一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2过程气系统论文和设计-王英丽

全文摘要

本实用新型提供一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2过程气系统，所述氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2过程气工艺以氨法脱硫废液为原料，采用蓄热式焚烧工艺及系统在蓄热式焚烧炉内将氨法脱硫废液中硫磺、(NH4)2S2O3、NH4SCN和(NH4)2SO4中的S转化为SO2过程气。本实用新型还公开了一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2系统，该系统燃烧室内温度场均匀，通过二次燃烧使得废液中可燃物燃烧完全。SO2高温过程气与空气周期性地交替通过蓄热体。蓄热体在“加热周期”时吸入SO2过程气的热量，而在“冷却周期”时把热量传递给空气，实现蓄热式热量回收，减少了煤气消耗量。

主设计要求

1.一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2过程气系统，其特征在于，包括废液雾化器、一次燃烧室、X个二次燃烧室，脱硫废液管路与废液雾化器废液入口连通，所述废液雾化器的雾化气出口与一次燃烧室连通；所述一次燃烧室的X个烟气\/空气管分别与X个二次燃烧室连接；每个二次燃烧室对应设置有一个蓄热室，二次燃烧室的SO2过程气\/空气管与对应蓄热室连接，X为大与等于3的自然数；蓄热室上设置有低温空气入口和SO2过程气出口，与低温空气入口连通的低温空气管路上设置有空气阀，与SO2过程气出口连通的SO2过程气管路上设置有过程气阀。

设计方案

1.一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统，其特征在于，包括废液雾化器、一次燃烧室、X个二次燃烧室，脱硫废液管路与废液雾化器废液入口连通，所述废液雾化器的雾化气出口与一次燃烧室连通；所述一次燃烧室的X个烟气\/空气管分别与X个二次燃烧室连接；每个二次燃烧室对应设置有一个蓄热室，二次燃烧室的SO2<\/sub>过程气\/空气管与对应蓄热室连接，X为大与等于3的自然数；}

蓄热室上设置有低温空气入口和SO_{2<\/sub>过程气出口，与低温空气入口连通的低温空气管路上设置有空气阀，与SO2<\/sub>过程气出口连通的SO2<\/sub>过程气管路上设置有过程气阀。}

2.根据权利要求1所述氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统，其特征在于，所述一次燃烧室内设有煤气长明灯烧嘴。}

3.根据权利要求2所述氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统，其特征在于，所述蓄热室内蓄热体为蜂窝陶瓷、陶瓷球、石英玻璃球、氧化铝球或氧化硅球。}

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及氨法脱硫废液处理技术，尤其涉及一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统。}

背景技术

目前，国内焦化(含兰炭及低阶煤提质)及煤化工企业广泛采用氨法湿式氧化脱硫工艺，以除去煤气中的H_{2<\/sub>S、HCN杂质。氨法湿式氧化脱硫工艺是以煤气中的氨为碱源吸收煤气中H2<\/sub>S、HCN，脱硫富液经空气氧化再生，并将吸收的H2<\/sub>S、HCN转化成硫磺、(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN、(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>等盐类。该工艺的优点是脱硫效率高，无需外加碱，操作费用低。随着脱硫富液再生时的反应连续进行，脱硫液中的硫磺、(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN等盐类浓度不断积累，当总盐浓度达到250～300g\/l时，煤气脱硫效率将显著下降。因此，需要将脱硫液中的硫磺分离出来并将部分脱硫液作为废液外排。}

一种处理方法是脱硫废液提盐工艺：硫磺采用加热熔融的方式生产低品质硫磺产品，废液采用蒸发结晶方式加热浓缩制取混合盐，但该工艺能耗高，操作环境污染严重，硫磺和混合盐产品纯度低、销售比较困难。

另一种处理方法是脱硫废液焚烧制酸工艺：离心分离脱硫液中硫磺，部分滤液加热蒸发浓缩，硫磺与浓缩废液配制成含硫磺、含盐类和含水的浆液送至焚烧炉，在煤气助燃的条件下，焚烧炉内操作温度达到1100℃，浆液焚烧后产生的含SO_{2<\/sub>烟气经废热锅炉换热，换热后350～400℃的烟气再经冷却、干燥脱水后，送至制酸装置生产硫酸产品。废液制酸工艺能够很好解决产品销售问题，但由于配制浆液过程较为复杂，使得配制系统经常堵塞，尤其浆液含水量波动幅度较大导致盐类焚烧不完全；另外，为维持必需的焚烧温度而消耗大量高热值煤气，造成生产成本过高。上述问题严重制约了废液制酸工艺的应用。}

