专利名称：烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸铵的一体化方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对例如锅炉等燃烧装置排放的烟气的综合治理技术，尤其涉及对烟气脱硫的方法、脱硫产物的后处理技术，更具体地是涉及烟气的氨法脱硫及脱硫产物综合利用连续化生产硫酸铵产品的一体化方法及其相关生产设备和系统。
背景技术：
我国是以燃煤为主要能源的国家，硫氧化物和烟尘为主的煤烟型大气污染一直占主导地位，已经成为世界硫氧化物污染最严重的国家之一，在现阶段，开发有效的治理技术实现对烟气的脱硫处理，最大限度地降低大气污染是保护环境的基本要求。到目前为止，发展出多种脱硫方法，目前常用的是石灰法和氨法。
石灰法脱硫对于石灰石的纯度有较高的要求，我国的石灰石矿多为共生型，纯度较低，如为了对烟道气的治理而提纯目前的石灰石，必然要提高治理成本；另一方面，石灰法脱硫的副产品——石膏的质量远不如天然石膏矿的质量，销售出路受阻时堆积就造成二次污染。
氨法脱硫包括干法和湿法，由于烟气脱硫后可以得到含有亚硫酸氢铵和亚硫酸铵的脱硫产物，经过后续处理而成为肥料，也是目前采用较多的方法。
干式氨法如日本的氨气干式脱硫方法，是在伴有电子束照射下采用的。可以参看中国发明专利申请审定说明书CN1011858B和中国发明专利申请公开说明书CN1133749A。但是，这种脱硫方法投资大，而且运行费用很高。
氨水湿法脱硫是用脱硫剂溶液与烟气接触，对烟气中的二氧化硫进行化学吸收，生成亚硫酸氢铵和亚硫酸铵溶液，由于这两种溶液很容易分解，存放或运输中容易形成二次污染，也导致产物很难被充分利用。
氨法(湿法)脱硫作为治理烟气污染技术的重要手段，主要副产物之一是亚硫酸铵溶液，而亚硫酸铵溶液只有先转化成为硫酸铵溶液才能生产出具有高价值的固体产品，目前有关这方面的研究和生产应用的报道还不多。目前有报道的利用烟气的脱硫产物生产硫酸铵技术都只得到初级或者说是脱硫级硫酸铵产品，主要提供拌入粉煤灰制成肥料，还不能提供产品级的硫酸铵固体。
利用烟气的脱硫产物生产硫酸铵的重要步骤之一就是使亚硫酸铵氧化成为硫酸铵，为提高氧化效率，目前该领域将研究改进的重点都放在反应条件(例如，反应温度，催化剂的使用等)或者氧化方法的改变，利用脱硫副产物生产硫酸铵是对环境治理中废弃物的综合利用结果，亚硫酸铵溶液的浓度一般不确定，而溶液溶氧的效果也是影响氧化效率的重要因素，目前实施中的现有技术，可以说尚缺乏实现氨法脱硫的副产物亚硫酸铵溶液转化成为硫酸铵溶液这一氧化反应的高效、专用装置，因此也没有一套完整和成熟的操作系统来实现从烟气的脱硫到提供产品级的固体硫酸铵的工业化生产技术。
如中国专利申请02130916.7提供了一种利用湿法脱硫对烟道气进行脱硫或氧化处理，制备作为化肥原料的硫酸铵，该方法中采用亚硫酸铵溶液作为脱硫剂，使烟道气中的二氧化硫与水反应生成亚硫酸氢铵而被脱除，然后使反应得到的亚硫酸氢铵溶液被转化成亚硫酸铵，利用电子束辐照生成硫酸铵，成为加工化肥的原料。该方法生产硫酸铵是利用电子束在含氧气体中辐照亚硫酸铵，使其被氧化成为硫酸铵，而氧化反应的发生需要有供氧设备或压缩空气的通入，实现工业化生产的难度较大。同样，该在先专利的最终产品也仅仅是硫酸铵溶液，只用于直接配制化肥。
