專利名稱：與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于氨法煙氣脫硫裝置中去除氯根離子的工藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴厲和燃料價格的逐漸上漲，節(jié)能環(huán)保受到廣泛的重視，對火力發(fā)電廠煙氣的達標排放及煙氣處理中節(jié)能降耗、運行可靠性提出了更高的要求。氨法煙氣脫硫技術(shù)屬新型清潔技術(shù)之一，盡管技術(shù)起步較晚，但其突出的優(yōu)點是脫硫效率高、可資源化回收二氧化硫形成高附加值的硫銨化肥、電耗低(只有石灰石-石膏法的三分之一)、特別適合中高硫煤機組或?qū)O2排放要求非常嚴格的地區(qū)。因此，近幾年來，氨法脫硫在國內(nèi)有了很大發(fā)展。同石灰石-石膏法工藝脫硫一樣，氨法脫硫的循環(huán)液中也會富集煙氣中的氯離子 (CL—)、氟離子(F—)，由于高濃度CL—對金屬具有很大的腐蝕性，因此濕法脫硫中一般要求控制其濃度小于20000ppm(pH值越低，則要求CL_控制濃度也越低)。在石灰石_石膏法工藝脫硫吸收漿液中，副產(chǎn)品為難溶解的硫酸鈣(CaSO4),因此，通過兩級旋流分離和混凝沉淀處理后，溶液中的鹽類以NaCUKCl為主，可以滿足達標排放要求。所以石灰石-石膏法工藝中通過排放一定的溶液達到去除吸收塔漿液中氯離子濃度的要求，例如，對于典型的300MW 機組，一般只需排放3 4噸經(jīng)處理廢水，可使吸收塔內(nèi)漿液氯離子濃度控制在IOOOOppm以內(nèi)。在氨法脫硫裝置中，是不能采用這一工藝的，因為氨法脫硫工藝中，副產(chǎn)品(硫酸)銨鹽的溶解度(大于40%)很大，大量銨離子存在于廢水中，是無法就地用經(jīng)濟合理的工藝進行徹底去除的。根據(jù)某2X135mw機組氨法脫硫?qū)嶋H運行經(jīng)驗，在沒有外排廢水或其它去除氯根離子裝置的條件下，塔內(nèi)溶液中的氯根離子很快就上升到飛OOOOppm，在pH值4. O附近，這種溶液可以對絕大部分的金屬產(chǎn)生腐蝕破壞(由于腐蝕過程是隱性的、非突發(fā)性的，一旦發(fā)現(xiàn)，諸如泵的葉輪、蝸殼已經(jīng)腐蝕破壞)。為保證氨法脫硫裝置的正常運行，就需要定期定量外排部分高濃度銨鹽溶液，如直接用槽罐車外運，這種方式的代價很大。所以迫切需要開發(fā)一種經(jīng)濟可行的、節(jié)能的、可靠的去除氯根離子的一種工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述問題，而提出的與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝，尤其是用于火力發(fā)電廠氨法煙氣脫硫裝置中去除氯根離子。本發(fā)明工藝的特點是與副產(chǎn)品硫銨的干燥系統(tǒng)相結(jié)合。本發(fā)明的主要技術(shù)方案與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝，用于氨法煙氣脫硫裝置，其特征是與氨法脫硫裝置副產(chǎn)硫銨的干燥系統(tǒng)相結(jié)合去除氯根離子，共用一套熱風系統(tǒng)、細小固體顆粒去除設(shè)備及物料處置設(shè)備。具體地說，本發(fā)明的工藝包括以下步驟首先是采用一套熱風系統(tǒng)，用熱風在蒸發(fā)干燥器中對脫硫塔排出的高濃度銨鹽含氯根離子溶液進行瞬間霧化混合，細小霧滴蒸發(fā)并干燥，稍大的固體顆粒進入下部料斗，再經(jīng)物料輸送設(shè)備進入硫銨料倉，細小固體顆粒隨熱風進入流化床干燥機；
