电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化方案

王芝海
2017-12-13

      电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化方案

一;工艺原理

  针对电解铝烟气实际情况,即烟气量大、烟气中 SO2 浓度低、氟含量高等特点,采用一种既可脱硫,也可脱氟,脱硫脱氟产物都可回收利用的的氨法脱硫脱氟工艺。本项目拟采用新型氨法脱硫、脱氟技术对电解铝烟气低浓度 SO2 及氟离子进行治理回收利用。工艺技术上考虑气量、浓度均可调。

二;脱硫工序

  本工序的主要功能是验证不同烟气量、烟气中不同 SO2浓度状况下氨法吸收效率影响因素。通过吸收液的循环吸收,将电解铝烟气中的污染物成份 SO2-和 F 捕集溶解在吸收液中,最终形成以 NH4 F 和(NH4)2 SO 4为主要成份的合格母液送入后续脱氟工序处理.

A、烟气系统-

    电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案技术协议本装置全系统阻力小于 1.5kPa。本项目不需另设置增压风机,利用原有风机余压直接将烟气就近引至脱硫系统。根据现场进行的阻力测试情况,保证原系统净化装置前的负压小于 1600 Pa,满足电解铝装置的生产要求。将来脱硫装置生产运行后利用原有风机余压,可满足脱硫装置运行阻力。根据阻力情况烟气波动范围在 150000~200000Nm3 之间。

B、洗涤降温

  电解铝烟气首先进入脱硫洗涤吸收塔,与从上部喷淋的硫酸铵溶液逆向接触,通过喷淋洗涤,洗去了烟气中的粉尘,烟气在此过程中因绝热蒸发而冷却,温度由~69-75℃迅速降到~30℃,释放的热量使溶液中水分蒸发,通过反复循环洗涤蒸发,使硫铵溶液浓度提高,达到工艺要求的浓度指标后通过洗涤泵打入脱氟工序旋流、分离、干燥产出固体硫铵。

C、SO 2的吸收

烟气在脱硫洗涤吸收塔洗涤段经洗涤降温后进入吸收段。烟气就在吸收段完成脱硫过程。烟气自下而上穿过两级吸收段,在两段不同浓度的吸收液吸收下,烟气中的大部分 SO2被脱出,其 SO2脱出率不小于 98-99%。净化烟气经塔体上部除雾器去除夹带液沫后,由塔顶烟囱排放。本项目净化后烟气温度~30℃,基本接近环境温度。烟气中的水分与环境空气中的水分含量相差不大,因此本装置的净化烟气排放不会出现白雾现象。两段不同浓度的吸收液混合后进入洗涤吸收塔下段氧化槽,在氧化槽内大部吸收液由一级吸收泵加压后送入第一吸收段,循环喷淋吸收 SO2;少部分吸收液上升到氧化塔中部,由二级吸收泵抽出送第二段。随着吸收过程的进行,吸收液成分不断发生改变,使吸收能力降低,为保持吸收效率,不断补充新的脱硫剂——氨水,使吸收剂得到再生。氨水的加入由氧化塔内 pH 值检测调控。

D、吸收液的氧化

吸收液的氧化主要在吸收塔下部氧化槽内完成。在氧化槽中部通入压缩空气(必要时加入微量催化剂),氧化塔内吸收液中的亚硫酸铵被氧化为硫酸铵,亚盐氧化率可达到 98-99%以上。

  吸收液的氧化过程化学反应为:

2(NH4 ) 2SO3 +O2 =2(NH 4)2 SO4

为提高整套系统氨综合利用率,本项目从以下方面加强:

采用高效吸收塔,控制烟气流速,减少净化烟气中的气液夹带。     控制操作工艺,控制吸收液主要成份为亚硫酸盐,而非氨水吸收。减少净化后烟气中氨的逃逸量,为此采取强化出塔烟气的除雾措施。在塔顶部配置高效除雾器,配套工艺水冲洗装置,每层都配有工艺水冲洗喷淋器,喷淋器冲洗是分区按时序控制的,以防止除雾器堵塞,同时保证除雾效率,减少系统逸氨量,提高系统氨利用率。能确保逸氨量远低于《恶臭污染物排放标准》(GB14555-93)中的排放限值。