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有煤气氨法湿式氧化脱硫工艺产生的脱硫废液焚烧处理工艺中浆液中盐类不能完全焚烧和煤气消耗量大的问题，提出一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气工艺，该工艺能将氨法脱硫废液中硫磺、(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN和(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>通过焚烧方式制取SO2<\/sub>过程气，同时实现蓄热式热量回收。}

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统，包括废液雾化器、一次燃烧室、X个二次燃烧室，脱硫废液管路与废液雾化器废液入口连通，所述废液雾化器的雾化气出口与一次燃烧室连通；所述一次燃烧室的X个烟气\/空气管分别与X个二次燃烧室连接；每个二次燃烧室对应设置有一个蓄热室，二次燃烧室的SO2<\/sub>过程气\/空气管与对应蓄热室连接，X为大与等于3的自然数；需要说明的是本实用新型中烟气\/空气管是指能交替通过烟气和空气的管路；}

蓄热室上设置有低温空气入口和SO_{2<\/sub>过程气出口，与低温空气入口连通的低温空气管路上设置有空气阀，与SO2<\/sub>过程气出口连通的SO2<\/sub>过程气管路上设置有过程气阀。通过交替的开启空气阀和过程气阀，实现空气与SO2<\/sub>过程气周期性地切换。}

进一步地，所述一次燃烧室内设有煤气长明灯烧嘴，煤气长明灯烧嘴燃烧煤气产生高温火焰使废液稳定燃烧。

进一步地，所述蓄热室内蓄热体为蜂窝陶瓷、陶瓷球、石英玻璃球、氧化铝球或氧化硅球，具有良好的蓄热性能。

采用上述系统实现氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气工艺，采用蓄热式焚烧炉将氨法脱硫废液中硫磺、(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN和(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>中的S转化为SO2<\/sub>过程气，具体，包括以下步骤：}

步骤1，低温空气进入蓄热室，通过蓄热体吸收蓄热体内贮存的热量，换热升温至850～1000℃后，进入二次燃烧室；

步骤2，换热升温得到的高温空气依次流经二次燃烧室和一次燃烧室，给废液焚烧提供氧气和热量；

步骤3，废液经雾化器喷入一次燃烧室，与高温空气充分接触；废液中水分蒸发，含硫可燃物发生分解、气化和部分燃烧产生SO_{2<\/sub>烟气；}

步骤4，SO_{2<\/sub>烟气离开一次燃烧室进入二次燃烧室，在二次燃烧室内未烧净组分完全燃烧，生成SO2<\/sub>过程气，燃烧过程放出热量，使SO2<\/sub>过程气温度达到1000～1200℃；}

步骤5，高温SO_{2<\/sub>过程气离开二次燃烧室，进入蓄热室，通过蓄热体将需要传递的热量贮存在蓄热体内，换热冷却至400℃～550℃后，排出至后续 SO 2<\/sub>过程气处理装置。}

进一步地，所述废液为氨法脱硫废液。

进一步地，所述含硫可燃物为硫磺、(NH_{4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN和(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>中的而一种或多种。}

进一步地，为保证废液蓄热式焚烧过程能够连续进行，设置X个二次燃烧室和与二次燃烧室相对应数量的蓄热室，所述X为大于等于3的自然数， SO _{2<\/sub>过程气与空气周期性地(自动)切换，保证废液蓄热式焚烧过程连续进行。所述SO2<\/sub>过程气与空气实现周期性地切换的包括：SO2<\/sub>过程气与空气周期性地交替通过蓄热体，蓄热体在“加热周期”时吸入SO2<\/sub>过程气的热量，而在“冷却周期”时把热量传递给空气，实现蓄热式热量回收，减少了煤气消耗量。}

进一步地，为保证空气换热至足够温度和可燃物完全燃烧，在非换向(切换)期间，应始终保持只有一个二次燃烧室及对应蓄热室流通SO_{2<\/sub>过程气，其余二次燃烧室及对应蓄热室流通空气。}

为了保证废液蓄热式焚烧过程连续进行，SO_{2<\/sub>过程气与空气应周期性地切换。以包含三个第二燃烧室(A蓄热室、B蓄热室和C蓄热室)为例，切换方式如下：}

