本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種處理酸性尾氣生產(chǎn)銨鹽的系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

目前，部分化工企業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含有氯化氫、氯氣、二氧化硫等有毒有害的混合尾氣，含有該種介質(zhì)的尾氣為有毒有害氣體，若直接排放大氣會(huì)造成環(huán)境污染，形成環(huán)保事故，影響環(huán)境。處理酸性氣體的方法有干法、半干法和濕法，其中，干法處理是在反應(yīng)塔內(nèi)噴入氫氧化鈣粉末，對(duì)酸性尾氣中的酸性物質(zhì)進(jìn)行吸附反應(yīng)，生成無害的中心鹽粒子，再進(jìn)圖下游的除塵器除塵。該方法的工藝簡單、投資較低，不產(chǎn)生廢水，設(shè)備腐蝕小，缺點(diǎn)是藥劑用量大，除酸效率只有50-80％。濕法凈化工藝具有代表性的技術(shù)有石灰漿液洗滌法、氧化鎂法、雙堿法和海水脫硫法等，其采用的堿液一般為氫氧化鈉或氫氧化鈣溶液，該方法的優(yōu)點(diǎn)是酸去除率高，缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生含高濃度無機(jī)鹽及重金屬的廢水，造成二次污染，需處理達(dá)標(biāo)后才能排放，還存在設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用很高、泥漿不易處理等問題。而半干法處理方法是尾氣從底部進(jìn)入脫酸反應(yīng)塔，在流化區(qū)中與噴入的消石灰形成強(qiáng)烈的流化湍流，同時(shí)噴入水對(duì)消石灰和循環(huán)灰固態(tài)顆粒進(jìn)行增濕，使堿性顆粒與酸性氣體進(jìn)行高效中和脫酸反應(yīng)。該工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)物脫酸灰呈干粉狀，主要成分為亞硫酸鈣、硫酸鈣和氯化鈣等，一方面，干粉狀產(chǎn)物容易對(duì)環(huán)境造成二次粉塵污染，另一方面，該部分產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較小，一般是用作廢礦井回填物和道路基礎(chǔ)等。但是由于需要將消石灰進(jìn)行噴射霧化，所以，對(duì)消石灰的粒徑要求較高，同時(shí)，該方法中的噴嘴是對(duì)固體顆粒進(jìn)行噴霧，很容易導(dǎo)致噴嘴的堵塞，影響尾氣處理效率。

此外，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在尾氣處理過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果該熱量在反應(yīng)器中積累不能及時(shí)排出，一方面會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)溫度過高，造成安全隱患，另一方面，反應(yīng)器內(nèi)溫度過高會(huì)對(duì)酸堿中和反應(yīng)造成一定的阻礙，降低尾氣中的酸性氣體的脫除效率。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于含有氯化氫、氯氣和二氧化硫等有害氣體的尾氣，尚缺乏有效的處理手段，同時(shí)根據(jù)目前的方法還無法將這類尾氣變廢為寶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種處理酸性尾氣生產(chǎn)銨鹽的系統(tǒng)，包括反應(yīng)器、氨洗塔、外冷器、風(fēng)機(jī)、冷析稠厚器和離心分離機(jī)，其中，

所述反應(yīng)器包括微孔曝氣段和氣液反應(yīng)段，氣液反應(yīng)段位于微孔曝氣段的上端，微孔曝氣段由分布有若干通孔的中空結(jié)構(gòu)構(gòu)成，風(fēng)機(jī)和酸性氣體源均與所述微孔曝氣段連通，氣液反應(yīng)段為設(shè)定液位高度的含氨溶液；

反應(yīng)器的氣體出口與所述氨洗塔的底部連通，氨洗塔的液體出口通過管道與設(shè)置在反應(yīng)器頂部的噴淋層連通；

反應(yīng)器的循環(huán)液體出口與外冷器的入口連通，外冷器的出口與反應(yīng)器的循環(huán)液體入口連通，通過外冷器對(duì)反應(yīng)器中的反應(yīng)液體降溫；

反應(yīng)器的物料出口與所述冷析稠厚器連通，反應(yīng)后的物料在冷析稠厚器中冷卻結(jié)晶；

冷卻稠厚器的物料出口端與離心分離機(jī)連通，通過離心分離機(jī)進(jìn)行固液分離。

微孔曝氣段可以使風(fēng)機(jī)泵入的空氣氣泡細(xì)化，并均勻分布于反應(yīng)器底部，從而提高了液相中的溶解氧濃度，液相中溶解有氨，所以，液相為堿性，尾氣源輸送來的酸性尾氣通過微孔曝氣段進(jìn)入液相時(shí)，酸性物質(zhì)(氯化氫、氯氣和二氧化硫等)會(huì)與液相中的氨反應(yīng)生成銨鹽，液相中的氧氣將生成的亞硫酸氨氧化為硫酸氨。同時(shí)，通入的大量空氣能帶走一部分酸堿反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，起到一定的降溫作用，提高了反應(yīng)器的安全性。

