[发明专利]一种氨法脱硫氧化装置及方法

说明书

本发明公开了一种高效氨法脱硫氧化装置，在脱硫塔内依次设置多级喷淋层、塔釜；塔釜内依次设置第一气液分布板、第二气液分布板、第三气液分布板；第一、第二气液分布板之间形成氨分布区；氨分布区内在第一气液分布板和第二气液分布板之间还设置氨水分布器；第二、第三气液分布板之间形成吸收区；第三气液分布板和塔底之间形成氧化区；氧化区内在第三气液板下侧设置若干级氧化风分布器，任一级氧化风分布器上均对应设有气液板；在氧化风分布器上方还设置流体搅拌器。该装置通过非机械分区，将脱硫塔釜分为氨分布区、吸收区、氧化区，双重提升吸收氧化效率。同时公开了脱硫氧化方法，控制各区的PH值不同，使吸收和氧化同时达到最优化。

技术领域

本发明属于环保和化工技术领域，涉及一种氨法脱硫氧化装置及方法。

背景技术

二氧化硫是硫燃料(如煤和石油)燃烧烟气的主要污染物之一，由于其进入大气中后，不仅会带来酸雨等环境问题，而且会对人体产生生理危害，是废气治理的主要污染物。

目前对烟气SO₂的净化技术主要是采用湿法脱硫，湿法脱硫中广泛采用的吸收剂有CaCO₃(石灰石-石膏法)、NaOH(钠法)、MgO(镁法)、NH₃(氨法)作为吸收剂，其中由于氨法脱硫工艺不产生废水、副产物(NH₄)₂SO₄可以作为化肥进行资源化利用，具有较大的技术优势。

氨法脱硫与钙法、钠法相比，对氧化率的要求高，如果氧化率低，未氧化的亚硫酸铵会在硫铵浓缩操作中分解，释放出氨和酸性气，造成操作间异味、环境与设备腐蚀等。由于吸收剂NH₃的自身特点，氧化率又受温度、PH值等因素的制约。氧化率与PH值的关系是：PH值越高，氧化效率越差；PH越低，氧化效率越高；而SO₂的吸收效率则是PH值越高，吸收效率越高，反之，则越低。由于氧化率与吸收效率的差异性，近年来，兼顾高效氧化和高效吸收一直是业内的难题。

为了改善氨法脱硫氧化效率，中国专利文献CN 208356491 U提出了一种氨法脱硫亚硫酸铵的氧化装置，采用多层填料组件和组件之间的液体分布环提升气液接触的比表面积，提高亚硫酸铵的氧化速率。由于氨法脱硫浆液中硫铵容易饱和析出，这种填料结构虽然可以提高气液传质效率，但容易堵塞。

中国专利文献CN 109260895 A提出了一种功能导向产物分区的氨法脱硫氧化循环槽装置及方法。氧化循环槽被槽壁板、隔板分隔成单相液区、氧化区和还原区三个区域提高了吸收浆液对SO₂的吸收能力，强化了烟气脱硫效果。这种装置由于将氧化区与循环吸收区分开，不仅工业实施困难，而且会导致亚硫酸盐在得不到氧化情况下，长时间在塔内循环，发生分解，造成氨逃逸拖尾，另一方面则导致氧化停留时间短，容易导致氧化不充分。

中国专利文献CN 208512251 U提出了一种适于氨法脱硫的组合式氧化装置，该装置是一个优化气液分布的独立池体，内置曝气管和气液分布器。通过增大气液接触面积，使亚硫酸铵的氧化效率达到99.5％以上。该专利虽然解决了氧化问题，但与SO₂的吸收相割裂，很难单独实施。

中国专利文献CN201120164401.2中公开一种双氧化氨法脱硫装置，该专利提高了吸收效率，脱硫效率在95％以上，可以得到纯度在99％以上的硫酸铵晶体，降低了氨逃逸量，氨逃逸量小于8mg/m³。但是该专利的烟气经除尘后直接进入预洗塔，使得预洗塔的制造工艺要求变高，需要投入更多的成本，且预洗塔使用寿命降低，脱硫后的温度较低烟气直接经烟囱排除，对烟囱腐蚀性较高，影响烟囱的使用寿命。