所以，探索一种更为有效的脱硫方法及脱硫产物综合利用的一体化方法，对脱硫产物进行深加工而生产高纯度的硫酸铵固体，具有重要的实际应用价值。
发明内容
本发明主要是研究开发了一套对烟气实施脱硫及利用脱硫产物生产硫酸铵的工业化方法，对烟气及烟气脱硫产物实施综合治理的同时，实现对脱硫烟气深加工生产固体硫酸铵产品的目的。
本发明还提供了一套实现对烟气脱硫、脱硫产物的净化处理和氧化，最终生产出固体硫酸铵的工业化生产系统和专用设备。
本发明所涉及的“烟气”也称“烟道气”，是指来自锅炉等燃烧设备燃烧后排放的尾气，其对环境的污染主要是由于其中的硫氧化物(二氧化硫)和烟尘颗粒物，经氨法脱硫和适当的净化后，可以通过本发明的方法生产硫酸铵产品。术语“脱硫”在本发明中应理解为脱除烟气中的硫氧化物，“脱硫反应”是指烟气与脱硫剂(本发明选用氨水)接触，其中的硫氧化物与氨之间的反应；“脱硫产物”是指对烟气进行脱硫处理后的产物。
所以，本发明首先提供了采用烟气脱硫产物生产硫酸铵的方法，包括如下过程向烟气脱硫产物中通入氨，进行调配使该脱硫产物中的亚硫酸氢铵转化成亚硫酸铵，所述脱硫产物为烟气经氨法脱硫后的含亚硫酸铵与亚硫酸氢铵的水溶液；上述调配后的亚硫酸铵溶液送入氧化装置，并通入空气或氧气在充分搅拌下实现亚硫酸铵的氧化，得到硫酸铵溶液。
烟气经氨法脱硫得到的脱硫产物是含亚硫酸铵与亚硫酸氢铵的水溶液，但溶液中还含有固体杂质，在调配前需要经过净化处理，滤除溶液中的固体悬浮物。净化处理不仅可以提高脱硫产物的综合利用率，而且有利于提高硫酸铵产品的纯度。所以，本发明优选的方法是使脱硫产物先经净化处理滤除溶液中的固体悬浮物后再进入调配装置，通入氨气或液氨进行反应调配成为亚硫酸铵溶液。该净化处理可以采用任何的物理、化学或物理+化学方法，目的就是脱除脱硫产物溶液中的水不溶物达到产品要求(参照GB535-1995)。
根据本发明的方法，使调配后的亚硫酸铵溶液与空气/氧气充分接触发生氧化反应，转化为硫酸铵。亚硫酸氢铵转化成亚硫酸铵、亚硫酸铵氧化得到硫酸铵所遵循的反应机理是以下公知的反应过程NH4HSO3+NH3＝(NH4)2SO3(NH4)2SO3+H2O+1/2O2＝(NH4)2SO4+H2O在实际生产中需要使亚硫酸铵溶液与氧气或空气充分接触形成溶氧液体，为提高反应效率，还可以借助适当加压来促进溶氧液体的形成，并适当加温，还可以使用催化剂，例如活性炭。
氧化后的硫酸铵溶液可以进行浓缩和结晶，经脱水和烘干制成固体硫酸铵。
所以，本发明的工艺实现了烟气脱硫和固体硫酸铵的生产，在实施中不仅可消除烟气排放造成的环境污染，还充分利用脱硫产物生产出了高纯度的固体硫酸铵工业产品，在消除环境污染的同时，实现资源的综合利用。
优选地，本发明的实施还实现了对烟气脱硫及利用脱硫产物生产固体硫酸铵的一体化过程，可以具体描述如下烟气除尘后与氨水接触反应，收集烟气中的二氧化硫与与氨水反应后生成的亚硫酸氢铵与亚硫酸铵的混合水溶液而实现脱硫，并将脱硫后的烟气排放；对所述亚硫酸氢铵与亚硫酸铵的混合水溶液实施净化，滤除溶液中的固体悬浮物；向该净化后的水溶液中通入氨气或液氨进行反应调配成亚硫酸铵溶液；该亚硫酸铵溶液送入氧化装置，通入空气或氧气在充分搅拌下使亚硫酸铵被氧化，得到硫酸铵溶液；
