔中設置有濃縮硫酸鹽溶液的 噴淋循環機構，這種結構的優點在于凈煙氣煙囪設置在脫硫塔頂部，能充分利用設備空間， 簡化工藝流程，降低設備投資，節約用地，并且能利二氧化硫的煙氣熱量來濃縮硫酸鹽溶 液，同時又能消除二氧化硫煙氣中的高溫所引發的副反應造成對設備的損壞，從而提高設 備的使用壽命。本設計的裝置廢氣中的有害氣體成分脫除率分別可以達到S02 ^ 95%, S03彡99%，NOx = 10 30%，HF彡99%，除塵率彡90%。所以是一種非常實用的裝置， 值得推廣應用。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1所示，本實施例的脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置，包括有脫硫 塔5及氧化裝置，在脫硫塔5內上部設置有除塵機構，該除塵機構包括安裝于脫硫塔5上 部的絲網除沫器52，在位于絲網除沫器52的下方間隔地設置有水沖洗噴頭、吸收液噴淋裝 置。位于脫硫塔5頂部設置有凈化煙氣排空的出口 53，在脫硫塔5內設置有脫硫機構。本 裝置還包括有濃縮塔4，該濃縮塔4內腔分隔為上下不相通的兩部分，濃縮塔的上部內腔41 與濃縮塔頂部的煙氣出口 44相連通，且上部內腔41的進氣口 4c與含二氧化硫煙氣管道2 中的一路支管道21相連接，所述濃縮塔的下部內腔42中設置有濃縮硫酸鹽溶液的噴淋循 環機構，且下部內腔42的進氣口 4a與含二氧化硫煙氣管道2中的另一路支管道22相連
4接，所述下部內腔42的出氣口 4b通過管道與脫硫塔5的煙氣進氣口 5a相連接，而下部內 腔42的底部通過管道與脫硫塔5底部的硫酸鹽溶液相連通，所述氧化裝置通過管道分別與 濃縮塔4底部和脫硫塔5底部的硫酸鹽溶液相連通，該氧化裝置為空氣鼓風機7，該空氣鼓 風機7的出氣口通過管道與濃縮塔4底部和脫硫塔5底部的硫酸鹽溶液液相連通，而空氣 鼓風機7的進氣口與外界大氣相連通，并在濃縮塔4底部設置有與硫酸鹽溶液相連通而能 將硫酸鹽溶液輸出外界的管道8。上述含二氧化硫的煙氣管道2有兩路，每路煙氣管道2的進口處設置有除塵器1， 經除塵器1后的管道再分為兩路支管道21、22，并在兩路支管道21、22的進氣口處分別設置 有濾塵器3。含二氧化硫的煙氣管道2中與濃縮塔的上部內腔41相連通的兩條支管道21 分別經濾塵器3后相互回合成一條管道與濃縮塔的上部內腔41的進氣口 4c相連接，而每 路煙氣管道2中與濃縮塔的下部內腔相連通的兩條支管道22分別經濾塵器3后相互回合 成一條管道與下部內腔42的進氣口 4a相連接。上述噴淋循環機構包括循環泵6和噴淋裝置43，噴淋裝置43設置于下部內腔的上 部，且噴淋裝置43通過管道經循環泵6與下部內腔42底部的硫酸鹽溶液相連通。上述脫 硫機構包括吸收液分布器51、噴淋頭及吸收液循環泵9，所述吸收液分布器51、噴淋頭設置 于脫硫塔5內腔的上部，噴淋頭設置于收液分布器51的出口上，而所述吸收液分布器51通 過管道經吸收液循環泵9與吸收液相連通。上述除塵器1可為電除塵器或布袋除塵或電除塵和布袋結合的除塵器，這幾技除 塵技術都為現有技術，其結構不再作詳細說明。以下對本實用新型作進一步說明本實用新型公開一種脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置及工藝，具體涉及 利用氨水或氨氣做吸收劑與SO2反應，最終得到硫酸銨化肥的方法。本實用新型將廢氣的洗 滌除塵、降溫、脫硫、氧化等過程在脫硫塔內集中實現，脫硫塔內設置液體分布器，具有傳質 效率高，系統阻力低，處理能力大的特點。本實用新型適用于所有含硫廢氣中SO2的脫除， 并將其轉化成硫酸銨化肥，同時除塵率與脫硫率較高，符合國家環保排放要求，并副產硫酸 銨化肥，可以為企業贏得效益。采用本實用新型提供的濃縮塔和脫硫塔，可以簡化流程，降 低設備投資，節約用地。