一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法
专利名称一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法
技术领域本发明涉及一种大气污染的治理脱硫技术，特别涉及一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法。
背景技术工业硫酸装置排出的尾气是全球关注的环保问题，其二氧化硫必须进行处理，达标排放。随着国家对环保要求日趋严格，2013年10月I日，国家新的硫酸工业污染物排放标准将正式实施，新标准规定的尾气二氧化硫排放指标是400mg/Nm3，目前有很多老的硫酸生产厂还未能达到此指标。现有的脱硫技术中，氨法烟气脱硫方法的脱硫效率较高。氨法烟气脱硫主要包括含硫尾气用氨水回收和副产品亚硫酸铵的进一步氧化及利用。氨法烟气脱硫方法回收二氧化硫的产品主要为亚硫酸铵、液体二氧化硫、硫酸铵母液、高浓度亚硫酸氢铵等。虽然亚硫酸铵也可作为化肥直接施用，但产品的稳定性较差，难被农民接受；如作为小造纸厂的生产原料，将产生废水，造成二次污染。若将亚硫酸铵直接氧化生产优质硫酸铵化肥，虽然是较理想硫酸尾气处理方式，但目前采用直接通入空气将亚硫酸铵氧化生产硫酸铵方法存在以下问题(I)氧化效率较低浓度为10%左右时的亚硫酸铵的氧化率为90%左右，浓度为30%左右时的亚硫酸铵的氧化率只有60%左右；(2)氧化过程中需要添加催化剂且催化剂价格昂贵；(3)氧化时氧利用率低，动力消耗大，氧化运行成本高；(4)由于亚硫酸铵直接氧化成硫酸铵时只有在较低浓度时才有较高的氧化率，导致循环吸收液中的硫酸铵浓度也很低，在加工生成硫酸铵时需要大量的外供蒸汽强行蒸发浓缩结晶，能耗大，设备腐蚀严，流程复杂，投资高，自动化操作水平低下；(5)亚硫酸铵直接氧化成硫酸铵时存在废水排放，脱硫剂氨水消耗量大，尾气排放时夹带大量游离氨，氨损失大且易造成二次污染等问题。同时合成氨生产厂每年均有大量的废氨水排出，如何合理、经济的利用此废氨水也是合成氨生产厂的难题。
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法。该方法不添加任何催化剂分解亚硫酸铵，得到的硫酸铵浓度高，动力消耗低，脱硫
效率高。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案
(一)将氨水和含有二氧化硫的尾气通入尾气处理塔，尾气中的二氧化硫和氨水进行反应脱硫，脱硫后的气体经过除雾然后排放，尾气处理塔中得到循环吸收液，控制循环吸收液的PH值为5 6、温度为40 45°C ；
(二)当步骤(一)得到的循环吸收液经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气浓缩，密度达到I. 18 I. 22g/cm3时，将部分循环吸收液移出尾气处理塔；
(三)向剩余的循环吸收液中继续通入氨水和含有二氧化硫的尾气，然后重复步骤(一)、(二)；(四)将步骤(二)从尾气处理塔中移出的循环吸收液用三氧化硫或硫酸进行分解，得到硫酸铵溶液和二氧化硫气体，将所述的硫酸铵溶液进行浓缩、结晶分离得到固体硫酸铵；
(五)将步骤(四)得到的二氧化硫进行回收处理。如上所述，步骤(一)所述的氨水浓度为5 20%。如上所述，步骤(一)所述的含有二氧化硫的尾气是生产硫酸时产生的尾气，温度为 60°C 70°C。优选的，步骤(一)所述的除雾是采用的除雾器。如上所述的循环吸收液中，含有亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵中的一种或几种。 如上所述，步骤(四)中所述的用三氧化硫或硫酸进行分解，所述的三氧化硫为气态或者液态，所述的硫酸浓度为93 98%，分解后生成可作为液态肥料的质量百分浓度为30 40%硫酸铵溶液和二氧化硫气体，所述的硫酸铵溶经浓缩、结晶分离后得到固体硫
酸铵产品。如上所述的二氧化硫进行回收处理，优选的，是将所述的二氧化硫通入硫酸生产系统生产硫酸，或者是将所述的二氧化硫通入尾气处理塔。如上所述的氨法脱硫，也可适用于煤气装置脱硫；炼油装置过程脱硫；电厂脱硫