对该硫酸铵水溶液实施浓缩和结晶，经脱水及烘干，制成固体硫酸铵。
上述过程中，烟气除尘后，进入脱硫反应器中，并且优选使氨水经雾化器进入并顺流与烟气充分混合接触，与其中的二氧化硫发生反应实现脱硫。
完成氧化后的硫酸铵溶液进入浓缩和结晶系统，通入蒸汽使硫酸铵溶液中的水分蒸发，提高硫酸铵的浓度而实现结晶成为硫酸铵母液和硫酸铵晶体的混合液。被蒸发出的水汽经冷凝可供制备脱硫剂(氨水)和提供系统用水。硫酸铵母液和硫酸铵晶体的混合液可经离心等分离操作脱除硫酸铵母液，得到硫酸铵固体(晶体)，经干燥后即可包装入库，而硫酸铵母液再返回浓缩和结晶系统，参与下轮的浓缩和结晶。
本发明另一方面是提供了一种实现对烟道气脱硫、脱硫产物的净化处理和氧化，最终生产出固体硫酸铵的工业化生产系统和专用设备，至少包括脱硫装置，用于烟气脱硫反应；脱水装置，与脱硫装置相连，用于脱除脱硫后的烟气中的水雾及脱硫产物的收集；净化装置，与所述脱水装置相连，用于滤除脱硫后的的亚硫酸氢铵与亚硫酸铵混合水溶液中的固体悬浮物；调配装置，与净化装置相连，并设有加氨入口，用于使所述亚硫酸氢铵与亚硫酸铵混合水溶液在液氨作用下调配成为亚硫酸铵溶液；氧化装置，与调配装置相连，用于使来自调配装置的亚硫酸铵溶液被氧化成为硫酸铵溶液；浓缩和结晶系统，与氧化装置相连，用于使来自氧化装置的硫酸铵溶液被浓缩和结晶。
上述设备中还可包括除尘装置(本发明也称除尘器)，其与脱硫装置相连，使待处理的烟气被除尘后进入脱硫装置。
其中，在脱水装置与净化装置之间还可设置有水封装置，例如水封槽。
本发明实施对烟气脱硫及利用脱硫产物生产固体硫酸铵的设备中，还可以包括脱硫剂制备和供给系统，冷凝系统，包装机构以及动力供给系统等。
优选地，所述浓缩和结晶系统可以包括浓缩装置、离心分离装置和干燥装置，且浓缩装置还具有用于冷凝溶液中浓缩出的水气的冷凝器，该冷凝器的出水口与脱硫剂制备和供给系统连通；分离装置具有一个入口和二个出口，一个出口与干燥装置相连，用于将硫酸铵固体送入干燥，另一个出口与浓缩装置相连，用于使分离出的硫酸铵母液返回浓缩装置。
本发明的工业化生产系统和设备中，所用到的调配装置、氧化装置及浓缩结晶系统的装置都可以是常规的，干燥塔、冷却系统、液化系统、吸收塔、浓缩结晶系统、离心机、旋转窑及相应的换热、动力装置等，都为本领域中的常规装置。
上述设置是针对本发明的一体化生产固体硫酸铵工艺进行设计，各阶段所涉及的具体操作和装置及连接关系可以参照图1的示意图。
本发明的目的是对各类燃烧器排放的烟气进行综合治理，并通过科学的系统设计，对烟气的脱硫产物进行深加工的一体化生产，最终目的产物是固体硫酸铵。也就是说，脱硫产物经过调配和氧化处理，确保最终产物是高纯度的产品级固体硫酸铵，与现有技术相比，在实现了治理排放烟气的同时更提高了脱硫产物的附加值，本发明的实施在具有很好的社会效益的同时也提高了经济效益。
