TW202010565A - 一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法 - Google Patents

Abstract

控制氨法脫硫吸收過程氣溶膠產生的方法和裝置，用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中產生氣溶膠。藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，可實現高效脫硫除塵。同時可控制吸收過程氨逃逸、氣溶膠的產生。初步降溫淨化後的煙氣可依次與吸收循環液、細微顆粒物洗滌循環液接觸。控制各級溶液成分及反應溫度。

Description

一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法

本申請根據35 U.S.C. § 119要求2017年9月7日提交的中國專利申請號201710800599.0的優先權和2018年3月16日提交的美國申請號15/923,031的優先權，其全部內容在此併入本文。

本揭露內容屬於環境技術領域，具體涉及一種氨法脫硫控制吸收過程中氣溶膠產生的方法。

世界各國都不同程度排放二氧化硫。中國二氧化硫排放量巨大，對環境和社會造成了巨大影響，2014年二氧化硫排放總量1974萬噸，2015年二氧化硫排放總量1859.1萬噸，居世界第一，造成了巨大經濟損失，嚴重影響中國生態環境和人民健康。

目前比較成熟的脫硫技術達上百種，其中濕法脫硫製程應用最廣，占世界脫硫總裝機容量的85%左右。常見的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、雙鹼法、碳酸鈉法、氨法、氧化鎂法等。氨法脫硫是採用氨作為吸收劑的一種濕法脫硫製程，該法可利用SO₂ 生產硫酸銨化肥，是一種低能源消耗、高附加值、實現資源循環利用的綠色煙氣治理方案。而化工行業在生產過程中有大量廢氨水產生，因此化工行業鍋爐廢氣採用氨法脫硫有其獨特的優勢。

氨法脫硫製程主要包括吸收、氧化、濃縮(結晶)三個過程：

用亞硫酸銨吸收二氧化硫得到亞硫酸銨與亞硫酸氫銨混合溶液，加氨中和後又得到亞硫酸銨： (NH₄ )₂ SO₃ +H₂ O+SO₂ =2NH₄ HSO₃ (NH₄ )_X H(2-x)SO₃ +(2-x)NH₃ =(NH₄ )₂ SO₃ 對溶液通入氧化空氣將亞硫酸銨氧化，得到硫酸銨： (NH₄ )₂ SO₃ +1/2O₂ =(NH₄ )₂ SO₄ ；和 硫酸銨溶液經濃縮、結晶、固液分離、乾燥即得最終產品硫酸銨。

吸收、氧化、濃縮三個過程看似簡單。實際上它們相互影響。按常規，為確保吸收效率，吸收液亞硫酸銨及游離氨含量維持在高水準而硫酸銨含量維持在低水準，雖然利於吸收，但不利於氧化及濃縮，吸收液pH值維持在~7，由此導致吸收過程中氨逃逸、氣溶膠嚴重。

為確保吸收效率，按常規藉由製程水冷卻、設定再熱器、稀硫酸銨溶液降溫和其他其利於吸收，卻不利於氧化、濃縮的措施控制吸收溫度在40℃以下。較低溫度下，高濃度的亞硫酸銨不能快速完全被直接氧化成硫酸銨，而是在較低濃度下可氧化後藉由蒸發濃縮製程獲得產物，其蒸發量大，能源消耗大且流程長，設備多、占地大，運行成本高，裝置的經濟性較差。且一般鍋爐煙氣的水含量都維持在7%以上。而硫回收廢氣、焚燒煙氣等工業廢氣的水含量甚至超過25%。因此如果刻意追求吸收效率而降低吸收溫度到40℃以上，不僅能源消耗高，而且煙氣中的水會冷凝。冷凝水過剩，不利於除霧器沖洗和塔壁沖洗，必須以廢水的形式排出。

對於乾法硫酸廢氣，由於水含量低、二氧化硫濃度低，將其吸收溫度控制在30-50℃即可。

煙氣氨法脫硫製程可包括以下技術問題： 1、氨逃逸及氣溶膠

與基於石灰石為原料的石灰石-石膏法不同，由於氨易於揮發，吸收液存在游離氨時，在氣相中同時存在氨、SO₂ 和SO₃ 。因此，容易形成亞硫酸銨和硫銨霧，並以此霧為核心，煙氣中的飽和水蒸汽凝結在這些霧上，形成濃密的白霧，一方面造成氨損失，另一方面造成二次汙染。

