[发明专利]一种氨法烟气脱硫生产硫铵化肥的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤火电、燃煤锅炉、钢铁烧结机、有色冶金和化工建材领域的烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种氨法烟气脱硫生产硫酸铵化肥的工艺及装置。

背景技术

随着我国的工业化和经济建设快速发展，与之带来的工业烟气中SO2的污染问题却日益严重。目前，经过“十一五”期间大规模的烟气脱硫工程建设，我国的烟气脱硫能力和装机容量已跃居世界第一位，但是，截止2010年，我国每年向大气中排放的SO2依然超过2000万吨，并且随着我国经济发展对能源和资源的需求，排放源继续增加。因此，在“十二五”和之后更长的时间里，我国控制SO2排放和节能减排的任务仍然很重，存在着较大的脱硫市场。

我国是以煤作为主要能源的国家，每年我国热电、钢铁、化工、有色金属及建材行业向大气中排放了大量的SO2，使得大气硫污染愈来愈严重。同时，我国是农业大国，每年需要大量化肥，因此从建设资源节约型、环境友好型的社会的角度出发，大力发展绿色经济、循环经济，实现可持续发展的成为必然选择。同时，进一步审视我国烟气脱硫行业的发展，积极开发新技术，优化技术种类和工程投运比例，是我国烟气脱硫行业面对的新课题。

目前，国内采用石灰/石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱技术差不多占到整个行业的90％，该技术虽然实现了大型化，但是具有结垢堵塞、副产物石膏难以处理、排放CO2等问题，并且我国是天然石膏生产大国，堆放的脱硫石膏因利用率低而易造成二次污染。而氨法烟气脱硫技术作为可以在脱硫的同时得到高附加值硫铵化肥的一种可资源化的脱硫工艺技术，同时具有脱硫高效、副产硫酸铵化肥、占地面积小、投资相对小等优点，适合我国国情，得到了广泛的关注和应用，实现了资源的循环、可资源化利用。

传统的氨法烟气脱硫工艺主要有：(1)集吸收、氧化、浓缩、结晶一体化的塔内结晶工艺；(2)吸收、氧化与浓缩、结晶分开操作的蒸发结晶工艺。采用(1)种塔内结晶工艺，可以有效地利用原烟气的热量同脱硫循环浓缩液进行热交换，从而使硫铵浆液中水分不断蒸发，直至形成结晶体，然后含有结晶体的浆液再通过后续的硫铵离心分离和干燥设备得到硫铵产品。此种工艺由于可以有效利用原烟气的热量，因此在节能方面具有较大的优势，但是通过此种工艺形成的硫酸铵颗粒粒径较小，分布范围较窄，硫铵颗粒的粒径分布只有30-60μm，造成了后续离心分离的难度，不容易得到合格的硫酸铵产品，而且产量很低，同时造成设备的故障率很高。采用(2)种蒸发结晶工艺，得到的硫铵颗粒较大，并且粒径分布比较均匀，得到的硫铵产品品质较好，而且设备的故障率低；但是采用此种工艺却需要耗费大量的蒸汽能源，增加了相应的运行成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述工艺存在的问题，全面提高脱硫和回收利用的技术经济性能，提供一种氨法烟气脱硫生产硫铵化肥的工艺及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氨法烟气脱硫生产硫铵化肥的装置，包括脱硫塔、蒸发结晶器、旋流器、稠厚器、离心机、干燥机和包装机，脱硫塔内由上至下为除雾段、吸收段、蒸发结晶段和氧化段，蒸发结晶段和氧化段之间设有隔板，除雾段顶部设有烟气出口，吸收段设有2-4级吸收段喷淋层，蒸发结晶段设有烟气进口和蒸发段喷淋层，氧化段设有压缩空气进口和液氨注入管，吸收段回流液出口通过管路与氧化段连接，氧化段通过浆液循环泵与吸收段喷淋层相连，蒸发结晶器通过管路和浆液泵与氧化段和蒸发结晶段相连；旋流器进料口与蒸发结晶器出料口相连，旋流器、稠厚器、离心机、干燥机和包装机通过管路依次相连，其特征在于：所述蒸发结晶器为负压蒸发结晶器，蒸发结晶器顶部设有搅拌器，搅拌器为螺旋桨式，螺旋桨的深入深度为蒸发结晶器的1/3-2/3；蒸发结晶器上部设有圆桶形挡板，圆桶形挡板直径为蒸发结晶器直径的1/3-3/4，圆桶形挡板内设有导流筒，导流筒直径为圆桶形挡板直径的1/3-2/3，导流筒下部位于搅拌器螺旋桨的上部；圆桶形挡板上端开口通过管路连接有真空泵。

所述的除雾段设有两级折流板式除雾器并带有自动冲洗装置，两级除雾器之间间距为1.0-2.0m，除雾器最上端距烟气出口1-3m，除雾器最下端距最上一层吸收段喷淋层1-3m。

所述脱硫塔氧化段中上部设有两级压缩空气气体分布器，氧化段下部离塔底0.5-2m的范围内设有侧壁搅拌装置，侧壁搅拌装置上方设有氧化空气曝气管，氧化空气曝气管下端设有曝气孔，孔径为1-10mm。

所述的吸收段喷淋层和蒸发结晶段喷淋层设有液体分布器，液体分布器为螺旋锥喷嘴。