更进一步地，为实现本发明的上述目的，将脱硫产物调配成为亚硫酸铵以及实现亚硫酸铵的全部氧化是关键的过程，调配过程如前面已经描述，脱硫产物(亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的混合溶液)在液氨或氨水或氨气，优选是液氨，的作用下即可实现，对于调配装置没有特别要求，例如可以利用常用的反应罐。对于氧化过程，申请人的实践经验证明，实现亚硫酸铵溶液全部转化成为硫酸铵溶液的前提除了需要供氧充足外，理想的条件还包括需要适当的温度、压力及催化剂的作用，另一个重要的控制因素就是提高亚硫酸铵溶液的溶氧效果。该技术目前没有广泛应用的主要原因之一就是没有合适的氧化装置。
根据本发明的优选方案，在该生产系统中设计使用了一种实现亚硫酸铵溶液氧化成为硫酸铵溶液的专用氧化装置，该装置可以提供充分的溶氧效果，使亚硫酸铵溶液在供氧、温度、压力和催化剂存在的条件下充分氧化，几乎全部转化成为硫酸铵溶液。
该氧化装置具有一个反应罐体，沿罐体的内壁并延伸到底部设置有至少一个供气管，该供气管的进气口与罐体外相通，且该供气管在罐体底部的适当位置开设有出气口；罐体内套设有上端开口的液体导流管，管壁与罐体内壁之间形成反应腔体，该液体导流管内设有出口向下的气液混合泵，气液混合泵的气液混合室设于泵体下部，该泵的进气口穿过气液混合室与供气管开设的出气口相连通，且气液混合室与所述反应腔体相通。
该氧化装置的特点是在反应罐体内设置导流管，并将气液混合泵安装在罐体内，配合供气管的设置，在气液混合泵的作用下，可以实现亚硫酸铵溶液的高效溶氧，满足氧化反应的需要。
在具体操作中，所述的液体导流管的上端与罐体的内壁之间还设有催化剂层，在反应过程中令亚硫酸铵溶液始终与催化剂接触，进一步提高氧化反应的效率和转化率。该催化剂层可采用有利于反应液与催化剂充分接触的结构，例如网状和其他具有渗透效果的结构，既能阻止催化剂的扩散，又能达到良好接触的效果。
该氧化装置的罐体还设有反应液的进液管和排液管，便于向罐体内输送来自调配装置的亚硫酸铵溶液及向浓缩结晶系统输送氧化后的硫酸铵溶液。按照通常的设计，进液管(口)的开设位置高于排液管(口)的位置高度。
气液混合泵套设于液体导流管内是该氧化装置的重要特点，其气液混合室设于泵体下部，优选还具有上支撑板和下支撑板，液体导流管和气液混合泵均设置于上支撑板上，即气液混合泵和液体导流管通过下部的混气室固定设置于罐体内部。
优选地，气液混合室的下支撑板与罐体底部之间设有泵体支撑座。
更优选地，气液混合室的上支撑板和下支撑板之间还设有隔板，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口。
由于在生产中，气液混合泵实际被浸入反应液中，所以，气液混合泵的供电电缆是穿过罐体与外界电源相连，且至少该电缆与液体接触的部分外部设有电缆护管，以保护电缆不会受到腐蚀而损伤。
所述的供气管的进口处优选设有空气过滤装置，以滤除所吸入空气或氧气中的杂质，该进口处优选还设有消声装置，降低运行过程中产生的噪音；所述的罐体设有防护装置，例如防护罩和/或防尘网，以保护罐体免受外界环境的侵蚀。