坐寸ο本发明的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，将氨水和含二氧化硫的尾气在尾气处理塔中进行脱硫反应，采用三氧化硫或硫酸对脱硫反应后得到的循环吸收液进行分解，得到硫酸铵产品，氨水的用量为O. 25t/h O. 45t/h,尾气中SO2的浓度为1700mg/Nm3 2000mg/Nm3，三氧化硫的用量为O. 018t/h O. 0245 t/h。采用氨水对含二氧化硫的尾气进行脱硫处理，尾气处理塔中得到含亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵的循环吸收液，亚硫酸铵对二氧化硫具有良好的吸收能力，是主要吸收齐U，循环吸收液当中的亚硫酸铵在尾气处理塔内部分氧化为硫酸铵，含量很低。尾气吸收塔内的主要反应如下
so2+nh3+h2o=nh4hso3
S02+2NH3+H20= (NH4) 2so3SO2+ (NH4) 2S03+H20=2NH4HS03NH3+ NH4HSO3= (NH4) 2S032 (NH4) 2S03+02=2 (NH4) 2S04当尾气处理塔中的循环吸收液密度为I. 18 I. 22g/cm3时，移出部分循环吸收液，移除部分和剩余在尾气处理塔中的循环吸收液可以为任意比例。循环吸收液密度为I. 18
I.22g/cm3时加三氧化硫或硫酸进行分解，亚硫酸铵和三氧化硫或硫酸能完全反应，同样亚硫酸氢铵和三氧化硫或硫酸也能完全反应。将分解得到的硫酸铵溶液进行浓缩、结晶分离的可生产固体硫酸铵。也可以将加三氧化硫或硫酸进行分解得到质量百分浓度30 40%的高浓度硫酸铵液体肥料，达到“以废生肥”的目的。发明人发现，当密度小于I. 18g/cm3的循环吸收液加硫酸进行酸解时，生成的硫酸铵溶液的质量百分浓度较低，不利于直接用做液体肥料，浓缩、结晶、分离后制成硫酸铵固体能耗大；密度大于I. 22g/cm3循环吸收液，会降低循环吸收液对二氧化硫的吸收率，所以选用密度为I. 18 I. 22g/cm3的循环吸收液进行分解。分解、浓缩、结晶槽内的主要反应如下采用三氧化硫分解时
(NH4) 2S03+ SO3+ H2O = (NH4) 2S04+ S02+H202 (NH4) HSO3+ SO3+ H2O = (NH4) 2S04+ 2S02+2H20采用硫酸分解时
(NH4) 2S03+ H2SO4 = (NH4) 2S04+ S02+H20
2(NH4) HSO3+ H2SO4 = (NH4) 2S04+ 2S02+2H20上述氨法脱硫生产硫酸铵的方法中分解亚硫酸铵时，不添加任何催化剂，节约了成本、动力消耗低。脱硫率可以达到95%以上，排放的气体中SO2浓度彡95mg/Nm3。进一步的，上述氨法脱硫生产硫酸铵的方法中，氨水可以采用合成氨生产过程中产生的氨的浓度为5-7%的氨水，可以达到“以废制废”的目的。如果选用氨浓度小于5%的氨水,氨法脱硫后制备的硫酸铵溶液的质量百分浓度小于30% ;如果选用氨浓度大于20%的氨水，脱硫后的气体氨的逃逸量大于10mg/Nm3。 上述氨法脱硫生产硫酸铵的方法中，采用除雾器对脱硫后的气体除雾然后排放，除去气体中夹带的雾滴，可以降低含水量，尽可能降低尾气中“气溶胶”的浓度，并有效抑制气相中游离氨的逃逸，氨的逃逸量& 8 mg/Nm3。生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气属于绝干尾气，其温度达到60°C 70°C，利用其余热对循环吸收液进行浓缩，可以进一步降低能耗。将分解得到的二氧化硫通入硫酸生产系统生产硫酸或通入尾气处理塔再回收处理，实现无污染排放。与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明利用氨水，可以是合成氨产生的废氨水，对硫酸尾气中的二氧化硫进行治理，脱硫效率高，一般大于95%，处理后的气体中SO2浓度最低& 95mg/Nm3，在有效实现二氧化硫达标排放的。分解亚硫酸铵时，不添加任何催化剂，就能得到质量百分浓度为30 40%硫酸铵溶液可作为液态肥料，将所述硫酸铵溶液进行浓缩、结晶分离技术制成硫酸铵固体肥料。浓度为30 40%亚硫酸铵溶液也可直接作为液体肥料。克服了普通氨法处理二氧化硫生成的亚硫酸铵浓度低及高浓度亚硫酸铵难氧化的难题，实现了硫酸尾气处理低成本运行，达到了 “以废治废、以废生肥”的目的。
图I为实施例I氨法脱硫生产硫酸铵的流程图。
具体实施例方式下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例I