截至目前氨法脫硫未能有效推廣，主要原因是以前的努力重點在於如何捕集吸收過程中產生的氣溶膠，而沒有抑制或減少吸收過程中氣溶膠的產生，導致系統投資大、運行成本高、操作不穩定。 2、亞硫酸銨氧化

亞硫酸銨氧化和其他亞硫酸鹽相比不同，一定濃度下，NH₄ ⁺ 對氧化過程有阻尼作用。文獻[例如Zhou, J.,W. Li和W. Xiao的Kinetics Of Heterogeneous Oxidation Of Concentrated Ammonium Sulfite，Chemical Engineering Science，第55卷，2000年12月23日期，第5637-5671頁，Pergamon Press，牛津，英格蘭，2000年，其全部內容在此併入本文]闡述了這一獨特性質，即NH₄ ⁺ 顯著阻礙O₂ 在水溶液中的溶解。當鹽濃度小於0.5mol/L(約5%(wt))時，亞硫酸銨氧化速率隨其濃度增加而增加，而當超過這個極限值時，氧化速率隨濃度增加而降低。此外，當總銨鹽濃度3-4mol/L，而亞硫酸銨濃度小於0.15mol/L時，溶液的氧化反應為0級快速反應，即氧化速率與亞硫酸銨含量無關。

亞硫酸銨氧化反應實際上在吸收過程中也會發生，只不過由於煙氣中O₂ 含量低，溫度低，反應速度慢，但在不斷循環的條件下，氧化率一般為40-70%。但仍需要將氧化率進一步提高到95%以上，以滿足後處理加工要求，所以使用了氧化槽/氧化段/噴射氧化器，在過量、加壓氧化空氣條件下，將亞硫酸銨充分氧化，部分技術商選擇往吸收液加入催化劑促進氧化，但這樣會影響產品品質。 3、廢氣夾帶氨的回收

與其他鹼性物質不同的是，氨易揮發。傳統的逆流接觸式吸收塔，不論是噴淋塔、填料塔還是板式塔，為確保脫硫效率及最終排放指標，在位於吸收區頂部的接觸點，溶液的pH值最高，氣體相中SO₂ 濃度最低，氨在氣相中的濃度將最高。這意味著氨隨廢氣溢出脫硫塔的量將很大。這既會造成氨的浪費損失，又會造成新的汙染。

針對氣溶膠及氨逃逸問題，知名研究機構及工程技術公司均提出多種方案予以控制或消除，如濕電、多級水洗、多級除霧或其組合等，但這些方法不是從吸收過程中氣溶膠、氨逃逸產生的源頭出發加以解決，僅關注如何消除吸收過程中氨逃逸及產生的氣溶膠，使得塔的段數越來越多、系統更加複雜，不僅處理效果不好，而且投資運行成本大幅增加。

氨法脫硫裝置的吸收、氧化、濃縮相互影響，吸收要求溶液pH值高、亞硫酸銨含量高，氧化需要總銨鹽濃度相對低，亞硫酸銨含量低，濃縮要求硫酸銨含量高。控制氨逃逸、氣溶膠則要求pH值低、溶液不含游離氨。

由於不同製程對溶液的成分要求不同，非常需要更合理的控制氣溶膠產生的技術，實現吸收、氧化、濃縮協同控制，在滿足排放要求的同時降低投資，簡化技術製程，降低操作難度。

申請號CN02136906.2的中國發明專利提出一種煙氣中SO₂ 的脫出和回收方法及裝置，控制亞硫酸銨的濃度在0.1-5%(wt)之間，例如在0.5-2.0%之間，以創造有利於氧化的條件，降低氧化的能源消耗和投資，確保高的脫硫效率，吸收液氨/硫比為1.3-1.8(摩爾比)，吸收氣/液比為2000-5000(體積比)。利用熱煙氣熱量濃縮硫酸銨溶液，熱煙氣溫度降低到50-55℃，硫酸銨濃度可增加到40-50%(wt)，送往硫銨結晶器，加工成商品硫銨化肥。氧化段設有縱分隔板，使未氧化的亞硫酸銨溶液與氧化的硫銨溶液儘量分開，以防止發生逆混合。在該方法中：1)吸收液濃度低，僅適用於低含硫煙氣；2)未關注吸收過程中的氨逃逸及氣溶膠產生的控制，需要設定再熱器消除白煙；3)結晶受乾燥風量及粉塵含量影響，結晶量少且不穩定等缺點。

