湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除工艺及装置

摘要

一种湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除工艺，烟尘去除工艺分为两个流程，即烟尘去除和硫酸铵后处理；硫酸铵后处理流程是：脱硫系统产生的脱硫的硫酸铵料浆送至旋流分离器，旋流分离器的下溢流口与离心机的进口相连，离心机的固体出口与干燥机相连；烟尘去除流程：将所述旋流分离器的上溢流口的液体和所述离心机的液体出口与过滤分离设备相连，由过滤分离设备除去其夹带的烟尘后的液体再进入循环槽或液料槽，以进行下一次循环。湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除装置由旋流分离器、离心机、干燥机和过滤分离设备、沉渣池、带搅拌装置的循环槽或液料槽构成，将硫铵后处理与烟尘去除结合起来，工艺及系统简单、占地面积小、运行成本低。

说明书

技术领域

本发明为环保领域，涉及一种烟尘去除工艺，具体指一种湿式氨法烟气脱硫工艺中烟尘的去除工艺及其装置。

背景技术

随着工业的发展和人口的集中，环境空气受到了越来越严重的污染。在对大气引起污染的气态污染物中，SO₂是最主要的污染物，其数量最大，影响面积最广，治理难度最大。根据国家环保总局的统计，自1996年开始我国每年SO₂排放量超过1550万，已经成为世界第一排放大国。我国受酸雨影响的国土面积已经超过30％，每年造成的经济损失超过1000亿元。而另一方面我国又是农业大国，为了生产化肥需要大量进口硫资源。因此将烟气中的硫进行回收利用具有十分重要的意义。

氨法脱硫工艺即为一种可实现硫资源充分回收的烟气脱硫技术。氨是一种良好的碱性吸收剂，其碱性强于钙基吸收剂。用氨吸收烟气中的是气-液或气-气反应，反应速率快，吸收剂利用率高，脱硫效率高，脱硫费用低。副产品可以得到经济效益较好的硫酸铵化肥，进一步降低脱硫成本。

氨法脱硫工艺经过十多年的发展，技术已相当成熟，但仍存在一些技术难点，尤其是在系统防腐、烟尘对脱硫和硫胺生产系统的堵塞、对硫胺副产品的质量稳定性等方面需作进一步的技术提升。其中烟尘不但易堵塞系统，还容易磨损设备管道，同时对脱硫副产结晶也有较大影响。

针对上述问题，现有氨法脱硫技术烟尘的去除一般采取两种工艺：一是，预除尘即烟气通过相应设备装置除尘后再进入脱硫系统，如设置水洗塔等；二是脱硫除尘一体化，该类工艺是通过在脱硫装置内淋洗烟气进行除尘。这两种工艺都存在着一些问题，前者的设备结构复杂，占地面积大，系统阻力大、能耗高；后者除尘效率不高，同时灰渣易沉积在脱硫系统。因此开发一种烟尘去除效果好、操作简单、投资小的湿式氨法除尘工艺就具有很好的应用价值。

发明内容

本发明的目的是：提出一种湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除工艺及装置，采用该工艺能获得较高的除尘效率，同时工艺流程简单、系统结构简化、运行成本低廉。尤其是提出一种制备高质量副产品硫铵的工艺方法及装置。

本发明的技术方案是：一种湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除工艺：烟尘去除工艺可分为两个流程，即烟尘去除和硫酸铵后处理；硫酸铵后处理流程是：脱硫系统产生的脱硫的硫酸铵料浆送至旋流分离器，旋流分离器的下溢流口与离心机的进口相连，离心机的固体出口与干燥机相连；烟尘去除流程：将所述旋流分离器的上溢流口的液体(包括所含微细颗料的液体)和所述离心机的液体出口与过滤分离设备相连，由过滤分离设备除去其夹带的烟尘后再进入循环槽或液料槽，以进行下一次循环；由此，可实现对脱硫生成的副产品硫酸铵浆液的综合加工处理，将其分离、干燥后，经包装机包装后可实现外销。

各步骤具体原理：

1)烟尘去除

脱硫系统的硫酸铵料浆沿进料口切向进入旋流分离器，固体颗粒受离心力作用随旋转液体沿器壁向下运动，最后由底流口排出；清液液体或含微细颗粒的液体则由旋流分离器的溢流口排出。因此，烟尘大部份随增浓后的硫铵料浆料进入离心机，少部分随清液溢出。料浆进入离心机后，因烟尘比重相对较小，在离心力作用下，与离心母液排出离心机转鼓。

旋流分离器的溢流口排出溢流液与离心机母液一起进入过滤分离设备，以除去其中的烟尘。该过滤分离设备可为离心机、分离机或过滤机。分离出来的灰渣进入沉渣池，定期处理。除去其夹带的烟尘后的液体再进入循环槽或液料槽。

2)硫铵后处理

脱硫系统生产的硫酸铵料浆含固量在5％-15％，经旋流分离器离心增浓，底流固含量可达40％-60％，溢流液一般为饱和溶液或含少量微细颗粒。

旋流器底流液流出进入离心机的转鼓后，在离心力作用下，液体不断穿过转鼓内侧的过滤介质，并经壁上的孔排出转鼓，固相颗粒则截留在过滤介质的表面。通过连续的离心过滤，离心机产出的硫铵含水量可降至3％-5％。考虑到下料的稳定性，可在旋流器和离心机间增设硫铵的稠厚设备或缓冲装置。