该装置的工作原理是启动气液混合泵，罐内的亚硫酸铵溶液通过导流管被吸入气液混合室，氧气/空气经过供气管也被吸入混气室，亚硫酸铵溶液与氧气/空气在气液混合室中被强制混合成为溶氧液体，并从气液混合室的出口强制喷出，由于气液混合泵的推力及液体中微气泡的作用不断上升(该过程伴有氧化反应的发生)，经过催化剂层而在催化剂的作用下使氧化反应加速；通过催化剂层上升到达氧化装置上部的液体又流入液体导流管，进入气液混合室继续参加反应；整个过程中，气液混合泵运行所产生的热量散入液体中，起到加热反应液提高氧化速度的效果，而亚硫酸铵溶液也是经过这样周而复始的循环直至反应完成。在该装置中，氧化过程就是在供氧、加温、加压、催化的作用下实现亚硫酸铵向硫酸铵的转化。依据有关的行业标准(HG/T 2784-1996)记载的方法对氧化产物进行测定，转化率几乎可以达到百分之百。
图1为本发明生产工艺的流程图。
图2为本发明采用的氧化装置的一个具体实施例的组装示意图。
图3是本发明采用的氧化装置的一个具体实施例的局部剖视示意图。
图4是图3氧化装置的A-A剖视示意图。
附图标号1-罐体 2-供气管 3-空气过滤及消声装置 4-出气口5-液体导流管6-气液混合泵 61-供电电缆62-电缆护管7-气液混合室8-反应腔体 9-泵体支撑座 10-溶氧液体11-催化剂层 12-防雨罩 13-防尘网 14-进液管15-排液管 16-空气或氧气 41-泵的进气71-上支撑板72-下支撑板 73-隔板74-溶氧液体出口具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例详细说明本发明的实施和所产生的有益效果，仅用于帮助阅读者更好地理解本发明的实质，并不能构成对本发明的可实施范围及保护范围的限定，在此基础所作出各种显然改动和修饰都应该属于本发明的保护范畴。
实施例1、烟气的脱硫以及脱硫产物生产固体硫酸铵的连续化过程请同时参照图1的流程示意图。
来自燃烧器(例如锅炉)的烟气经除尘器除尘后进入脱硫装置，同时，作为脱硫剂的氨水也经脱硫剂供给系统输入该脱硫装置，在与烟气接触中使其中的二氧化硫气反应生成亚硫酸铵与亚硫酸氢铵的混合水溶液，实现烟气脱硫，该过程中最好使氨水先经雾化器再进入脱硫装置，并顺流与烟气充分混合接触。
脱硫产物进入脱水装置将烟气分离出来，水溶液经过水封槽送入净化装置，烟气则通过引风机送入烟囱排放。
脱硫产物的净化装置，可以采用常见的可以去除溶液中固体悬浮物的净化设备，例如卧式螺旋卸料沉降离心机或自动板框式压滤机等。脱除的固体悬浮物(烟尘)与来自除尘器的烟尘都送往灰场集中处理。
净化处理后的脱硫产物是亚硫酸氢铵和亚硫酸铵的混合溶液，在调配装置中与通入的液氨或氨气接触，亚硫酸氢铵转化成为亚硫酸铵。该过程的完成可以通过检查溶液的pH值改变来确定，当pH值达到7.8左右，说明溶液中基本上不含亚硫酸氢铵了，尤其可以按照有关的行业标准(HG/T2784-1996)记载的方法确认溶液中亚硫酸氢铵已经转化成为亚硫酸铵，就可以送入氧化装置完成氧化工序。
亚硫酸铵溶液被送入氧化装置(同时参见图1-图3)，通入空气，在气液混合泵的驱动下，亚硫酸铵溶液与空气被强制混合而提高了溶氧能力，由于随着氧化进行溶液逐渐呈酸性(pH下降)，反应速度下降，因此在氧化装置的催化剂层中设置活性炭来加快氧化进程，同时，由于亚硫酸铵在氧化过程中放热，气液混合泵工作时电机的放热，都产生对液体的加热效果，综合效果是提高了氧化速度，使亚硫酸铵发生氧化反应成为硫酸铵(依据HG/T 2784-1996记载的方法检测溶液中的亚硫酸铵含量满足要求或低至基本为零)。