在氨法脫硫中，通常包括以下化學反應(1)吸收廢氣中的SO2吸收液中的有效吸收組分是亞硫酸銨，通過補充氨水來恢復吸收液的吸收能力(NH4) 2S03+S02+H20 = 2NH4HS03 NH4HS03+NH3 = (NH4) 2S03在吸收液中亞硫酸銨與亞硫酸氫銨的比例是通過調整氨水的加入量，即控制pH 值來實現的。亞硫酸銨也可直接做肥料銷售，但由于其化學性質不穩定，一般需要將其氧化 成硫酸銨，再加工成固體，便于儲存和運輸。(2)亞硫酸銨的氧化在亞硫酸銨溶液中直接鼓空氣，便可得到氧化產物硫酸銨2 (NH4) 2S03+02 = 2 (NH4) 2S04上述的廢氣是指煉礦工業、硫酸工業、燃煤燃油鍋爐等工業排放的尾氣或稱作廢 氣；所述的裝置是濃縮塔和脫硫塔聯合，在塔內同時實現降溫、提濃、脫硫、氧化過程。所述工藝方法具體如下廢氣分兩路進入濃縮塔，其中一路在事故狀況進入濃縮塔上部的開工 煙囪，另一路進入濃縮塔下部，被濃縮循環液冷卻，同時濃縮循環液被蒸發提濃；然后廢氣 進入吸收塔內吸收段，與脫硫吸收液逆流接觸；脫除SO2的廢氣經塔頂絲網除沫器回收液滴 后去脫硫塔頂部的凈煙氣煙 。所述的吸收段，是設置了若干液體分布器的吸收塔，在塔內 分段噴入吸收液，塔內取消了填料，使氣阻下降，同時不會產生堵塔現象。在廢氣出口處設 置了絲網除沫器，用以捕捉氣體夾帶液滴，在除沫器下方設置一條吸收液噴淋管線，減少氣 氨揮發。空氣在氧化段底部以鼓泡的形式加入，氧化后與廢氣合并進入吸收段，同時在濃縮 塔和脫硫塔起攪拌作用。本實用新型將廢氣的洗滌除塵、降溫、脫硫、氧化等過程在脫硫塔內集中實現，脫 硫塔內設置液體分布器，具有傳質效率高，系統阻力低，處理能力大的特點。本實用新型適 用于所有含硫廢氣中SO2的脫除，并將其轉化成硫酸銨化肥，同時除塵率與脫硫率較高，符 合國家環保排放要求，并副產硫酸銨化肥，可以為企業贏得效益。采用本實用新型提供的濃 縮塔和脫硫塔，可以簡化流程，降低設備投資，節約用地。本脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的工藝步驟為(1)含SO2的工業廢氣經電除塵(或布袋除塵、或電除塵和布袋結合)段后，分兩路 進入濃縮塔，其中一路進入濃縮塔上部的放空段，作為鍋爐點火前期(或鍋爐在不正常情 況下)的煙氣進入開工煙 ；另一路進入濃縮塔的下段與來自脫硫塔并經濃縮循環泵的濃 縮液接觸，經過降低溫度后進入脫硫塔，與經脫硫循環泵循環的循環液接觸，除去煙氣中的 二氧化硫和其它部分酸性氣體如(二氧化氮)到達排放要求后進入脫硫頂部的煙囪放空。(2)本裝置不設置混凝土煙@，開工煙@和凈煙@分別設置在濃縮塔和脫硫塔頂 部。(3)在濃縮塔中產生過飽和硫酸銨溶液排入硫酸銨產品分離和干燥系統生產硫酸 銨，分離產生的液體返回系統；根據循環液中的PH值定量補加氨水、液氨或碳酸氫銨等物 質。(4)在脫硫塔頂設置絲網除沫器，回收凈化氣中夾帶的液滴，除沫后的氣體直接排 放或去后工段。在絲網除沫器下方分別設置水沖洗噴頭、吸收液噴淋裝置、液體分布器，用 于沖洗絲網，吸收廢氣中的氣氨及吸收液的再分布，防止氣液偏流。(5)濃縮塔和脫硫塔不設置攪拌裝置，借助氧化空壓機攪拌同時將溶液中的亞硫 酸銨氧化成為硫酸銨。
權利要求一種脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置，包括有脫硫塔(5)及氧化裝置，在脫硫塔(5)內上部設置有除塵機構，位于脫硫塔(5)頂部設置有凈化煙氣排空的出口(53)，在脫硫塔(5)內設置有脫硫機構，其特征在于所述本裝置還包括有濃縮塔(4)，該濃縮塔(4)內腔分隔為上下不相通的兩部分，濃縮塔的上部內腔(41)與濃縮塔頂部的煙氣出口(44)相連通，且上部內腔(41)的進氣口(4c)與含二氧化硫煙氣管道(2)中的一路支管道(21)相連接，所述濃縮塔的下部內腔(42)中設置有濃縮硫酸鹽溶液的噴淋循環機構，且下部內腔(42)的進氣口(4a)與含二氧化硫煙氣管道(2)中的另一路支管道(22)相連接，所述下部內腔(42)的出氣口(4b)通過管道與脫硫塔(5)的煙氣進氣口(5a)相連接，而下部內腔(42)的底部通過管道與脫硫塔(5)底部的硫酸鹽溶液相連通，所述氧化裝置通過管道分別與濃縮塔(4)底部和脫硫塔(5)底部的硫酸鹽溶液相連通，在濃縮塔(4)底部設置有與硫酸鹽溶液相連通而能將硫酸鹽溶液輸出外界的管道(8)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述含二氧化硫的煙氣管道(2)有兩路， 