申請號CN201310634675.7的中國發明專利提出一種脫硫脫硝系統及其脫硫脫硝方法，其中該吸收段包括按由下至上的順序依次設定的一級循環液噴淋層I、一級循環液噴淋層II、填料吸收層和一級循環液噴淋層III，其中該一級循環液噴淋層I為固定式加氨吸收層，用來高效吸收SO₂ ，該固定式加氨吸收層為單獨的加氨吸收循環系統，一級循環液噴淋層II和填料吸收層用來防止氨逃逸和吸收SO₂ ，一級循環液噴淋層III用來防止氨逃逸。但未明確溶液組成，僅藉由分層加氨控制氨逃逸、氣溶膠的效果有限。

申請號CN201510009642.2的中國發明專利提出了一種超音波脫硫除塵一體化超低排放方法，設定吸收液液滴洗滌系統對降溫脫硫後煙氣進行充分洗滌捕捉去除煙氣中的吸收液的液滴，然後進行除霧；除霧後煙氣再藉由吸收液液滴洗滌、除霧；上述初步淨化的煙氣繼續藉由凝集或/與凝並使細微顆粒物粒徑增大再由凝集或/與層除霧器去除增大的細微顆粒物；採用多級水洗加多級除霧確保總塵合格，投資大，運行成本高，未從機理上控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

申請號CN201510680578.0的中國發明專利提出了一種氨法雙循環脫硫脫硝除塵系統，包括洗滌吸收塔(1)和氧化循環槽(9)；該洗滌吸收塔(1)依次由高效除水霧段(2)、強化除氨霧段(3)、吸收液除霧段(4)、二級吸收段(5)、一級吸收段(6)、洗滌降溫段(7)組成；在煙氣進入該一級吸收段(6)時，採用密度為1.1~1.15kg/L、pH值為6.5~7的含有硝酸銨的硫酸銨溶液作為吸收液來主要去除SO₂ ；在煙氣進入該二級吸收段(5)時，採用密度為1.05~1.1kg/L、pH值為5.5~6的含有硝酸銨的硫酸銨溶液作為吸收液來輔助去除SO₂ 。該製程流程複雜，吸收過程中使用的氨過量，氣溶膠、氨逃逸顯著，藉由水洗除霧難以保證最終排放指標。

申請號CN201610390173.8的中國發明專利提出一種單塔六段梯級淨化脫硫除塵超低排放一體化裝置，包括：氧化段、濃縮段、吸收段、淨化水洗段、除霧段、隔板以及濕電段；該濕電段藉由靜電吸附作用將除霧後煙氣中所攜帶的微小霧滴進一步進行去除，確保煙氣工況變化時實現煙氣的達標排放，作為此裝置的保險措施使用。此製程需要大投資、具有高運行成本、並且是不起作用的電控制氨逃逸和氣溶膠排放的方法。

申請號CN201610177178.2的中國發明專利提出一種實現超低排放的脫硫除塵的組合製程，裝置包括脫硫塔(1)；該脫硫塔(1)上開設煙氣進口(2)和煙氣出口(9)；在該煙氣進口(2)與煙氣出口(9)之間，按煙氣流動方向，依次設定洗滌降溫段(3)、一級吸收段(4)、二級吸收段(5)、一級除霧段(6)、二級除霧段(7)和三級除霧段(8)；將燃煤含有SO₂ 的120℃~180℃的煙氣經脫硝除塵後，從該煙氣進口(2)進入至該洗滌降溫段(3)中，採用pH值為3~5，密度為1200~1250g/L的硫酸銨溶液進行噴淋，將煙氣的溫度降低至45℃~60℃；煙氣流至該一級吸收段(4)中，採用pH值為5.5~6.5，密度為1100~1250g/L的吸收液進行噴淋；煙氣至二級吸收段(5)中，採用pH值為5.0~5.8，密度為1030~1100g/L的吸收液進行噴淋，然後煙氣依次進入一級除霧段(6)、二級除霧段(7)和三級除霧段(8)，從煙氣出口(9)排放。藉由控制吸收液的密度、pH值等對熱煙氣進行梯度洗脫，再結合採用特有的除霧器等裝置去除霧滴等，能有效去除煙氣中的硫和煙塵等，實現超低排放。但該製程未明確溶液組成及吸收溫度，仍不能從源頭控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