外冷器對(duì)反應(yīng)器中的液相進(jìn)行循環(huán)降溫，進(jìn)一步降低了反應(yīng)體系的溫度，提高了反應(yīng)器的安全性，同時(shí)，有利于液相中酸堿中和反應(yīng)的進(jìn)行。

此外，由于氯化氫、氯氣和氨氣反應(yīng)產(chǎn)生的氯化銨是鹽，如果不是在液相中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，本文中在液相中進(jìn)行酸性氣體的吸收，避免產(chǎn)生大量的氯化銨、硫酸銨等顆粒粉塵。

由于酸堿中和反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以反應(yīng)器中會(huì)蒸發(fā)一定量的氨氣，若反應(yīng)器中氨氣的濃度過大，會(huì)造成一定的安全隱患，所以，本文中將反應(yīng)器中的氣體通入氨洗塔中進(jìn)行洗滌，可以重新吸收氨氣，并將氨水重新通過反應(yīng)器頂部的噴淋層通入反應(yīng)器中，對(duì)反應(yīng)器液相上端的空間進(jìn)行二次噴淋，對(duì)反應(yīng)器中的氨氣噴淋吸收，通過氨洗塔中的一次噴淋和反應(yīng)器中的二次噴淋，將反應(yīng)器中的氨氣含量降至很低，提高了反應(yīng)器的安全性能。在液相的上端進(jìn)行二次噴淋，進(jìn)一步避免了粉塵的產(chǎn)生。而且二次噴淋液體會(huì)吸收反應(yīng)器中的部分熱量，進(jìn)而對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)一步降溫，提高了反應(yīng)器的安全性能。

本文中通過對(duì)溫度的控制，并向液相中通入空氣，可以使亞硫酸銨的轉(zhuǎn)化率提高至99.5％，進(jìn)一步提高了制備的銨鹽的純度。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括液氨儲(chǔ)罐，所述液氨儲(chǔ)罐分別與所述外冷器、冷析稠厚器和反應(yīng)器連通。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)器頂端的噴淋層還通過輸送泵與氣液反應(yīng)段連通。

輸送泵將反應(yīng)液輸送到噴淋層進(jìn)行噴淋，可以提高對(duì)反應(yīng)器中的氨氣和顆粒銨鹽的去除效果。

進(jìn)一步的，所述冷析稠厚器與離心分離機(jī)之間還連接有沉降槽。

在沉降槽中可以對(duì)結(jié)晶后的反應(yīng)液進(jìn)行一次固液分離，進(jìn)而降低了后續(xù)離心分離機(jī)的負(fù)荷，提高了反應(yīng)液的處理效率。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括母液槽，母液槽的入口分別與沉降槽和離心分離機(jī)連通，母液槽的出口通過泵與氨洗塔的液體入口連通，沉降槽和離心分離機(jī)分離出的液體收集在母液槽中，并通過泵輸送至氨洗塔中，對(duì)含氨氣體進(jìn)行噴淋洗滌。

固液分離后的液體中含有大量的氨和銨鹽，且該部分液體經(jīng)過冷卻稠厚，溫度較低，將該部分液體泵入氨洗塔噴淋洗滌氨氣時(shí)，可以提高氨氣的吸收效率，同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器噴淋時(shí)，可以提高對(duì)反應(yīng)器的降溫效果。

進(jìn)一步的，所述氨洗塔還設(shè)置有供水管道，供水管道與噴淋水源連通。

由于沉降槽和離心分離機(jī)中的固液分離后的液體量有限，可能在噴淋吸收氨氣時(shí)會(huì)有噴淋液不足的現(xiàn)象，所以，通過設(shè)置供水管道，通過噴淋水源進(jìn)行噴淋液的補(bǔ)充，保證了氨洗塔中連續(xù)、正常進(jìn)行。

進(jìn)一步的，所述液氨儲(chǔ)罐與冷析稠厚器之間連接有氨冷器，氨冷器對(duì)從冷析稠厚器中流出的氨氣進(jìn)行冷卻。

更進(jìn)一步的，所述氨冷器通過滿液分離器與反應(yīng)器連通。

氨冷器對(duì)冷析稠厚器進(jìn)行循環(huán)冷卻，同時(shí)對(duì)液氨加熱獲得氨氣，將獲得的氨氣通入反應(yīng)器中參與反應(yīng)，該部分氨氣的溫度較低，在反應(yīng)器中的液相中會(huì)有較大的溶解度，還會(huì)對(duì)反應(yīng)器中起到一定的降溫作用。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種處理酸性尾氣生產(chǎn)銨鹽的方法，包括如下步驟：