反应后硫酸铵溶液从氧化装置的排液管进入浓缩装置，在其中被加热蒸发水分，使硫酸铵被浓缩成为硫酸铵母液和硫酸铵晶体的混合液。
被蒸发出的水汽经冷凝器冷凝用于供制备脱硫剂(氨水)和提供系统用水。硫酸铵母液和硫酸铵晶体的混合液经离心脱除硫酸铵母液，得到硫酸铵晶体，经干燥(烘干脱水)后成为硫酸铵固体，即可包装入库，而离心机分离的硫酸铵母液再返回浓缩和结晶系统，参与下轮的浓缩和结晶。
实施例2、氧化装置的具体结构及氧化反应请参见图2-图4，是本发明的亚硫酸铵溶液氧化成为硫酸铵溶液的反应装置示意图。沿罐体1的内壁设置有供气管2，如图所示，该供气管2的设置经过了罐体底部并沿内壁向上延伸与外界相通形成两个空气或氧气的进气口，进气口处设置空气过滤及消声装置3(例如空气过滤器和消声器)，且该供气管2在罐体底部的适当位置开设有出气口4(参见图2所示)；罐体1内套设有上端开口的液体导流管5，其管壁与罐体内壁之间形成反应腔体8，如图2所示，该实施例中，导流管5位于罐体的中心；该液体导流管5内设有出口向下的气液混合泵6，该气液混合泵的气液混合室7设于泵体下部，泵的进气口41穿过气液混合室7与供气管2开设的出气口4相连通，本实施例中泵的进气口41是插入供气管2的出气口4，且气液混合室7与所述反应腔体8相通。
气液混合泵6的气液混合室7具有上支撑板71和下支撑板72，而液体导流管5和气液混合泵6均设置于上支撑板71上。上支撑板71和下支撑板72之间还设有若干隔板73，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口74。
气液混合室7的下支撑板72与罐体底部之间设有泵体支撑座9，以确保气液混合泵6和液体导流管5在罐中的稳固设置。
该液体导流管5的顶部与罐体1内壁之间设置有催化剂层11，如图所示，催化剂层11位于罐体的中部或上部，为网状结构，供置放催化剂。所述的气液混合泵6的供电电缆61穿过罐体与外界电源导通，且至少该电缆与液体接触的部分外部设有电缆护管62，以保护电缆61不被腐蚀和损害。
另外，由于该罐体1通常直接安装在露天场地，为了防止和降低外部环境对罐体的损害，在罐体1上部还设有防护装置，例如可以是防护罩12和/或防尘网13。
罐体1还设有反应液的进液管14和排液管15。
利用该反应装置实施亚硫酸铵氧化时的具体过程如下亚硫酸铵溶液由供液管14注入罐体1并达到预先设计的液位后(例如，可以高于液体导流管5和催化剂层11的高度)，启动气液混合泵6，空气或者氧气16经空气过滤装置和消声装置3后进入供气管2并经出气口4(通过4-1泵的进气口)被吸入该气液混合室7；而液体导流管5内的亚硫酸铵溶液也同时被吸入气液混合室7，加压和强制混合后，气体转变成无数细小的气泡与亚硫酸铵溶液充分混合成为溶氧液体10，从溶氧液体出口74同时喷射而出至反应腔体8，在气液混合泵6的推力以及气泡上升的助力下，亚硫酸铵溶液上升，又因催化剂层11的所处位置对该亚硫酸铵溶液的上升存在阻挡作用的阻力，因而造成亚硫酸铵溶液在全部通过催化剂层11之前为受挤压状态，有利于提高催化效果。最初通过催化剂层11后的溶液为亚硫酸铵与硫酸铵的混合液(其中也可能会含有的过剩气体(或氧气))在气液混合泵6的作用下，再次流入液体导流管5并吸入气液混合室7。不断循环，直至反应完成，将硫酸铵液体从排液管15排出。