申請號CN201611014433.8的中國發明專利提出一種降低氨法脫硫氣溶膠產生的方法，具體步驟為1)將氨水打入到氨吸塔內，啟動一級吸收循環幫浦進行噴淋洗滌，脫硫煙氣中的大部分SO2；2)將氨水打入到氨吸塔內，進行噴淋洗滌，噴淋液與SO2煙氣進一步反應，去除煙氣中的汙染物；3)經過二級吸收後的煙氣藉由水洗噴淋裝置，將煙氣中夾帶的氣溶膠等雜質進行洗滌；4)最後藉由水洗後的煙氣將煙氣在洗滌、噴淋過程中所夾帶的液沫、殘留氣溶膠等雜質淨化，潔淨後的廢氣達標排放。步驟1)中，嚴格控制吸收液pH值在5.5~6.5，密度1.15~1.25g/ml。在步驟2)中，嚴格控制吸收液pH值在5.0~6.0，密度1.0~1.20g/ml。該製程未明確溶液組成及吸收溫度，仍不能從源頭完全控制氨逃逸、氣溶膠的產生。同樣簡單水洗、除霧後的煙氣不能滿足或難以滿足中國超低排放標準要求或更高要求。

申請號CN201611207184.4的中國發明專利提出一種在氨法脫硫製程中節水和控制氣溶膠現象的製程，鍋爐煙氣進入脫硫塔內，噴淋液與進入脫硫塔內含SO₂ 的煙氣進行噴淋，噴淋液採用濃度為5-35%的硫酸銨/亞硫酸銨溶液，再藉由填料層與填料層上的冷卻水接觸再與水洗噴淋層接觸，填料層底部的冷卻水落入水洗積液盤上回流至涼水塔，再進入水洗容器藉由水洗水輸送幫浦打到水洗噴淋層進行循環利用；系統有流程簡單、冷卻效果好、運行成本低等優點，噴淋冷卻水吸收鍋爐煙氣中的(NH4)₂ SO₄ 顆粒、SO₂ 、NH₃ 物質，鍋爐煙氣中的飽和水蒸汽以(NH₄ )₂ SO₄ 顆粒為核凝結形成水滴，捕集鍋爐煙氣中的(NH₄ )₂ SO₄ 顆粒，抑制氣溶膠的形成，使氨法脫硫製程排放鍋爐煙氣中的顆粒物濃度低於30mg/m³ 。該製程未明確溶液組成、pH值及吸收溫度，仍不能從源頭完全控制氨逃逸、氣溶膠的產生，且低溫水洗的能源消耗高，淨煙氣中顆粒物濃度低於30mg/m³ ，不能滿足最新排放標準。

申請號CN201310340885.5的中國發明專利提出一種控制氨法脫硫氣溶膠排放的方法及其專用吸收塔，將經霧化水噴淋降溫冷卻至100~120℃的煙氣通入脫硫吸收塔的脫硫區，在脫硫區中自下而上的煙氣與自上而下噴出的脫硫液逆流接觸以吸收煙氣中的SO₂ ，脫硫區內設定填料或篩板；煙氣經脫硫後進入填料洗滌區，注入洗滌水去除氨法脫硫中產生的粗細微性氣溶膠；煙氣經脫硫和去除粗細微性氣溶膠後進入水汽相變區，從水汽相變區中部注入蒸汽，建立水汽相變所需的過飽和水汽環境，使未去除的細細微性氣溶膠微粒發生凝結長大並由水汽相變區煙氣出口處的絲網除霧器去除；淨化煙氣由脫硫吸收塔頂部的煙氣出口經煙囪排放。煙氣空塔氣速為2.0~3.0m/s，操作液氣比為2~8L/Nm³ ；所述的脫硫液pH值為5.2~6.0，脫硫液溫度為45~55℃；所述的脫硫液中的脫硫劑為硫酸銨或亞硫酸銨，濃度為10％wt至過飽和，填料洗滌區的洗滌水噴淋液氣比為0.6~3.0L/Nm³ ，經填料層洗滌後煙氣溫度降至50~55℃，實施例中吸收塔出口PM₁₀ 品質濃度最低45mg/m³ ，最低SO₂ 濃度135mg/Nm³ 。該製程仍不能從源頭完全控制氨逃逸、氣溶膠的產生，淨煙氣中顆粒物、SO₂ 不能滿足最新排放標準，且蒸汽相變的能源消耗高。

