[实用新型]一种基于氨法脱硫的酸性气处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及酸性气处理领域，具体涉及一种基于氨法脱硫的酸性气处理系统。

背景技术

在石油化工、煤化工等生产过程中，原料中的硫最终在加工过程中转化成含硫化氢的酸性气，硫化氢是一种对安全和环境非常有害的物质，在排放之前必须进行处理或回收。

对于某些有副产液氨或氨水的工厂，例如煤低温低压气化制天然气装置，由于考虑到液氨或氨水的销售和出路问题，可以采用氨法脱硫工艺将全部或部分酸性气中的硫转化成硫酸铵。通常，对于每年几千吨以下的小规模的硫回收系统，可将全部酸性气焚烧，硫化物转化成SO₂，然后与氨反应制成硫酸铵，而对于大规模的硫回收系统，例如酸性气中的硫含量几万吨时，副产的氨产量不足以与酸性气中的硫全部反应，此时，可采用克劳斯工艺将大部分酸性气中的硫化物转化成硫磺，剩余的5％左右的硫用于制硫酸铵。

目前，常规的氨法脱硫工艺主要应用于烟气脱硫，即用于将电厂或锅炉烟气中的SO₂转化成硫酸铵，近几年扩展到酸性气脱硫，也是首先将酸性气焚烧成SO₂，然后采用氨法烟气脱硫工艺将SO₂转化成硫酸铵。

常规氨法烟气脱硫工艺是用氨水吸收烟气中的SO₂，生成亚硫酸铵，并在富氧的条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵。发生如下反应：

在吸收过程中所生成的酸式盐NH₄HSO₃对SO₂不具有吸收能力。随着吸收过程的进行，吸收液中的NH₄HSO₃数量增多，吸收液吸收能力逐步下降，此时需向吸收液中补充氨，使NH₄HSO₃转变为(NH₄)₂SO₃，以保持吸收液的能力。因此氨法吸收正常运行后是利用(NH₄)₂SO₃—NH₄HSO₃不断循环的过程来吸收废气中的SO₂的。补充的氨并不是直接用来吸收SO₂，只是保持吸收液中NH₄HSO₃—(NH₄)₂SO₃的一定浓度比例。通过控制吸收液的pH值，就可获得稳定的吸收组分，也就决定吸收液对SO₂的吸收效率。

将氨法脱硫工艺应用到酸性气处理时存在以下问题：

(1)常规氨法脱硫工艺对SO₂的吸收效率低，一般只有90～95％左右，由于电厂或锅炉烟气中SO₂浓度低，一般只有几百至几千毫克/立方米，因此脱硫后尾气中SO₂能够满足排放标准，而酸性气或克劳斯尾气中硫浓度高，通常焚烧后SO₂浓度达到2～3％，这样高的SO₂浓度靠常规氨法脱硫工艺不能满足排放标准。

(2)在常规氨法脱硫工艺中，需要在吸收塔底部的塔底池中鼓入空气将溶液中的亚硫酸铵氧化成硫酸铵，由于是常温常压下的强制氧化，亚硫酸铵氧化成硫酸铵的转化率低，通常只有大约90％，这导致硫酸铵产品不纯，且由于亚硫酸铵不稳定，导致在硫酸铵结晶和产品储运过程中部分分解，释放出SO₂气体。

(3)SO₂的吸收和与氨的反应是一种可逆的平衡反应，既导致SO₂的吸收效率低，也可能导致氨的逃逸。

也有人尝试将酸性气中的硫化物焚烧成SO₂并转化成SO₃，SO₃与水反应制成稀硫酸，然后将氨水通入稀硫酸中制成硫酸铵。但是，由于酸性气中硫含量高，因此，在焚烧酸性气或者克劳斯尾气时，为了防止SO₂和SO₃的露点腐蚀，经余热回收后的尾气温度大约300℃左右，在高温下，稀硫酸具有强烈的腐蚀性，因此，稀硫酸制备和冷却所用的塔和换热器等设备和材料的材质要求极高。

此外，当用氨法脱硫工艺处理克劳斯尾气时，由于克劳斯尾气中含水率高，不能向系统中补充过多的水，否则将影响作为产品外排的硫酸铵溶液的浓度，增加硫酸铵结晶系统的能耗和投资。

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