一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法，流程图如图I所示，包括以下步骤
(一)、将氨水储罐中氨浓度为17. 8%的氨水用循环泵送入氨水高位槽，然后将氨水高位槽中氨浓度为17. 8%的废氨水通入尾气处理塔，氨水的用量为O. 18t/同时将生产硫酸时产生的尾气,尾气中S02的浓度为1700mg/Nm3，通入尾气处理塔，尾气中的二氧化硫和氨水进行反应脱硫后，尾气中SO2吸收率为95. 06%，用除雾器除雾后排放，排放的尾气中 SO2的浓度降至84mg/Nm3、NH3的浓度为6. 14mg/Nm3，尾气处理塔中得到含有亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵的循环吸收液，PH值控制在5. 5 5. 8、温度为40 45°C，用循环泵进行循环；(二)当步骤(一)得到的循环吸收液经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气浓缩，密度达到I. 21g/cm3时，控制吸收塔中循环吸收液的液位为2米，高于液位部分移出；(三)向剩余的循环吸收液中继续通入氨水和含有二氧化硫的尾气，然后重复步骤(一)、 (二)(三)；(四)将步骤(二)从尾气处理塔中移出的循环吸收液在分解、浓缩、结晶器中用浓度为 8%的三氧化硫气体进行分解，纯的三氧化硫气体的用量为O. 022t/h,不添加任何催化剂进行分解，，每小时得到O. 342吨质量百分浓度为37. 6%的硫酸铵溶液和二氧化硫气体；硫酸铵溶液进行浓缩、结晶分离后制成硫酸铵固体；(五)将步骤(四)得到的二氧化硫用风机通入硫酸生产系统生产硫酸。
实施例2一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法，包括以下步骤 (一)、将氨水储罐中氨浓度为13.3%的废氨水用风机送入氨水高位槽，然后将氨水高位槽中氨浓度为13. 3%的废氨水通入尾气处理塔，废氨水的用量为O. 261t/同时将生产硫酸时产生的尾气中SO2的浓度为1920mg/Nm3，尾气通入尾气处理塔，尾气经过脱硫后，尾气中SO2吸收率为95. 05%，用除雾器除雾后排放，排放的尾气中SO2的浓度95mg/Nm3、NH3的浓度为2. 14mg/Nm3，得到含有亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵的循环吸收液，控制循环吸收液的PH值为5. 2 5. 5、温度为40 45°C，用循环泵进行循环；(二)当步骤(一)得到的循环吸收液经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气，密度达到 I. 2g/cm3时，控制吸收塔中吸收液的液位为2米，高于液位部分移出；(三)向剩余的循环吸收液中继续通入氨水和含有二氧化硫的尾气，然后重复步骤(一)、 (二)；(四)将步骤(二)从尾气处理塔中移出的循环吸收液在酸解槽中用浓度为95%硫酸进行酸解，不添加任何催化剂进行分解，硫酸的用量为O. 018t/h,每小时得到O. 357吨质量百分浓度为35. 1%的得到硫酸铵溶液和二氧化硫气体，硫酸铵溶液进行浓缩、结晶、分离后制成硫酸铵固体；(五)将步骤(四)得到的二氧化硫用风机通入硫酸生产系统生产硫酸。
实施例3一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法，包括以下步骤(一)、将氨水储罐中氨浓度为7.7%的废氨水用循环泵送入氨水高位槽，然后将氨水高位槽中氨浓度为7. 7%的废氨水通入尾气处理塔，废氨水的用量为O. 43t/同时将生产硫酸时产生的尾气中SO2的浓度为1850mg/Nm3，尾气通入尾气处理塔，尾气经过脱硫后，尾气中SO2吸收率为95. 14%，用除雾器除雾后排放，尾气中SO2的浓度90mg/Nm3、NH3的浓度为 7. 52mg/Nm3，得到含有亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵的循环吸收液，控制循环吸收液的pH 值为5. 5 5. 7、温度为40 45°C，用循环泵进行循环；(二)将步骤(一)得到的循环吸收液经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气，密度达到I. 19g/cm3时，控制吸收塔中吸收液的液位为2米，高于液位部分移出；(三)向剩余的循环吸收液中继续通入氨水和含有二氧化硫的尾气，然后重复步骤(一)、(二)；(四)将步骤(二)从尾气处理塔中移出的循环吸收液在酸解槽中用浓度为93%的硫酸进行酸解，不添加任何催化剂进行分解，硫酸的用量为O. 015t/h，每小时得到O. 362吨质量百分浓度为34. 6%的硫酸铵溶液和二氧化硫气体，硫酸铵溶液进行浓缩、结晶、分离后制成硫酸铵固体；(五)将步骤(四)得到的二氧化硫用风机通入硫酸生产系统生产硫酸。