上述过程中亚硫酸铵液体及溶氧液体10的流动方式如图中箭头的示意，图中的箭头n示意进入反应体系的气体流动方式。
按照以上描述的实施过程，在气液混合泵6的混合室7中，亚硫酸铵溶液已经开始溶氧和发生氧化反应，通过催化剂层11后，更确保了氧化反应的发生和氧化效率；另一方面，由于气液混合泵6是浸入液体中，电机运行产生的热主要是通过液体发散的，热交换的结果是亚硫酸铵和硫酸铵混合液被加热而升温，恰好有利于提高氧化反应的速度，促使反应进行得更加完全。
为验证该反应装置的应用效果，申请人对反应物料在氧化前和氧化后的变化进行了检测比较，结果如下(测定方法参见HG/T 2784-1996)氧化前的溶液亚硫酸铵的浓度为16.69％左右，硫酸铵浓度1.92％左右；氧化后的溶液亚硫酸铵的浓度为0.82％左右，硫酸铵浓度21.68％左右。
可以看出，亚硫酸铵的转化率在95％以上。
权利要求
1.采用烟气脱硫产物生产硫酸铵的方法，包括如下过程向烟气脱硫产物中通入氨，进行调配使该脱硫产物中的亚硫酸氢铵转化成亚硫酸铵，所述脱硫产物为烟气经氨法脱硫后的含亚硫酸铵与亚硫酸氢铵的水溶液；上述调配后的亚硫酸铵溶液送入氧化装置，并通入空气或氧气在充分搅拌下实现亚硫酸铵的氧化，得到硫酸铵溶液。
2.权利要求1所述的方法，其中，脱硫产物先经净化处理滤除溶液中的固体悬浮物，然后通入氨气或液氨进行反应调配成为亚硫酸铵溶液。
3.权利要求1所述的方法，其中，亚硫酸铵的氧化过程中使用活性炭做催化剂。
4.权利要求1所述的方法，其还包括将得到的硫酸铵溶液进行浓缩和结晶，经脱水及烘干，制成固体硫酸铵的过程。
5.烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸铵的一体化方法，包括如下过程烟气除尘后与氨水接触反应，收集烟气中的二氧化硫与与氨水反应后生成的亚硫酸氢铵与亚硫酸铵的混合水溶液实现脱硫，并将脱硫后的烟气排放；对所述亚硫酸氢铵与亚硫酸铵的混合水溶液实施净化，滤除溶液中的固体悬浮物；向该净化后的水溶液中通入氨气或液氨进行反应调配成亚硫酸铵溶液；该亚硫酸铵溶液送入氧化装置，通入空气或氧气充分搅拌下使亚硫酸铵被氧化，得到硫酸铵溶液；对该硫酸铵水溶液实施浓缩和结晶，经脱水及烘干，制成固体硫酸铵。
6.权利要求1或5所述的方法，其中，烟气除尘后，进入脱硫反应装置中，使氨水经雾化进入并顺流与烟气充分混合接触，与其中的二氧化硫发生反应实现脱硫。
7.权利要求5所述的方法，其中，脱硫后的烟气经过脱水后排放。
8.权利要求5所述的方法，其中，对硫酸铵溶液浓缩后的水气经冷凝后用于制备氨水或系统用水；硫酸铵被浓缩后得到硫酸铵母液和硫酸铵晶体的混合液，分离出硫酸铵固体，并使硫酸铵母液返回浓缩和结晶工序。
9.用于实现烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸铵的一体化方法的设备，包括脱硫装置，用于烟气脱硫反应；脱水装置，与脱硫装置相连，用于脱除脱硫后的烟气中的水雾及脱硫产物的收集；净化装置，与所述脱水装置相连，用于滤除脱硫后的亚硫酸氢铵与亚硫酸铵混合水溶液中的固体悬浮物；调配装置，与净化装置相连，并设有加氨入口，用于使所述亚硫酸氢铵与亚硫酸铵混合水溶液在液氨作用下调配成为亚硫酸铵溶液；氧化装置，与调配装置相连，用于使来自调配装置的亚硫酸铵溶液被氧化成为硫酸铵溶液；浓缩和结晶系统，与氧化装置相连，用于使来自氧化装置的硫酸铵溶液被浓缩和结晶。