经离心分离后的硫铵物料进入干燥机，该干燥机一般为对流传热干燥器，具体可选气流干燥器、硫化床干燥器、喷雾干燥器等。干燥后的硫铵产品含水量可达到1％以下。根据所选干燥器类型及物料的具体情况，可考虑是否增设物料打散装置。

干燥后的物料进入包装机打包处理后进行外销，可实现循环经济。

本发明为实现上述工艺而专门设计的湿式氨法脱硫中烟尘去除装置，

其关键内容就在于过滤分离设备的确定。按以下各方面进行考虑：

湿式氨法烟气脱硫中烟尘去除装置：由旋流分离器、离心机、干燥机和过滤分离设备、沉渣池、带搅拌装置的循环槽或液料槽构成，旋流分离器的溢流口排出溢流液与离心机母液出口连接除去烟尘的过滤分离设备，旋流分离器底部流出口连接离心机，离心机的固体出口与干燥机相连；过滤分离设备可为沉降离心机、分离机或旋液压滤机、转鼓真空过滤机中的一种；尤其是螺旋沉降卸料离心机，过滤分离设备固体分离口连接沉渣池，过滤分离设备液体分离口连接循环槽或液料槽。循环槽或液料槽带扰抖装置。

可根据需要，在旋流器和离心机间增设硫铵的稠厚设备或缓冲装置。

所述干燥机一般为对流传热干燥器，具体可选气流干燥器、硫化床干燥器、喷雾干燥器等。

与现有的发明工艺相比，本发明具有如下有益效果：

本发明工艺可高效地去除氨法脱硫副产物硫酸铵料浆夹带的烟尘，通过先离心分离再去除烟尘，有较地降低了去灰工段的处理量。

其一，本发明考虑到烟尘比重相对较小，通过先离心将烟尘随离心母液溢出，再通过过滤分离设备去除烟尘，降低了除灰工段的处理量、提高了处理效率；

其二，本发明利用料液槽作为循环槽，将脱硫系统与硫铵系统联合起来，可实现循环除尘；

其三，本发明将硫铵后处理与烟尘去除结合起来，工艺及系统简单、占地面积小、运行成本低。

附图说明：

图1为本发明湿式氨法脱硫中烟尘去除工艺装置的示意图。

图中：1-旋流分离器，2-离心机，3-过滤器，4-干燥机，5-包装机，6-料液槽，7-搅拌器，8-料液泵。

具体实施方式：

螺旋沉降卸料离心机

a.连续生产的需求：

为实现连续生产，除灰装置也需连续运行，需选择连续操作式分离过滤设备。一般可为沉降离心机、碟式分离机、旋液压滤机、转鼓真空过滤机中的一种。

b.分离能力的需求：

考虑到设备广泛应用性，一般需可分离固相颗粒当量直径1-1000μm、固液相密度差在0.05-0.10g/cm³、固相浓度在1％-60％的悬浮液。

c.生产能力的需求：

除灰装置的生产能力与硫铵料浆夹带的烟尘量有直接关系。而含灰量取决于脱硫系统的烟气量和含灰量。一般要求固相产量达20-500kg/h。

同时考率到烟尘颗粒的可压缩性，选用沉降离心机较为合适。综合来看，螺旋卸料沉降离心机为较好的选择，它具有分离操作连续、分离效果好、物料适应性强、单机生产能力大等优点。

沉降机的结构及原理

差速旋转的无孔转鼓内有同心安装的输料螺旋，二者以一定的差速同向旋转，该转速差由差速器产生。悬浮液经中心的加料管加入螺旋内筒初步加速后进入转鼓，在离心力作用下，较重的固相沉积在转鼓壁上形成沉渣层，由螺旋推至转鼓锥段进一步脱水后经小端出渣口排出；而较轻的液相则形成内层液环由大端溢流口排出。脱硫系统来的固含量5％-10％的硫酸铵浆液进入旋流分流器1，通过脱水分离形成固含量达40％-60％的底流液进入离心机2。

旋流器底流液进入离心机2的转鼓后，在离心力作用下，产出硫铵含水量3％-5％的湿硫铵。

旋流器溢流液与离心机母液一起进入过滤器3，通过过滤分离除去其中的烟尘。过滤后母液进入料液槽6，滤渣送至沉渣池。料液槽溶液经料液泵8，定期输送至脱硫系统，进行循环。为防止灰渣沉积，料液槽6设有搅拌器7。

经离心分离后的湿硫铵进入干燥机4，干燥后得到水分＜1％的硫铵产品，再入包装机5包装即可得到商品硫铵。

本发明的应用实例：

参见图1，给出本发明的一个具体应用实例：

用于260t/h的蒸汽锅炉燃煤烟气脱硫工程的脱硫中烟尘除去装置。脱硫系统的烟气量为245000Nm³/h，烟气SO₂含量为3800mg/Nm³，尘含量为250mg/Nm³。

装置主要特征：

1)硫铵制备系统

旋流器——处理量20m³/h；

离心机——双级推料活塞式，处理量2.5t/h

干燥机——振动流化床，处理量2.5t/h

2)除杂系统

过滤分离器——螺旋卸料沉降机，处理能力为1t/h；

结果：

输送至后处理系统的硫铵料浆为19252kg/h，经系统处理后，硫酸铵产量为1906kg/h，灰渣量为37.36kg/h。得到的硫铵产品中灰量23.89kg/h，此时产品中N含量为20.7％，满足GB535-1995要求。