[发明专利]一种蒸发含亚硫酸铵的硫酸铵溶液的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硫的技术领域，涉及一种湿式氨法脱硫后副产物含亚硫酸铵的硫酸铵溶液的蒸发结晶方法。

背景技术

我国环境保护虽取得积极进展，但环境形势依然严峻，以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高难下，区域性大气污染问题日趋明显。煤的燃烧过程中会产生SO₂，是大气主要污染物之一。湿式氨法脱硫是目前广泛应用的脱硫方式，其主要原理是利用氨作为吸收剂，脱除烟气中的SO₂并产生亚硫酸铵，亚硫酸铵经氧化后形成硫酸铵。硫酸铵是一种常用的化学肥料，也可以应用于纺织、皮革、医药等行业。

脱硫过程中产生的硫酸铵溶液要经过蒸发-浓缩-冷却-结晶才能形成硫酸铵产品，由于硫酸铵溶液中含有少量未能被完全氧化的亚硫酸铵，遇热分解后会产生SO₂和NH₃气体，因此会产生系统内压力不平衡、管道腐蚀和影响硫酸铵产品质量等问题。

目前，湿式氨法脱硫的副产物硫酸铵的蒸发及结晶主要采用的是：

1、蒸发-结晶-分离-干燥法(CN201558568U)。该法采用的是单效蒸发，对热蒸汽的需求量大，蒸发排出大量二次蒸汽未能加以利用，不仅热能利用率不高，气相污染也相对严重。

2、简单双效蒸发流程(CN101928016A)，处理对象为单一的硫酸铵溶液，不含化学性质不稳定的亚硫酸铵。

在已有的蒸发结晶技术中，由于亚硫酸铵在60℃以上就开始分解，在加热蒸发的过程中亚硫酸铵分解产生的SO₂，不仅使系统压力产生波动，造成管道腐蚀，而且SO₂的任意排放会造成环境二次污染；若亚硫酸铵进入后续的干燥系统，会产生分解，影响工作环境及产物硫酸铵的品质。

发明内容

本发明的目的是针对本领域的不足之处，提出一种蒸发含亚硫酸铵的硫酸铵溶液的方法，采用双效逆流工艺流程，充分利用一效产生的二次蒸汽的热量为二效浓缩蒸发提供热源。二效加热室上设置排气孔，通过控制二效中溶液的温度，使溶液中未完全氧化的亚硫酸铵完全分解为SO₂与NH₃，送回到脱硫塔进行处理。

本发明的另一目的是提出一种蒸发含亚硫酸铵的硫酸铵溶液的的系统。

实现本发明上述目的的技术方案为：

1、一种蒸发含亚硫酸的硫酸铵溶液的方法，包括步骤：

1)含有硫酸铵的溶液经过预热进入二效分离室，然后溶液在二效分离室和二效加热室之间循环进行加热和分离，至溶液中硫酸铵的质量浓度为50%-60%，进入一效加热室；

2)进入一效加热室中的溶液在一效加热室和一效分离室之间循环加热和分离，至溶液中硫酸铵的质量浓度为60%-72%，进入稠厚器；

3)蒸汽首先进入一效加热室，然后进入预热器加热含亚硫酸铵的硫酸铵溶液；在一效分离室产生的蒸汽进入二效加热室；一、二效系统产生的蒸汽冷凝水进入冷凝水罐。

其中，所述含亚硫酸铵的硫酸铵溶液为对烟气进行湿式氨法脱硫后产生的溶液，密度为1.15-1.23g/ml，含有质量浓度为0.5-5%的亚硫酸铵。因为氨法脱硫首先产生亚硫酸铵，然后通过氧化得到所述硫酸铵的溶液，由于亚硫酸铵未能被完全氧化，因此硫酸铵溶液中含少量亚硫酸铵。由溶液密度推知，该含亚硫酸铵的硫酸铵溶液中硫酸铵的质量浓度为25-45%。

其中，所述步骤1)中含有亚硫酸铵的硫酸铵溶液经过预热，温度为72-85℃，然后进入二效分离室。

其中，所述步骤1)中二效分离室的溶液温度为70-80℃，真空度为0.07-0.085MPa；所述步骤2)中一效分离室中的溶液温度为105-115℃，真空度为0.005-0.01MPa。

其中，所述步骤3)中首先进入一效加热室的蒸汽温度为120-140℃，进入二效加热室的蒸汽温度为90-100℃。

一种双效蒸发含亚硫酸铵的硫酸铵溶液的系统，其包括二效加热室和二效分离室；一效加热室和一效分离室；

所述二效加热室和二效分离室通过管道和循环泵连接；所述一效加热室和一效分离室通过管道和循环泵连接。