申請號CN201610966033.0的中國發明專利提出一種去除氨法脫硫氣溶膠的裝置及方法，裝置包括脫硫塔(1)，該脫硫塔(1)內部由下到上依次設定有吸收反應區(2)、氧化水洗區(3)和水洗淨化區(4)；該氧化水洗區(3)內設定有氧化水洗噴淋層(22)，控制氧化水洗循環液中溶解的硫酸銨濃度≤3%；水洗淨化的溫度≤50℃；該強氧化劑包括雙氧水或次氯酸鹽。該製程未明確溶液組成、pH值及吸收溫度，仍不能從源頭完全控制氨逃逸、氣溶膠的產生，且氧化水洗的投資大，運行成本高，有一定安全風險。

定義

“氨逃逸”意味著隨氣體流排放而逃逸的氨或一種或多種含氨/胺物質。該物質來自添加至氣體流的氨或含氨/胺物質。

“粉塵”意味著處理、加工或接觸時隨氣體流飄蕩的足夠細微的顆粒材料。它包括但不限於氣溶膠，包括固體氣溶膠-4-顆粒和液體氣溶膠顆粒、煤煙、木炭、非燃燒煤、細微礦物、沙子、礫石、鹽及其任何組合。

“排氣”意味著存在於工業或化學製程的氣流。它包括但不限於烘箱、爐、鍋爐和/或發電機的煙氣、廢氣、排氣。它可包含來自燃燒空氣和可燃材料的燃燒產物，化學製程的殘餘材料，可包括水、氮和汙染物，例如顆粒物質、煤煙、一氧化碳、氮氧化物和硫氧化物。一個製程的排氣可作為另一製程的氣體輸入。

“氧化率”意味著給定材料已轉換成該材料明確的氧化物的摩爾百分比。例如，在包括含氨物質和硫氧化物的混合物中，如果混合物的X mol%是硫酸銨，Y mol%是亞硫酸銨，Z mol%是比硫酸銨氧化潛力大的一些其他含氨、硫和/或氧物質，因為明確硫酸銨為最被氧化物質，則混合物的氧化率為X mol%。

“氨回收率”意味著被捕集和從製程中添加到氣體清潔製程的氨的比例或百分數。

“噴淋覆蓋率”為來自噴口或噴口陣列的噴淋液的發散度。發散度越大，噴淋覆蓋率越大。

如果以上定義或本申請中其他地方所述的說明與通常使用的，在詞典中所列，或藉由引用併入本申請的來源中該含義(明示或暗示)不一致，則本申請和申請專利範圍具體應理解為根據本申請中的定義或描述來解釋，而不是根據常見定義、字典定義或藉由引用併入的定義來解釋。如果只有在被詞典解釋時才能理解申請專利範圍術語，則應控制為Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第5版，2005年，(John Wiley & Sons, Inc.)中所列定義，如果在其中提供。

本文揭露的所有範圍和參數應理解為包括其中包含的任何和所有子範圍，以及端點之間的每個數字。例如，“1-10”的該範圍應理解為包括最小值1和最大值10之間(並包括在內)的任何和所有子範圍，即以最小值1或更大(例如1-6.1)開始，以最大值10或更小(例如2.3-9.4、3-8、4-7)結束，並最終為該範圍內所含1、2、3、4、5、6、7、8、9和10每個數的任何子範圍。除非另外規定，本文所有百分比、比率和比例以重量計，除非另外具體陳述，術語“分子量”意指重均分子量(Mw)。

