專利名稱：一種適合鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域大氣污染治理脫硫脫氮技術(shù)，尤其涉及一種適合鋼廠燒 結(jié)機(jī)煙氣脫硫的工藝。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和發(fā)展作出 了重要貢獻(xiàn)，鋼鐵工業(yè)也是污染物排放大戶，燒結(jié)生產(chǎn)是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝單 元。燒結(jié)過程中產(chǎn)生大量廢氣排入大氣污染物，主要有粉塵、二氧化硫、氮氧化物和有害重 金屬等，對(duì)鋼鐵工業(yè)二氧化硫排放貢獻(xiàn)率高達(dá)40% 60%，我國(guó)燒結(jié)煙氣污染物控制目前 主要集中在粉塵的控制，而對(duì)于燒結(jié)煙氣中二氧化硫的的控制技術(shù)研究起步晚，相對(duì)薄弱。 以前針對(duì)鋼廠燒結(jié)煙氣的技術(shù)大多存在控制系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行成本昂貴、有二次污染排放。本 燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝借鑒了其它行業(yè)脫硫技術(shù)，做到了控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、無二次 污染的排放?，F(xiàn)有同類技術(shù)及存在的不足如下目前的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝主要有NID半干法脫硫、石灰石-石膏法脫硫、循環(huán)流 化床煙氣脫硫1、NID半干法脫硫NID半干法脫硫工藝原理是利用石灰(CaO)干反應(yīng)劑或干的熟石灰Ca (OH) 2吸 收煙氣中的S02。把電除塵或布袋除塵器捕集下來的具有一定堿性的飛灰與含Ca(0H)2m 脫硫劑，充分混合、增濕，然后作為吸收劑注入除塵器入口煙道，使之均勻地分布在熱態(tài)煙 氣中。此時(shí)，吸收劑得到干燥，煙氣得到冷卻、增濕，煙氣中的S02在隨后的煙道和除塵器中 被吸收，最終生成CaS03和CaS04。被除塵器捕集下來的含硫產(chǎn)物和未反應(yīng)的吸收劑飛灰， 再部分注入混合增濕裝置，并補(bǔ)充吸收劑后進(jìn)行再循環(huán)，達(dá)到吸收劑利用率的目的。該方法存在以下缺點(diǎn)1)含鈣循環(huán)灰是靠流化風(fēng)為動(dòng)力，借助煙道和負(fù)壓的引力進(jìn)入直煙道反應(yīng)器，存 在結(jié)垢、堵塞的問題；按常規(guī)NID脫硫工藝流程設(shè)置脫硫裝置，則使煙氣系統(tǒng)阻力更高，影 響燒結(jié)機(jī)主體工藝的運(yùn)行，影響系統(tǒng)產(chǎn)能。同時(shí)脫硫增壓風(fēng)機(jī)能耗過高，造成系統(tǒng)能耗過高o2)沒有主反應(yīng)器，脫硫劑與煙氣是在煙道中作用的，故作用時(shí)間受限制，影響脫硫 效率與脫硫劑的利用率。3)對(duì)于低硫煙氣，半干法脫硫效率將顯著下降。4)脫硫副產(chǎn)物主要為亞硫酸鈣的混合物_脫硫灰，目前無利用價(jià)值，只能采取拋 棄處置，易形成二次污染。2、石灰石-石膏法脫硫石灰(石灰石)_石膏法煙氣脫硫工藝以石灰石或石灰石漿液與煙氣中的 應(yīng)，脫硫產(chǎn)物亞硫酸鈣，也可氧化為石膏回收利用。該方法存在以下缺點(diǎn)
1)投資較高且運(yùn)行費(fèi)用過高，系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，而且易于腐蝕，磨損以致堵 塞管路，從而降低了其運(yùn)行的可靠性。2)由于石灰(石灰石)_石膏法中脫硫劑的反應(yīng)活性較低，造成其脫硫噴淋量很 大，造成設(shè)備龐大，能耗過高。在燒結(jié)脫硫領(lǐng)域，由于燒結(jié)煙氣具有的特性，如大流量，低含 硫量、煙塵富含各種金屬離子等，也給石灰(石灰石)“石膏法在煙氣脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用造成 一定的技術(shù)難度。3)石灰(石灰石)_石膏法的副產(chǎn)品為石膏，我國(guó)有充足的、品質(zhì)優(yōu)良的天然石膏 資源，價(jià)格相對(duì)較低。脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物制備的石膏成本往往偏高，品質(zhì)、色澤較差，其 利用價(jià)值無法跟天然石膏相比。4)目前國(guó)內(nèi)火電脫硫所采用石灰(石灰石)_石膏法的脫硫工藝對(duì)脫硫副產(chǎn)物大 都經(jīng)過簡(jiǎn)單處理后，直接拋棄，造成了二次污染，部分電力企業(yè)已面臨處置副產(chǎn)物石膏造成 二次污染的難題。3、循環(huán)流化床煙氣脫硫循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次再循 環(huán)，延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，大大提高了吸收劑的利用率。該方法存在以下缺點(diǎn)1)煙氣量的不穩(wěn)定變化會(huì)影響到吸收劑的硫化狀態(tài)不穩(wěn)定，導(dǎo)致脫硫效果易隨煙 氣量的變化受影響，而且還會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。按常規(guī)流化床脫硫工藝流程設(shè)置脫硫裝置，則 使煙氣系統(tǒng)阻力更高，影響燒結(jié)機(jī)主體工藝的運(yùn)行，影響系統(tǒng)產(chǎn)能。2)對(duì)于低硫煙氣脫硫效率將顯著下降。3)脫硫副產(chǎn)物主要為亞硫酸鈣的混合物_脫硫灰，幾乎毫無利用價(jià)值，只能直接 拋棄，造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種適合鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的工 藝，以解決燒結(jié)煙氣量大、煙溫波動(dòng)大、含濕量高、含塵量高等特征。該技術(shù)能耗低、副產(chǎn)品 品質(zhì)高以及對(duì)環(huán)境無二次污染，本工藝流程設(shè)計(jì)合理，脫硫率高，回收的硫銨產(chǎn)品品質(zhì)純 凈，且沒有三廢排放。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種適合鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工的工藝，其中包括下列步驟1)脫硫系統(tǒng)2)硫酸銨制備燒結(jié)機(jī)熱煙氣首先進(jìn)入脫硫塔中部，與從上部噴淋下的漿液接觸，通過噴淋洗滌， 除去了煙氣中的二氧化硫、粉塵，煙氣在此過程中因絕熱蒸發(fā)而冷卻。將空氣用羅茨風(fēng)機(jī)鼓 入脫硫塔下部槽體，將漿液中亞硫酸銨氧化成硫酸銨。隨著吸收、氧化、濃縮的發(fā)生，溶液中 硫酸銨溶液濃度不段升高，直至溶液中有5%的含固量，當(dāng)溶液達(dá)設(shè)定的工藝指標(biāo)時(shí)將溶液 由排出泵排至硫銨工段。氨水由氨水泵注入擾動(dòng)泵泵進(jìn)口，再由擾動(dòng)泵通過擾動(dòng)噴頭均布到脫硫塔底部， 通過調(diào)節(jié)進(jìn)入脫硫塔的氨水量或脫硫塔排出漿液濃度，使脫硫塔漿池PH值維持在5. 5
46.0之間以保證吸收。煙氣在脫硫塔內(nèi)經(jīng)過脫硫塔漿液循環(huán)洗滌冷卻并除去S02。脫 硫后凈煙氣由裝設(shè)于脫硫塔上部的2級(jí)除霧器除霧使煙氣中液滴濃度小于75mg/N m3。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，煙氣中302與脫硫劑反應(yīng)的主要生成物為(NH4)2S03& NH4hso3,為生成(NH4)2SO4，需要對(duì)上述生成物進(jìn)行氧化。本工程是通過向脫硫塔氧化區(qū)送入 新鮮空氣來實(shí)現(xiàn)氧化過程的。在脫硫塔中主要有如下反應(yīng)s02的吸收過程s02+nh3 h20 — nh4hs03s02+2nh3 h20 — (nh4) 2s03+h20(nh4) 2s03+s02+h20 — 2nh4hs03 (低 ph 值時(shí))nh4hs03+nh3 h20 — (nh4) 2s03+h20 (高 ph 值時(shí))氧化生成硫銨2 (nh4) 2s03+02 — 2 (nh4) 2s04脫硫塔氨水供應(yīng)量、硫銨漿排出量及煙氣進(jìn)入量等因素的變化造成脫硫塔的液位 波動(dòng)。