1)向反應(yīng)器中投入一定量水，使反應(yīng)器中的水達(dá)到設(shè)定液位，并向水中通入氨氣，得到氨水溶液；

2)通過微孔曝氣段向氨水溶液中通入酸性尾氣和空氣，并將反應(yīng)器中的溶液泵入外冷器中進(jìn)行循環(huán)冷卻；

3)反應(yīng)器的氣體送入氨洗塔中進(jìn)行氨洗，并將氨洗后的溶液送回反應(yīng)器的頂端，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行噴淋；

4)反應(yīng)器中的反應(yīng)液達(dá)到設(shè)定濃度時(shí)，將反應(yīng)液進(jìn)行冷析稠厚、沉降、固液分離，得到銨鹽；

只要不影響整個(gè)工藝的運(yùn)行，以上步驟可以互換或同時(shí)運(yùn)行。

進(jìn)一步的，所述方法還包括將固液分離后的液體送往氨洗塔進(jìn)行噴淋洗滌的步驟。

進(jìn)一步的，步驟2)中，經(jīng)過外冷器冷卻后的溶液的溫度為40-60℃。

進(jìn)一步的，步驟4)中，當(dāng)反應(yīng)液的比重為1.45-1.5時(shí)，將反應(yīng)液進(jìn)行冷析稠厚，冷析稠厚的溫度小于等于10℃。

進(jìn)一步的，步驟4)中，所述沉降的停留時(shí)間為1.5-2.5h。

反應(yīng)液在冷析稠厚器中進(jìn)行稠厚結(jié)晶，并利用氨冷器進(jìn)行循環(huán)降溫，形成較多的微細(xì)晶核，在沉降槽中，晶核會(huì)慢慢長大，形成大量的銨鹽結(jié)晶，便于后續(xù)的固液分離。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明中的反應(yīng)器包括微孔曝氣段、氣液反應(yīng)段和逆流洗滌段，微孔曝氣段可以通入大量的空氣的酸性尾氣，提高了液相中氧氣的溶解濃度和酸性尾氣與液相的反應(yīng)程度，同時(shí)對(duì)反應(yīng)器內(nèi)起到一定的降溫效果。氧氣的存在和反應(yīng)器內(nèi)溫度的控制，將液相中的亞硫酸銨的轉(zhuǎn)化率提高到了99.5％，大大提高了制備的銨鹽的純度。反應(yīng)器中溫度的控制，還有利于酸堿中和反應(yīng)的進(jìn)行，提高了對(duì)酸性氣體的處理效率。

2、反應(yīng)器中的逆流洗滌段和氨洗塔中的噴淋，不但可以降低反應(yīng)器的氣體中氨氣的含量，還會(huì)對(duì)反應(yīng)器起到一定的降溫作用，大大提高了反應(yīng)器的安全性能；同時(shí)，逆流洗滌段和液相反應(yīng)，避免了粉塵的產(chǎn)生，提高了工作環(huán)境的清潔程度。

3、采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，不但可以大大提高除酸效率，還不容易造成系統(tǒng)故障，本發(fā)明在處理酸性氣體的同時(shí)，還制備得到了固體銨鹽，變廢為寶。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

術(shù)語解釋部分：

微孔曝氣段，是由微孔曝氣短管和堵頭等組裝而成，組裝的結(jié)構(gòu)可以為任意類型。

風(fēng)機(jī)，是依靠輸入的機(jī)械能提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。本文中用于輸送空氣，也可以輸送酸性尾氣。