進入流化床干燥機的細小固體顆粒隨熱風進入旋風分離器，大部分的細小固體顆粒被分離，進入硫銨料倉；含少量硫銨顆粒的熱風經(jīng)離心風機加壓送回吸收塔。上述工藝中，蒸發(fā)干燥器入口熱風溫度140°C 240°C，出口熱風溫度 115°C 125°C ;流化床干燥機入口風溫度115°C 125°C，出口風溫度100°C 110°C。一般地，本發(fā)明工藝中，熱風在進入蒸發(fā)干燥器之前通過變頻風機與常溫空氣混合，調(diào)節(jié)熱風溫度在140°C 240°C。本發(fā)明工藝的處理過程無廢水產(chǎn)生，產(chǎn)生的固體為硫銨和很少量的氯化銨、氟化銨，微污染的熱風(主要是污染物為細小的硫氨顆粒和氨氣)送到吸收塔入口煙道，在吸收塔內(nèi)同煙氣一起得到凈化。本發(fā)明的優(yōu)點是熱風系統(tǒng)合二為一，不僅簡化了熱風系統(tǒng)，而且由于硫銨溶液的蒸發(fā)干燥需要較高的煙氣溫度(140°c 240°C)，而流化床干燥機入口溫度則較低 (115^125°C )，經(jīng)硫銨溶液蒸發(fā)干燥后的熱風溫度恰好能滿足這一要求，這樣就使熱風的熱量得到進一步的利用，達到了節(jié)省了能量的目的。同樣，由于采用了一套熱風系統(tǒng)，這樣細小硫銨的分離設(shè)備也可合二為一，以至于后續(xù)的物料處置設(shè)備均實現(xiàn)了合二為一，工藝過程中獲得的硫銨固體顆粒，均進入硫銨料倉，再經(jīng)自動打包機打包后儲運。本發(fā)明中，在蒸發(fā)干燥處置高濃銨鹽溶液的同時，實際上也部分減輕了脫硫副產(chǎn)物——硫銨脫水干燥處理設(shè)備的容量，例如對于燃煤含硫2. 7%的135MW機組而言，總的硫銨產(chǎn)量lt/h，蒸發(fā)干燥器需處理高濃度銨鹽溶液 3. 3t/h，其中含水 I t/h，副產(chǎn)物銨鹽 ^1.4 t/h，即意味著副產(chǎn)物處理系統(tǒng)的運行負荷可減少15%。本發(fā)明中，由于蒸發(fā)干燥器出口熱風最終要通過旋風分離器，這樣對蒸發(fā)干燥器內(nèi)部固體顆粒的沉降率要求就可以降低，這就意味著可以明顯減小蒸發(fā)干燥器的尺寸，降低投資。本發(fā)明中，在蒸發(fā)干燥處置高濃銨鹽溶液的同時，實際上也強制去除了吸收塔內(nèi)的飛灰等雜質(zhì)，可以明顯改善氨法脫硫裝置內(nèi)的硫銨結(jié)晶環(huán)境，促進二氧化硫的吸收。綜上所述，本發(fā)明的整個工藝流程中，熱風從高溫度至低溫，完成蒸發(fā)、烘干、旋風分離的過程，熱風的熱量得到了合理的利用，達到節(jié)能降排的目的。同時，旋風分離設(shè)備和硫銨的處置設(shè)備實現(xiàn)公用，整體達到減少投資、簡化系統(tǒng)、節(jié)能減排的目的，為火力發(fā)電廠氨法脫硫裝置去除氯根離子提供一種可行、可靠、經(jīng)濟合理的工藝路線。


附圖I是本發(fā)明實施例與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝流程示意圖。圖中，①-變頻風機-蒸發(fā)干燥器-流化床干燥機-旋風分離器； ⑤-硫銨料倉-打包稱重機 ’⑦-離心風機。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明工藝加以詳細描述。