10.权利要求9所述的设备，其中还包括除尘装置，其与脱硫装置相连，使待处理的烟气被除尘后再进入脱硫装置。
11.权利要求9所述的设备，其中，在脱水装置与净化装置之间还设置有水封装置。
12.权利要求9所述的设备，其中，所述氧化装置具有一个反应罐体，沿罐体的内壁并延伸到底部设置有至少一个供气管，该供气管的进气口与罐体外相通，且该供气管在罐体底部的适当位置开设有出气口；罐体内套设有上端开口的液体导流管，管壁与罐体内壁之间形成反应腔体，该液体导流管内设有出口向下的气液混合泵，气液混合泵的气液混合室设于泵体下部，该泵的进气口穿过气液混合室与供气管开设的出气口相连通，且气液混合室与所述反应腔体相通。
13.权利要求12所述的设备，其中，所述的液体导流管的上端与罐体的内壁之间设有催化剂层。
14.权利要求12所述的设备，其中，所述氧化装置的罐体设有亚硫酸铵溶液的进液管和硫酸铵溶液的排液管，分别与调配装置及浓缩和结晶系统相连通。
15.权利要求12所述的设备，其中，气液混合泵的气液混合室具有上支撑板和下支撑板，液体导流管和气液混合泵均设置于上支撑板上。
16.权利要求15所述的设备，其中，上支撑板和下支撑板之间设有隔板，各隔板之间的间隔形成溶氧液体出口。
17.权利要求15或16所述的设备，其中，气液混合室的下支撑板与罐体底部之间设有泵体支撑座。
18.如权利要求12所述的设备，其中，所述至少一个供气管设于罐体底部，且两端分别沿罐体内侧壁设置，并延伸出罐体外部形成空气或氧气进气口。
19.权利要求9所述的设备，其中，所述浓缩和结晶系统包括浓缩装置、离心分离装置和干燥装置，且浓缩装置还具有用于冷凝溶液中浓缩出的水气的冷凝器，该冷凝器的出水口与脱硫剂制备和供给系统连通；分离装置具有一个入口和二个出口，一个出口与干燥装置相连，用于将硫酸铵固体送入干燥，另一个出口与浓缩装置相连，用于使分离出的硫酸铵母液返回浓缩装置。
全文摘要
本发明提供了一种湿法从烟气中脱除二氧化硫并利用烟气脱硫产物生产固体产品级硫酸铵的技术，属于燃烧排放尾气处理技术领域。本发明的方法包括向烟气中通入氨水，与烟气中的二氧化硫发生反应生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵混合溶液，再向该混合溶液中加氨，使其中的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，该亚硫酸铵溶液在空气或氧气的氧化作用下氧化生成硫酸铵溶液，进一步通过蒸发浓缩而结晶、离心分离、干燥得到产品级固体硫酸铵，是一种高纯度的工业产品。本发明还提供了实现该方法的专用设备，尤其是包括一种特殊设计的氧化装置，可以实现亚硫酸铵到硫酸铵的高效氧化。
文档编号B01D53/50GK1981913SQ20051009741
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者柴正和 申请人:北京国纬达环保科技有限公司, 衢州宇安环保设备有限公司