氨洗塔，是通過噴淋，與含氨的氣體逆流，從而吸收氣體中的氨氣的塔。

外冷器，是一種換熱設(shè)備，冷卻介質(zhì)和熱介質(zhì)在不同腔室中流通換熱，達(dá)到將熱介質(zhì)降溫的目的。

如圖1所示，首先在反應(yīng)器內(nèi)建立液位及通過反應(yīng)器循環(huán)泵建立液相循環(huán)，進(jìn)入反應(yīng)器的氣氨，通過外冷器與反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)液換熱氣化后進(jìn)入反應(yīng)器，同時(shí)開啟空氣風(fēng)機(jī)，向反應(yīng)器微孔曝氣段內(nèi)通入空氣，利用空氣中的氧氣使亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽；生產(chǎn)裝置來的含氯化氫、氯氣、二氧化硫氣體尾氣通過管道輸送至反應(yīng)器微孔曝氣段，通過微孔曝氣段出來的氣體通過曝氣盤進(jìn)入氣液反應(yīng)段與含有氨的液相進(jìn)行接觸反應(yīng)生成氯化銨、硫酸銨液體，反應(yīng)放出熱量通過外冷器進(jìn)行降溫，反應(yīng)溫度控制在40～60℃，循環(huán)洗滌提濃，當(dāng)液相比重(比重也稱相對(duì)密度，是該物質(zhì)的密度與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，3.98℃時(shí)純h2o下的密度的比值)達(dá)到1.45～1.5時(shí)，反應(yīng)器底部出料進(jìn)入冷析稠厚器，物料在冷析稠厚器內(nèi)進(jìn)行增稠結(jié)晶，控制冷析稠厚器內(nèi)物料溫度≤10℃，物料在冷析稠厚器內(nèi)停留時(shí)間約為2小時(shí)，冷析結(jié)晶利用氨冷器對(duì)物料循環(huán)降溫，形成較多的微細(xì)晶核，在冷析槽耙的作用下稠厚結(jié)晶，同時(shí)能把氣化液氨供反應(yīng)使用。物料經(jīng)過冷析稠厚器冷析結(jié)晶后物料進(jìn)入沉降槽，在沉降槽內(nèi)停留時(shí)間為2小時(shí)，在沉降槽耙攪拌下使晶核慢慢長大，形成大量銨鹽結(jié)晶，結(jié)晶的銨鹽通過離心分離設(shè)備進(jìn)行離心分離，固體銨鹽包裝外售，母液進(jìn)入母液槽通過母液泵打入氨洗塔對(duì)多余的氨進(jìn)行洗滌，如果母液不足時(shí)，則向氨洗塔中通入一次水對(duì)氨氣進(jìn)行噴淋，洗滌后的稀氨水送入反應(yīng)器的頂端，在反應(yīng)器中進(jìn)行二次噴淋，多余的氨水外售。

一種氯化氫、氯氣、二氧化硫氣生產(chǎn)銨鹽的設(shè)備與工藝，步驟如下：

1)首先在反應(yīng)器內(nèi)建立液位及通過反應(yīng)器循環(huán)泵建立液相循環(huán)，在循環(huán)過程中根據(jù)裝置來的尾氣成分及含量來確定氨的用量，使氨與尾氣組成的摩爾比為控制在1.05～1.1:1，徹底使尾氣中的酸性氣轉(zhuǎn)化成銨鹽。

2)氨與化工裝置來的尾氣在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)洗滌液下方進(jìn)行液相反應(yīng)，避免產(chǎn)生大量的氯化銨、硫酸銨顆粒粉塵，在液相中進(jìn)行反應(yīng)有效的避免上述現(xiàn)象。產(chǎn)生的熱量直接被水吸收及空氣帶走，通過反應(yīng)器循環(huán)泵利用外冷器對(duì)含有銨鹽的液體進(jìn)行循環(huán)降溫，在循環(huán)降溫的同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行氨與尾氣的反應(yīng)，當(dāng)循環(huán)液的比重為1.45～1.5時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的液體達(dá)到飽和后進(jìn)入冷析稠厚器進(jìn)行冷析結(jié)晶。

3)物料進(jìn)入冷析稠厚器后，利用氨冷器對(duì)冷析稠厚器進(jìn)行循環(huán)冷卻降溫，冷媒采用需要?dú)饣囊喊?，受熱氣化的氨直接進(jìn)入反應(yīng)器參與反應(yīng)，控制冷析稠厚器內(nèi)的溫度梯度，冷析后的物料通過冷析稠厚器內(nèi)部的下料管直接通入反應(yīng)器的下部，防止出現(xiàn)冷析死區(qū)。

4)冷析稠厚后的銨鹽漿液進(jìn)入沉降槽，在沉降槽內(nèi)停留時(shí)間為2小時(shí)，在沉降槽內(nèi)通過槽耙攪拌，控制槽耙轉(zhuǎn)速，使晶核勻速緩慢運(yùn)動(dòng)，結(jié)晶進(jìn)一步增長，使銨鹽漿析出更多的晶體。

5)沉降槽底部卸料進(jìn)入離心分離機(jī)進(jìn)行離心分離，沉降槽頂部設(shè)溢流堰，頂部清液溢流至母液槽，通過泵打入氨洗塔，洗滌多余的氨，離心機(jī)分離出的固體物料即為銨鹽。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。