根據(jù)測(cè)量的液位值，調(diào)節(jié)除霧器沖洗時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn)液位的穩(wěn)定。維持脫硫塔漿液成分的穩(wěn)定是保證煙氣中S02達(dá)到高吸收率的關(guān)鍵，吸收液的密 度和PH值是溶液成分的兩個(gè)重要參數(shù)。本工藝對(duì)塔的吸收液設(shè)PH值檢測(cè)儀表，自動(dòng)調(diào)控 吸收液需補(bǔ)充的氨水量；對(duì)塔內(nèi)的吸收液設(shè)密度的檢測(cè)儀表，自動(dòng)調(diào)控漿液的排出量；對(duì) 塔內(nèi)的吸收液設(shè)液位檢測(cè)儀表，自動(dòng)調(diào)控塔的補(bǔ)水量。脫硫塔內(nèi)的硫銨漿液通過硫銨漿液排出泵送入硫銨漿液旋流站濃縮，濃縮后的硫 銨漿液(硫銨漿液旋流站底流)全部進(jìn)入離心機(jī)，脫水后經(jīng)干燥機(jī)料槽由螺旋輸送機(jī)進(jìn)入 干燥機(jī)中進(jìn)一步去除硫銨中的水分。干燥后含水率不大于0. 3%的硫銨經(jīng)物料提升機(jī)送至 包裝機(jī)包裝后存放待運(yùn)。干燥機(jī)干燥熱源取自鋼廠低壓蒸汽，低壓蒸汽經(jīng)換熱器后，將冷空 氣加熱為熱空氣，熱空氣干燥硫銨后的混合氣體經(jīng)水浴除塵后，將熱空氣處理成滿足排放 標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣。干燥后的熱硫銨經(jīng)冷空氣降溫后去包裝機(jī)包裝。本發(fā)明將起到以下積極效果1、本技術(shù)脫硫率高，脫硫率> 96%，同時(shí)有脫氮的效果，脫氮率可達(dá)35%以上。2、本技術(shù)運(yùn)行成本低，充分考慮了鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣的特性，采用其他方法，脫硫 副產(chǎn)物基本拋棄，而采用本方法，硫銨回收產(chǎn)生可觀的“正效益”，符合國(guó)家倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì) 和可持續(xù)發(fā)展。3、副產(chǎn)品為高純度的硫銨晶體(滿足硫酸銨GB535-1995)，不含亞硫酸銨成份，完 全滿足農(nóng)業(yè)和工業(yè)使用。4、本工藝氨的逃逸率低，無三廢排放，不對(duì)環(huán)境造成二次污染。


圖1所示為本發(fā)明一種適合鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本技術(shù)采用氨水作為吸收劑，將液氨轉(zhuǎn)化成8 20%的氨水。
燒結(jié)機(jī)來的熱煙氣經(jīng)電或布袋除塵后進(jìn)入吸收塔，在脫硫裝置的進(jìn)口設(shè)一個(gè)雙擋 板隔離門，在旁路煙道上設(shè)一個(gè)可調(diào)節(jié)旁路擋板門，用于事故狀態(tài)或檢修時(shí)用。熱煙氣進(jìn)入 吸收塔，與熱煙氣逆流接觸，煙氣被降溫至50 70°C，同時(shí)完成吸收、氧化、濃縮后排空。待 漿液有5%的含固量時(shí)，由硫銨漿液排出泵送入旋流器進(jìn)行固液分離。啟動(dòng)脫硫循環(huán)泵將塔底的混合液通過噴淋層噴淋，與來自硫銨濃縮塔的煙氣逆流 接觸，控制塔內(nèi)的液汽比為5 6，使S02與硫酸銨反應(yīng)，脫硫后的煙氣經(jīng)過塔頂兩級(jí)除霧器 后進(jìn)入煙囪排放，塔頂除霧器要定期用工藝水清洗，以減小系統(tǒng)阻力。在吸收塔內(nèi)來自氧化風(fēng)機(jī)的空氣與吸收塔排出泵送來的亞硫酸銨溶液反應(yīng)，為了 保證氧化率，氧化空氣的量要高于理論值的數(shù)倍，使氧化完成能滿足系統(tǒng)的要求。經(jīng)過煙氣濃縮后的硫酸銨溶液由硫銨漿液排出泵送到旋分器進(jìn)行固液分離，分離 出的晶體硫酸銨通過下部的離心機(jī)脫水，含水率小于5%的晶體送到干燥器，進(jìn)一步脫水至 水含量小于1 %，經(jīng)過螺旋給料機(jī)送到包裝機(jī)包裝成袋入庫，完成整個(gè)過程。
權(quán)利要求
