[发明专利]一种氨法脱硫溶液的氧化方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于在氧化塔中对氨法脱硫吸收液进行氧化处理的方法和装置，其中，吸收液从氨法脱硫吸收塔输送到氧化塔，氧化液从氧化塔输送到氨法脱硫吸收塔，由此实现吸收液的多级循环；并且在氧化塔中的氧化过程中，使用加压空气作为氧化空气，并且采用多级空气分布，对吸收液进行强制氧化，以降低投资和运行成本，控制氨法脱硫过程中气溶胶的生成。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于对氨法脱硫溶液进行氧化处理的方法和装置。本发明还涉及这种装置的运行方法。

背景技术

世界各国都不同程度排放二氧化硫，中国二氧化硫排放量大，对环境和社会造成一定影响。排放的二氧化硫除了造成经济损失之外，还严重影响生态环境和人民健康。

目前比较成熟的脱硫技术达上百种，其中，湿法脱硫工艺应用最广，占世界脱硫总装机容量的85％左右。常见的湿法烟气脱硫技术有石灰石―石膏法、双碱法、碳酸钠法、氨法、氧化镁法等。氨法脱硫是采用氨作为吸收剂的一种湿法脱硫工艺，该法可利用SO₂生产硫酸铵化肥，是一种低能耗、高附加值、实现资源循环利用的绿色烟气治理方案。化工行业在生产过程中有大量可利用的氨水产生，因此化工行业锅炉尾气采用氨法脱硫有其独特的优势。

氨法脱硫过程主要分吸收、氧化、浓缩(结晶)三个过程，首先用亚硫酸铵吸收二氧化硫得到亚硫酸铵与亚硫酸氢铵混合溶液，其中的亚硫酸氢铵在加氨中和之后又得到亚硫酸铵。二氧化硫的吸收和加氨中和过程可以通过以下化学式简化地表达：

(NH₄)₂SO₃+H₂O+SO₂＝2NH₄HSO₃

(NH₄)_XH(2-x)SO₃+(2-x)NH₃＝(NH₄)₂SO₃

在氧化过程中，对溶液通入氧化空气，将亚硫酸(氢)铵氧化，得到硫酸(氢)铵：

(NH₄)₂SO₃+1/2O₂＝(NH₄)₂SO₄

硫酸铵溶液经浓缩、结晶、固液分离、干燥即得最终产品硫酸铵。

氨法脱硫使用氨作为吸收剂，吸收废气中的二氧化硫后生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵溶液，该溶液是易分解和不稳定的，因此需要将其氧化成硫酸氢铵和硫酸铵溶液。氨法脱硫主要步骤之一就是将脱硫吸收液中的亚硫酸(氢)铵氧化成硫酸(氢)铵。如果氧化不彻底，会影响烟气中的SO₂回收率，容易产生气溶胶。

亚硫酸铵氧化是氨法脱硫的主要步骤之一，亚硫酸铵氧化和其他亚硫酸盐相比明显不同，一定浓度下，NH₄⁺对氧化过程有阻尼作用。文献Chemical Engineering Science，2000，Volume 55,Issue 23,December 2000,Pages 5637-5641,Pergamon Press,Oxford,England,2000阐述了这一独特性质，NH₄⁺显著阻碍O₂在水溶液中的溶解。当盐浓度小于0.5mol/L即约5(重量)％时，亚硫酸铵氧化速率随其浓度增加而增加，而当超过这个极限值时，氧化速率随浓度增加而降低。

亚硫酸铵的氧化过程即是亚硫酸铵与氧气结合生成硫酸铵的过程，低浓度的亚硫酸铵较容易氧化，具有较高的氧化速率，但在亚硫酸铵或硫酸铵浓度较高的溶液中，亚硫酸铵的氧化速率较低，受浆液温度、O/S比、气液接触面积、pH值、盐浓度、氧气溶解速率等多种因素影响。