每路煙氣管道(2)的進口處設置有除塵器(1)，經除塵器(1)后的管道再分為兩路支管道 (21、22)，并在兩路支管道(21、22)的進氣口處分別設置有濾塵器(3)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于所述含二氧化硫的煙氣管道(2)中與濃 縮塔的上部內腔(41)相連通的兩條支管道(21)分別經濾塵器(3)后相互回合成一條管道 與濃縮塔的上部內腔(41)的進氣口(4c)相連接，而每路煙氣管道(2)中與濃縮塔的下部 內腔相連通的兩條支管道(22)分別經濾塵器(3)后相互回合成一條管道與下部內腔(42) 的進氣口 (4a)相連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述氧化裝置為空氣鼓風機(7)， 該空氣鼓風機(7)的出氣口通過管道與濃縮塔⑷底部和脫硫塔(5)底部的硫酸鹽溶液相 連通，而空氣鼓風機(7)的進氣口與外界大氣相連通。
5.根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述除塵機構包括安裝于脫硫 塔(5)上部的絲網除沫器(52)，在位于絲網除沫器(52)的下方間隔地設置有水沖洗噴頭、 吸收液噴淋裝置。
6.根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述噴淋循環機構包括循環泵 (6)和噴淋裝置(43)，噴淋裝置(43)設置于下部內腔的上部，且噴淋裝置(43)通過管道經 循環泵(6)與下部內腔(42)底部的硫酸鹽溶液相連通。
7.根據權利要求1或2或3所述的裝置，其特征在于所述脫硫機構包括吸收液分布 器(51)、噴淋頭及吸收液循環泵(9)，所述吸收液分布器(51)、噴淋頭設置于脫硫塔(5)內 腔的上部，噴淋頭設置于收液分布器(51)的出口上，而所述吸收液分布器(51)通過管道經 吸收液循環泵(9)與吸收液相連通。
8.根據權利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述除塵器(1)為電除塵器或布袋 除塵或電除塵和布袋結合的除塵器。
專利摘要一種脫除廢氣中二氧化硫并副產硫酸銨的裝置，包括有脫硫塔(5)及氧化裝置，在脫硫塔(5)內上部設置有除塵機構，位于脫硫塔(5)頂部設置有凈化煙氣排空的出口(53)，在脫硫塔(5)內設置有脫硫機構，所述本裝置還包括有濃縮塔(4)，該濃縮塔(4)內腔分隔為上下不相通的兩部分，濃縮塔的上部內腔(41)與濃縮塔頂部的煙氣出口(44)相連通，且上部內腔(41)的進氣口(4c)與含二氧化硫煙氣管道(2)中的一路支管道(21)相連接。與現有技術相比，本實用新型采用增加一個濃縮塔設備及凈煙氣煙囪設置在脫硫塔頂部，能充分利用設備空間，簡化工藝流程，降低設備投資，節約用地，并且能利用二氧化硫的煙氣熱量來濃縮硫酸鹽溶液，同時又能消除二氧化硫煙氣中的高溫所引發生的副反應造成對設備的損壞，從而提高設備的使用壽命。
文檔編號C05C3/00GK201719965SQ2010202318
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月18日 優先權日2010年6月18日
發明者李順保, 項裕橋 申請人:寧波金遠東工業科技有限公司