氨水制备工序,采用新型氨稀释器设备,液氨直接在密闭设备内部制成氨水。不采用将液氨气化为气氨,气氨再与水混合循环稀释的传统制氨工艺。新型氨水制备工艺液氨制氨水的热量在氨稀释器内就被循环冷却水带走,温度低气氨分压小,氨逃逸量小,氨水储槽设置水封,进一步防止氨水中的氨逃逸量。

脱氟工序产出的冰晶石及氧化铝粉尘滤渣在滤后设置冲洗水和吹扫压缩空气,可将滤渣中夹带的硫酸铵充分回收。整套工艺考虑废液收集回收措施,设置集液池及检修槽,可将装置中跑、冒、滴、漏的液体收集回收。上述措施从“天上、地下、操作”等各环节控制氨耗,提高氨的利用率。

三、脱氟工序-

本工序的主要作用是将脱硫工序送来母液中的 F 及 Al2 O 3与硫酸铵溶液分离,产出冰晶石及 Al 2O 3滤渣,滤渣经干燥运送到电解铝车间配料后循环利用。23在脱氟的同时考虑生产固体硫铵的工艺路线,即将脱氟滤液送至脱硫工序浓缩,再回到脱氟工序生产固体硫铵。

A、脱氟处理-

电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置技术协议脱氟工序设置有中间槽、脱氟槽等。从脱硫工序来的合格母液进入本工序中间槽缓存后进入脱氟槽,在脱氟槽内,分别控制不同脱氟剂的添加顺序、添加量,以及脱氟剂与母液的反应时间,最终生成脱氟产物冰晶石(Na3 AlF6 )。因脱氟反应为间断操作,设置中间槽可起缓冲调节作用。

B、脱氟产物和粉尘的回收利用经过脱氟工艺处理后,含冰晶石(Na 3AlF 6)及氧化铝(Al 2O3 )粉尘的反应液用泵打入过滤器除渣,最终过滤出来的冰晶石及氧化铝混合渣经人工干燥后送电解铝配料后循环利用。脱氟后的滤液自流进入硫铵液槽储存,送云南源鑫炭素有限公司生产固体硫酸铵化肥。并可以送回脱硫工序浓缩后再打回脱氟工序生产固体硫铵。

四、氨水工序

    氨水工序的设备配置考虑了液氨卸车、调配氨水、氨水的储存以及给脱硫工序供氨等功能。

       A、液氨卸车液氨槽车送来液氨到达氨站卸车场,接通槽车与氨水工序液相管路,利用槽车内压力将液氨送入稀氨器。氨水工序共设置一台 4 t/h 氨稀释器,满足液氨卸车需要。

    B、氨水调配本工艺设置一台液氨稀释器,利用甲方提供的低硬度水直接与液氨在卸车的同时调配成为一定浓度(约~10%)的氨水后储存。将液氨直接调配为氨水储存,将火灾危险性分类为乙类的液氨转变为一般工业原料氨水储存,氨站将无苛刻的消防安全场地要求,减少了脱硫装置占地面积,也大大降低了储存液氨的安全隐患。利于企业的安全生产。本装置采用在生产实践中应用数年的成熟氨水制备流程。该流程只需设置氨稀释器、氨水贮槽和氨水输送泵,不设置液氨储罐、氨压缩机等压力容器。氨水制备可控制进入氨稀释器的低硬度水流量,可及时分析氨水浓度,达到指标后的氨水进入氨水贮槽储存。制备氨水过程中稀释释放的液氨溶解热,用循环冷却水换热冷却,保证进入氨水槽的氨水温度在正常范围内。氨水浓度可根据脱硫实际生产需要进行灵活调整。配制好的氨水用氨水泵送至脱硫工序。  

地址:江苏省盐城市希望大道22号海韵国际2号楼506

邮箱: jstc888@126.com

         15005106507;13004488475



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