[其他]同时进行氧化硫吸收和生产硫酸铵的方法和设备

说明书

本发明涉及从含有氧化硫的气体中脱除氧化硫的改进设备和方法;更具体地说涉及从含有二氧化硫的气体中同时进行二氧化硫的吸收和生产硫酸铵的改进设备和过程。

许多国家用法律规定控制二氧化硫的排放量，来减轻二氧化硫对环境和人民健康的危害。这些二氧化硫来源于例如燃烧矿物燃料的锅炉、冶炼炉、硫酸厂、纸浆和造纸厂等。广泛使用的控制二氧化硫的方法是利用泥浆状的石灰石或石灰与烟道气相接触的原理。在大多数的情况下，其副产物或者作为土地填充物或者转化成石膏，用来制造墙板和水泥。在少数情况下，利用其它的碱性化学试剂，例如钠，镁和氨来回收有用的副产品，例如纯的二氧化硫，硫酸和硫。

利用氨和含氨的洗涤液进行烟道气脱硫也是大家十分熟悉的。当含有氧化硫的烟道气与含氨溶液接触时，常常生成硫酸铵。硫酸铵以结晶的形式从溶液中沉淀出来。防卫报告T909，017中，用含氨的溶液吸收烟道气中的二氧化硫，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸铵，以及不可避免生成的硫酸铵。从吸收器流出的溶液可用硫酸氢铵处理，生成硫酸铵，并释出适宜于转化为硫酸或元素硫的浓的二氧化硫气流。硫酸铵可从溶液中结晶出来，热分解成氨和硫酸氢氨，前者再循环入吸收器，后者再循环至释出二氧化硫的步骤。

美国专利3，186，802公开了使废气或烟道气与氨接触，脱除其中氧化硫的方法。在美国专利3，186，802所述的反应器中，经酸化的液体进料与再循环的含硫酸物料流相混合，产生亚硫酸铵和亚硫酸氢铵转化成硫酸铵和硫的反应，并用少量的硫酸洗涤烟道气中微量的氨。

在另外一个用烟道气与氨溶液接触脱除二氧化硫的过程中，烟道气从塔的下部加入，而将氨溶液从上部加入，氨与二氧化硫反应生成亚硫酸铵。这个方法如美国专利3，843，789所述，脱除二氧化硫减少空气污染。

如在美国专利4，250，160中所公开的，在至少包括三段或三区的多级液-汽接触器或接触装置中，含有二氧化硫的气体在有氧气和水的情况下与氨接触，分离其中的二氧化硫，生成硫酸铵。在美国专利4，250，160的接触器的中间段内，在有氧和水蒸汽的情况下，二氧化硫与含有过量氨的气相接触生成硫酸铵，在接触器的上段排放气体，通过与水或酸溶液的逆流接触，洗去过量的氨。在接触器的下段装有液体旋流器，使晶状的硫酸铵从接触器下段采出。从接触器的底级采出硫酸铵浆料，晶状的硫酸铵从浆料中分离出来，母液再循环至接触器。在美国专利4250160的装置的中间段，主要任务是使二氧化硫与氨在气相内接触，在过量的氧和水蒸汽的存在下，二氧化硫与过浓的氨反应生成硫酸铵。

在美国专利1，986，889中，硫酸铵是这样制备的：把氧化气体加入在封闭容器内的含有亚硫酸铵的溶液中，增加容器的压强，使大部分亚硫酸铵转化成硫酸铵，然后中断通入氧化气体，在已建立的压强条件下，使容器内的氧化气体通过溶液循环，把剩余的亚硫酸铵转化成硫酸铵。在美国专利1，986，889中，塔内的亚硫酸铵溶液的酸度或碱变可以通过调节通入溶液的含氨气体或含二氧化硫气体的量来控制。为避免固体铵盐的沉淀，在溶液中加入氨以后，在加入二氧化硫气体之前，用氧化气体把氨气吹出，在加入氨气之前，脱除二氧化硫。

现已发现，所有上述的过程和装置都不足以或不能有效地从含有二氧化硫的气体中脱除二氧化硫。一般而言，由于以下的基本的问题，还没有在工业上大量使用氨来进行烟道气脱硫。第一个问题是氨的相对耗量。因为氨的消耗，它必须与硫的萃取物料一起再循环，或转化成硫酸铵用作肥料。但目前的工艺水平使这二者实施起来很复杂。建设采用这种过程的工厂投资比较大。第二个问题是，在脱硫过程中，氨气势必进入烟道气中，这样不仅仅带来经济损失，而且还在排放气中产生可见的兰色烟雾，因而造成二次污染问题。为了克服这一缺点，控制氨的损失和避免产生兰色烟雾，已提出操作费用高的相当复杂的净化系统。

因此，本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺点。

本发明的主要目的是提供一个改进的过程和设备从含二氧化硫气体中脱除二氧化硫。

本发明的另一个目的是提供一个过程和设备，在吸收含二氧化硫气体中的二氧化硫的同时生产硫酸铵。

本发明还有一个目的是提供一个过程和设备，用氨来分离废气中的二氧化硫，而二氧化硫和氨不在汽相进行接触。