實施例I :如附圖I所示，鍋爐空預(yù)器引取熱空氣(溫度為 325°C)，在進入蒸發(fā)干燥器②之前與變頻風機①來的常溫空氣混合，使熱風溫度在(140°C ^240°C )之間可調(diào)。從吸收塔蒸發(fā)濃縮段或硫銨晶體水力旋流分選器出口引出一定量的含氯跟高濃度銨鹽溶液， 進入蒸發(fā)干燥器②。銨鹽溶液經(jīng)霧化，并與高溫熱風瞬間充分混合，細小液滴被蒸發(fā)烘干， 較大顆粒沉降在蒸發(fā)干燥器②底部。蒸發(fā)干燥器②出口熱風溫度控制在115°C 125°C。此熱風被引至流化床干燥機③，用以干燥脫硫副產(chǎn)品硫銨。流化床干燥機③出口的熱風溫度為10(Γ110 ，熱風通過旋風分離器④將大部分(80%-90%)的細小硫銨分離出來，再經(jīng)離心風機⑦送往脫硫系統(tǒng)處理。所有的固體顆粒進入硫銨料倉⑤，經(jīng)打包稱重機⑥處置成為袋裝的商品硫按。上述中工藝流程中的離心風機⑦、流化床干燥機③、硫銨料倉⑤和打包稱重機⑥ 均為氨法脫硫中副產(chǎn)品硫銨干燥處理的常規(guī)設(shè)備，其中只有變頻風機①和蒸發(fā)干燥器②為必須增加的設(shè)備。這兩套設(shè)備的作用要求說明如下
變頻風機①提供冷風并使蒸發(fā)干燥器進出口的溫度可控。蒸發(fā)干燥器②可以采購市面上的定型產(chǎn)品，但尺寸可大幅縮小(特別是高度尺寸)。其作用是將高濃度銨鹽溶液霧化并與熱風充分混合，達到快速蒸發(fā)干燥的目的。本實施例工藝的關(guān)鍵控制參數(shù)如下
蒸發(fā)干燥器②入口熱風溫度140°C 240°C。硫銨在280°C下就會分解成硫酸氫銨和氨氣，而硫酸氫銨的熔點溫度為147°C。因此在滿足出口熱風溫度的條件下，盡可能采用較低的溫度。蒸發(fā)干燥器②出口熱風溫度115°C 125°C。溫度太低，則蒸發(fā)干燥不徹底，產(chǎn)生結(jié)塊、糊壁現(xiàn)象，溫度太高如超過147°C，則物料中少量的硫酸氫銨或熔融，也會是物料產(chǎn)生結(jié)塊、糊壁現(xiàn)象。流化床干燥機③出口風溫100°C 110°C。溫度太高，熱風耗量大，浪費了能量，溫度太低則干燥后硫銨的含水率可能不合要求。實施例2
某電廠135MW機組采用氨法脫硫工藝，設(shè)計燃煤含硫量2. 7%，設(shè)計硫銨產(chǎn)量8. Ot/h?？刂莆账芤簝?nèi)的率根離子濃度lOOOOppm，經(jīng)物料平衡計算需要排放的高濃度銨鹽溶液量
3.4t/h，其中含水2t/h，銨鹽I. 4t/h。按本發(fā)明工藝方法去除氯根離子，主要設(shè)計計算參數(shù)確定如下
① 進入流化床干燥機的硫銨物料量為8-1. 4=6. 6 t/h,含水率飛.0%，一般要求成品硫銨含水率小于1.0%，設(shè)計按0. 5%計算，則硫銨中的水分蒸發(fā)需要的熱量 396000kJ。流化床干燥機進出口設(shè)計溫度分別按120°C和105°C計，需要熱風量為 47500Nm3/h。②進入蒸發(fā)干燥器需要蒸發(fā)的水量為2000kg/h，則需要的熱量1800000 kj。則蒸發(fā)干燥器入口熱風溫度為221°C。③以室溫20°C計，鍋爐空預(yù)器來的325°C熱空氣量設(shè)計值為31303 Nm3/h，冷空氣量為16197Nm3/h。④變頻風機參數(shù)確定設(shè)計點Q= 35000 m3/h，變頻調(diào)節(jié)流量范圍40% 100%，最大升壓4000Pa?；镜膯舆\行控制過程I :開啟變頻風機和離心風機，將變頻風機的負荷調(diào)節(jié)到100%，然后打開熱風調(diào)節(jié)門，通過風門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)將蒸發(fā)干燥器的入口熱風溫度調(diào)節(jié)到140°C，啟動硫銨脫水系統(tǒng)和流化床烘干機。這樣，在去除氯根離子功能未啟動的情況下，硫銨的烘干處理系統(tǒng)也可正常運行。