1)A蓄热室和B蓄热室空气阀打开、过程气阀关闭，C蓄热室过程气阀打开、空气阀关闭。

2)A蓄热室空气阀打开、过程气阀关闭，B蓄热室空气阀关闭、过程气阀打开。C蓄热室过程气阀打开、空气阀关闭。

3)A蓄热室空气阀打开、过程气阀关闭，B蓄热室空气阀关闭、过程气阀打开，C蓄热室过程气阀关闭、空气阀打开。

按上述周期性切换方式依次进行三个蓄热室的空气和过程气换向。

本实用新型工作原理如下：经蓄热体换热温度达到850℃～1000℃的高温空气进入一次燃烧室与雾化的废液接触发生反应，废液中水分蒸发、硫磺和盐气化分解燃烧。主要燃烧反应如下：

S+O_{2<\/sub>＝SO2<\/sub>}

NH_{4<\/sub>SCN+3O2<\/sub>＝N2<\/sub>+CO2<\/sub>+SO2<\/sub>+2H2<\/sub>O}

(NH_{4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>+2.5O2<\/sub>＝N2<\/sub>+2SO2<\/sub>+4H2<\/sub>O}

(NH_{4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>+O2<\/sub>＝N2<\/sub>+SO2<\/sub>+4H2<\/sub>O}

产生的SO_{2<\/sub>过程气可以送至制酸装置生产硫酸；也可以送至氨水脱硫塔与氨反应生产硫酸铵。}

本实用新型一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气系统，采用蓄热式焚烧系统在蓄热式焚烧炉内将废液中硫磺、(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN和(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>中的S转化为SO2<\/sub>过程气。与现有技术相比较具有以下优点：}

1)本实用新型燃烧室内温度场均匀，通过二次燃烧使得废液中可燃物燃烧完全。

2)SO_{2<\/sub>高温过程气与空气周期性地交替通过蓄热体。蓄热体在“加热周期”时吸入SO2<\/sub>过程气的热量，而在“冷却周期”时把热量传递给空气，实现蓄热式热量回收，减少了煤气消耗量。}

附图说明

图1为本实用新型实施例1氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>过程气工艺流程图。}

其中附图标记分别为：

1-一次燃烧室；2-A二次燃烧室；3-A蓄热室；4-B二次燃烧室；5-B蓄热室；6-C二次燃烧室；7-C蓄热室；8-废液雾化器；9-A空气阀；10-B空气阀； 11-C空气阀；12-A过程气阀；13-B过程气阀；14-C过程气阀。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例公开了一种氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>工艺，该工艺采用氨法脱硫产生的废液为例。}

本实施例氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>工艺采用如图1所示的氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO2<\/sub>系统。}

所述氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>工艺系统包括一次燃烧室1、A二次燃烧室2、A蓄热室3、B二次燃烧室4、B蓄热室5、C二次燃烧室6、C蓄热室7、废液雾化器8。}

所述一次燃烧室1的三个烟气\/空气管分别与三个二次燃烧室连接。

所述A二次燃烧室2的SO_{2<\/sub>过程气\/空气管与A蓄热室3连接；所述B 二次燃烧室4的SO 2<\/sub>过程气\/空气管与B蓄热室5连接；所述C二次燃烧室6 的SO 2<\/sub>过程气\/空气管与C蓄热室7连接。}

所述低温空气与蓄热室的低温空气入口管连接。

所述SO_{2<\/sub>过程气与蓄热室的SO2<\/sub>过程气出口管连接。}

所述脱硫废液与废液雾化器8废液入口连接；所述废液雾化器8的出口与一次燃烧室1入口连接。

进一步地，所述一次燃烧室1设有煤气长明灯烧嘴，通过燃烧煤气产生高温火焰使废液稳定燃烧。

进一步地，所述二次燃烧室与相对应的蓄热室相连。

进一步地，为了保证废液蓄热式焚烧过程连续进行，SO_{2<\/sub>过程气与空气应周期性地自动切换。切换方式如下：}

1)A蓄热室3和B蓄热室5空气阀打开、过程气阀关闭，C蓄热室7 过程气阀打开、空气阀关闭。

2)A蓄热室3空气阀打开、过程气阀关闭，B蓄热室5空气阀关闭、过程气阀打开。C蓄热室7过程气阀打开、空气阀关闭。

3)A蓄热室3空气阀打开、过程气阀关闭，B蓄热室5空气阀关闭、过程气阀打开，C蓄热室7过程气阀关闭、空气阀打开。

按上述周期性切换方式依次进行三个蓄热室的空气和过程气换向。

本实施例氨法脱硫废液蓄热式焚烧制取SO_{2<\/sub>工艺包括以下步骤：}

温度230℃的空气进入A蓄热室3，通过蓄热体吸收蓄热体内贮存的热量，换热升温至950℃后，流经A二次燃烧室2后进入一次燃烧室1。温度230℃的空气进入B蓄热室5，通过蓄热体吸收蓄热体内贮存的热量，换热升温至950℃后，进入流经B二次燃烧室4后进入一次燃烧室1。