一種適合鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的工藝，其特征在于適合處理燒結(jié)煙氣氣量大、煙溫波動(dòng)大、含濕量高、含塵量高的煙氣。燒結(jié)煙氣先經(jīng)過吸收塔脫硫后由塔頂自設(shè)的排氣筒排空。吸收液在吸收塔內(nèi)循環(huán)脫硫同時(shí)完成氧化和濃縮。將含有5％硫酸銨晶體的懸濁液經(jīng)過旋流、過濾、干燥為成品。本發(fā)明利用燒結(jié)機(jī)的熱煙氣直接蒸發(fā)出硫酸銨，沒有消耗蒸汽，充分利用了煙氣的余熱。由于熱煙氣中的氧對(duì)亞銨氧化起促進(jìn)作用，可減少氧化曝氣的量，提高了硫銨產(chǎn)品的氧化速率。脫硫塔采用空塔噴淋，便于吸收塔的放大，且塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造難度較小，由于溶液濃度較高，調(diào)節(jié)適當(dāng)PH可以達(dá)到最好的吸收率和最小氨逃逸。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征在于燒結(jié)煙氣進(jìn)入吸收塔，使高溫 煙氣溫度降低到50 70°C，該溫度下煙氣在吸收塔中脫除二氧化硫的效果是最好的。在煙 氣溫度降低的同時(shí)硫酸銨溶液被濃縮，節(jié)約了蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征在于燒結(jié)煙氣中的氧氣對(duì)亞鹽的氧 化是起到促進(jìn)作用的。且吸收塔在煙氣處理過程中，溶液中會(huì)含有少量的重金屬，重金屬是 亞鹽氧化的催化劑。同時(shí)塔底通過曝氣形式曝入空氣，多個(gè)有利因素同時(shí)作用，使得氧化過 程既高效又完全。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征在于吸收塔采用空塔噴淋結(jié)構(gòu)，由 于燒結(jié)煙氣量大，空塔易于大型化，空塔還具有阻力小等優(yōu)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征是由于吸收、氧化和濃縮在同一塔 內(nèi)進(jìn)行，改變了傳統(tǒng)的三塔或兩塔之間溶液與煙氣的倒換，使系統(tǒng)更安全，也更適合處理大煙氣量。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征是整個(gè)脫硫系統(tǒng)考慮了鋼鐵行業(yè)的 實(shí)際情況，由于煙氣中塵含量高，煙氣中的塵在濕法脫硫過程中就進(jìn)入的溶液中，在生產(chǎn)硫 酸銨過程中采用有效的除塵裝置，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
7.根據(jù)權(quán)利1所述的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工藝，其特征是在由于煙氣溫度波動(dòng)大，采用空 塔噴淋結(jié)構(gòu)，由于空塔具有操作彈性大，對(duì)煙氣量不敏感，十分適合燒結(jié)煙氣處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合脫除鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣中二氧化硫副產(chǎn)硫酸銨化肥的工藝技術(shù)，適用于燒結(jié)煙氣氣量大、煙溫波動(dòng)大、含濕量高、含塵量高等特征。燒結(jié)煙氣從吸收塔中部進(jìn)入，煙氣與吸收液逆向接觸，煙氣在接觸的過程中脫除二氧化硫，經(jīng)塔頂除霧器后由塔頂煙囪排出，在吸收液中通入壓縮空氣和氨水，隨著吸收和氧化的過程的不斷進(jìn)行，溶液中硫酸銨達(dá)到飽和并有5％晶體析出。含硫銨晶體的懸濁液經(jīng)過旋流、過濾、干燥為成品。本發(fā)明由于燒結(jié)煙氣在吸收塔中同時(shí)完成吸收、氧化、濃縮，具有流程精煉、脫硫效率高、副產(chǎn)品質(zhì)量高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101862583SQ20091017714
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者孫建中, 施冬輝, 李志春, 熊武, 高翀, 高翥 申請(qǐng)人:北京九州美電環(huán)保工程有限公司;高翀