1.一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，包括以下步骤
(一)将氨水和含有二氧化硫的尾气通入尾气处理塔，尾气中的二氧化硫和氨水进行反应脱硫，脱硫后的气体经过除雾然后排放，尾气处理塔中得到循环吸收液，控制循环吸收液的PH值为5 6、温度为40 45°C ；
(二)当步骤(一)得到的循环吸收液经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气浓缩，密度达到I. 18 I. 22g/cm3时，将部分循环吸收液移出尾气处理塔；
(三)向剩余的循环吸收液中继续通入氨水和含有二氧化硫的尾气，然后重复步骤(一)、(二)；
(四)将步骤(二)从尾气处理塔中移出的循环吸收液用三氧化硫或硫酸进行分解，得到硫酸铵溶液和二氧化硫气体，将所述的硫酸铵溶液进行浓缩、结晶分离得到固体硫酸铵；
(五)将步骤(四)得到的二氧化硫进行回收处理。
2.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(一)所述的氨水浓度为5 20%。
3.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(一)所述的含有二氧化硫的尾气是生产硫酸时产生的尾气，温度为60V 70°C。
4.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(一)所述的除雾是采用的除雾器。
5.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，循环吸收液中含有亚硫酸氢铵、亚硫酸铵、硫酸铵。
6.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(四)中所述用三氧化硫或硫酸进行分解，所述的三氧化硫为气态或者液态，所述的硫酸浓度为93 98%。
7.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，所述的得到固体硫酸铵是采用分解、浓缩、结晶分离一体化设备。
8.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，所述的硫酸铵溶液质量百分浓度为30-40%，可作为液体肥料。
9.如权利要求I所述的氨法脱硫生产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(五)中所述的二氧化硫进行回收处理，是将所述的二氧化硫通入硫酸生产系统生产硫酸或通入尾气处理塔再回收处理。
本发明公开了一种大气污染的治理脱硫技术，特别涉及一种氨法脱硫生产硫酸铵的方法。该方法包括以下步骤首先将氨水和含有二氧化硫的尾气通入尾气处理塔，尾气中的二氧化硫和氨水进行反应脱硫，脱硫后的气体除雾后排放，尾气处理塔中得到循环吸收液，控制循环吸收液的pH值为5～6、温度为40～45℃；经生产硫酸产生的含有二氧化硫的尾气对循环吸收液进行浓缩，密度达到1.18～1.22g/cm3时，部分移出制备固体硫酸铵，或制备质量百分浓度为30～40%的硫酸铵液体，同时对产生的二氧化硫气体进行回收处理。克服了普通氨法处理二氧化硫生成的亚硫酸铵浓度低及高浓度亚硫酸铵难氧化的难题，实现了硫酸尾气处理低成本运行，达到了“以废治废、以废生肥”的目的。
文档编号B01D53/78GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者王国良, 张勇, 代应红, 王大为, 鲜云芳, 黄涛 申请人:四川宏达股份有限公司SCR烟气脱硝过程硫酸氢铵的生成机理与控制_图文_百度文库
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