同時對蒸發(fā)干燥器入口的銨鹽溶液流量和入口熱風溫度進行緩慢調(diào)節(jié)，控制蒸發(fā)干燥器出ロ溫度在115°C 125°C之間，直到銨鹽溶液流量達到設(shè)計值。這樣，去除氯根離子的功能就啟動了?；镜膯舆\行控制過程2 :開啟變頻風機和離心風機，將變頻風機的負荷調(diào)節(jié)到100%，然后打開熱風調(diào)節(jié)門，通過風門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)節(jié)將蒸發(fā)干燥器的入口熱風溫度調(diào)節(jié)到140°c。然后，同時對蒸發(fā)干燥器入口的銨鹽溶液流量和入口熱風溫度進行緩慢調(diào)節(jié)， 控制蒸發(fā)干燥器出ロ溫度在115°C 125°C之間，直到銨鹽溶液流量達到設(shè)計值。這時，去除氯根離子的功能就可以正常運行了，但硫銨系統(tǒng)的脫水烘干功能還沒有啟動。這此條件下， 可以啟動硫銨的脫水系統(tǒng)和烘干功能，只需控制蒸發(fā)干燥器出口溫度在設(shè)計范圍內(nèi)即可。從以上實施例可知，本發(fā)明的ェ藝系統(tǒng)運行控制方式靈活、簡便，可靠。
權(quán)利要求
1.一種與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝，用于氨法煙氣脫硫裝置，其特征是與氨法脫硫裝置副產(chǎn)硫銨的干燥系統(tǒng)相結(jié)合去除氯根離子，共用一套熱風系統(tǒng)、細小固體顆粒去除設(shè)備及物料處置設(shè)備。
2.如權(quán)利要求I所述的工藝，其特征是包括以下工藝步驟首先是采用一套熱風系統(tǒng)， 用熱風在蒸發(fā)干燥器中對脫硫塔排出的高濃度銨鹽含氯根離子溶液進行瞬間霧化混合，細小霧滴蒸發(fā)并干燥，稍大的固體顆粒進入下部料斗，再經(jīng)物料輸送設(shè)備進入硫銨料倉，細小固體顆粒隨熱風進入流化床干燥機；進入流化床干燥機的細小固體顆粒隨熱風進入旋風分離器，大部分的細小固體顆粒被分離，進入硫銨料倉；含少量硫銨顆粒的熱風經(jīng)離心風機加壓送回吸收塔。
3.如權(quán)利要求2所述的工藝，其特征是上述工藝中，蒸發(fā)干燥器入口熱風溫度 1400C 240°C，出口熱風溫度115°C 125°C ;流化床干燥機入口風溫度115°C 125°C，出口風溫度IOO0C 110。。。
4.如權(quán)利要求I或2所述的工藝，其特征是熱風在進入蒸發(fā)干燥器之前通過變頻風機與常溫空氣混合，調(diào)節(jié)熱風溫度在140°C 240°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及與硫銨干燥系統(tǒng)相結(jié)合的氯根離子去除工藝，用于氨法煙氣脫硫裝置。其特點是與副產(chǎn)品硫銨的干燥系統(tǒng)相結(jié)合，共用一套熱風系統(tǒng)、細小顆粒去除設(shè)備及物料處置設(shè)備。通過熱風量和工段熱風的溫度控制，達到了去除吸收塔內(nèi)高濃度銨鹽溶液中的氯根離子，同時也可去除其中的飛灰等雜質(zhì)，從而不僅優(yōu)化了氨法脫硫裝置的吸收、反應(yīng)、結(jié)晶條件，還部分減輕了硫銨脫水、烘干設(shè)備的運行負荷。本工藝系統(tǒng)運行靈活，硫銨干燥功能和去除氯根離子功能即可各自單獨實現(xiàn)，也可同時實現(xiàn)。
文檔編號B01D53/78GK102600625SQ20121007979
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者曹彥, 王生公 申請人:南京龍源環(huán)保有限公司