脱硫废液含190g\/l硫磺、180g\/l(NH_{4<\/sub>)SCN、210g\/l(NH4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、30g\/l (NH 4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>、水等杂质，经废液雾化器8喷入一次燃烧室，与来自A二次燃烧室2和B二次燃烧室4的高温空气充分接触；废液中水分蒸发，硫磺、 (NH 4<\/sub>)2<\/sub>S2<\/sub>O3<\/sub>、NH4<\/sub>SCN和(NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4<\/sub>等含硫可燃物发生分解、气化和部分燃烧产生SO2<\/sub>烟气。}

SO_{2<\/sub>烟气离开一次燃烧室1进入C二次燃烧室6，在C二次燃烧室6内未烧净组分完全燃烧，生成SO2<\/sub>过程气，燃烧过程放出热量，使SO2<\/sub>过程气温度达到1050℃。}

1050℃的SO_{2<\/sub>过程气离开C二次燃烧室6，进入C蓄热室7，通过蓄热体将需要传递的热量贮存在蓄热体内，换热冷却至510℃后，排出至后续SO2<\/sub>过程气处理装置。}

蓄热室内蓄热体为蜂窝陶瓷，具有良好的蓄热性能。

一次燃烧室1设有煤气长明灯烧嘴，通过燃烧煤气产生高温火焰使废液稳定燃烧。

为了保证废液蓄热式焚烧过程连续进行，SO_{2<\/sub>过程气与空气应周期性地自动切换。切换方式如下：}

1)A蓄热室3的A空气阀9打开、A过程气阀12关闭；B蓄热室5的 B空气阀10打开、B过程气阀13关闭；C蓄热室7的C空气阀11关闭、C 过程气阀14打开。

空气分别流经A蓄热室3和B蓄热室5，换热升温至950℃，通过二次燃烧室进入一次燃烧室1。一次燃烧室1产生的SO_{2<\/sub>烟气进入C二次燃烧室 6，烟气进一步完全燃烧产生SO 2<\/sub>过程气，SO2<\/sub>过程气流经C蓄热室7，经C 过程气阀14排出至后续处理装置。}

按此模式运行3分钟后，切换气流方向。

2)B蓄热室5的B空气阀10关闭、B过程气阀13打开。C蓄热室7 的C过程气阀14关闭、C空气阀11打开。

切换时间8秒。

3)A蓄热室3的A空气阀9打开、A过程气阀12关闭，B蓄热室5的 B空气阀10关闭、B过程气阀13打开，C蓄热室7的C空气阀11打开、C 过程气阀14关闭。

空气分别流经A蓄热室3和C蓄热室7，换热升温至950℃，通过二次燃烧室进入一次燃烧室1。一次燃烧室1产生的SO_{2<\/sub>烟气进入B二次燃烧室 4，烟气进一步完全燃烧产生SO 2<\/sub>过程气，SO2<\/sub>过程气流经B蓄热室5，经B 过程气阀13排出至后续处理装置。}

按上述周期性切换方式依次进行三个蓄热室的空气和过程气换向。

设计图

相关信息详情

申请码:申请号:CN201920042937.3

申请日:2019-01-09

公开号:公开日:国家:CN

国家/省市:91(大连)

授权编号:CN209512042U

授权时间:20191018

主分类号:F23G 7/04

专利分类号:F23G7/04;F23G5/14;F23G5/44;C01B17/50

范畴分类:35B;41B;

申请人:大连市昊通环保工程技术有限公司

第一申请人:大连市昊通环保工程技术有限公司

申请人地址:116000 辽宁省大连市高新技术产业园高能街126号3单元3层2号

发明人:王英丽;张卫东

第一发明人:王英丽

当前权利人:大连市昊通环保工程技术有限公司

代理人:崔雪

代理机构:21244

代理机构编号:大连大工智讯专利代理事务所（特殊普通合伙）

优先权:关键词:当前状态:审核中

类型名称:外观设计

标签：燃烧室论文;  脱硫论文;  雾化器论文;