提供氨法脫硫中控制氣溶膠產生的方法和裝置。該裝置可包括，和方法可涉及氣體淨化去除系統。可配置氣體淨化去除系統以向煙氣施加銨鹽梯度。該裝置可包括，和方法可涉及氧化系統。該裝置可包括，和方法可涉及輔助系統。

氧化系統可包括氧化容器，氧化容器經配置來進行輸入銨溶液的強制氧化以產生不同氧化程度的多個銨溶液輸出。氧化容器可向氣體淨化去除系統提供輸出以限定梯度。

輔助系統可包括硫銨後處理系統。輔助系統可包括氨供應系統。輔助系統可包括製程水系統。

裝置可包括塔。塔可容納氣體淨化去除系統。塔可包括預洗區。塔可包括吸收區。塔可包括細微顆粒物控制區。

裝置可包括安置在吸收區和預洗區之間的元件。該元件可只允許氣體藉由。裝置可包括多個噴淋層。預洗區可包括該多個噴淋層的一個噴淋層。吸收區可包括該多個噴淋層的一個噴淋層。細微顆粒物控制區可包括該多個噴淋層的一個噴淋層。可配置塔向噴淋層提供溶液成分的分區控制。分區控制可包括向不同噴淋層提供不同成分。可選擇或調節不同成分來選擇或調節梯度。

氧化系統可包括噴淋層。可配置氧化系統以控制在(a)不同噴淋層噴淋的液體和(b)在不同噴淋層的煙氣之間的相互作用，以自然氧化液體而產生不同氧化程度銨溶液的多個輸出以限定梯度。

可配置氧化系統以控制預洗區、吸收區和細微顆粒物控制區中一個或多個的操作溫度以控制梯度。

氧化系統可以是不包括強制氧化容器的氧化系統。

可配置氧化系統使預洗液進入吸收區。

每個區可包括單個噴淋層。每個區可包括多個噴淋層。

裝置可包括安置在吸收區和細微顆粒物控制區之間的元件。該元件可只允許氣體藉由。

裝置可包括安置在吸收區內的組件。該元件可只允許氣體藉由。

裝置可包括安置在細微顆粒物控制區內的組件。該元件可只允許氣體藉由。

裝置可包括多個除霧器層。多個除霧器層的除霧器層可安置在細微顆粒物控制區內。多個除霧器層的除霧器層可安置在預洗區和吸收區的每個噴淋層中。

多個除霧器層的除霧器可包括折流板。

多個除霧器層的除霧器可包括屋脊。

多個除霧器層的除霧器可包括填料。

多個除霧器層的除霧器可包括絲網。

多個除霧器層的除霧器可包括折流板、屋脊、填料和絲網中一種或多種的組合。

吸收區的每個噴淋層可具有液氣比不小於0.2 L/Nm³ 。吸收區的每個噴淋層可具有噴淋覆蓋率不小於110%。

細微顆粒物控制區的每個噴淋層可具有液氣比不小於0.1 L/Nm³ 。細微顆粒物控制區的每個噴淋層可具有噴淋覆蓋率不小於105%。

吸收區的每個噴淋層可具有液氣比不小於0.2 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率不小於110%；細微顆粒物控制區的每個噴淋層可具有液氣比不小於0.1 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率不小於105%。

氧化系統可包括多段。每段可對應於不同成分的銨鹽。可配置氧化系統向細微顆粒物洗滌循環液和吸收循環液提供多個成分中的一個成分，形成銨鹽梯度。

一段可以由氧化系統的一層限定。

一段可以由氧化系統的元件限定。

一段可以佔據氧化系統中不同位置。

氧化系統可包括0、1、2、3、4、5或更多層的氣液分散強化器。

氧化系統可包括液體級。該液體級液位大於3m。可配置氧化空氣系統以提供20%以上過剩氧化空氣。

可配置塔在預洗區用循環洗滌液冷卻和洗滌煙氣，同時增加循環洗滌液的濃度。可配置塔使煙氣經過吸收區，其中用吸收循環液使煙氣洗滌和脫硫。可配置塔使煙氣經過細微顆粒物控制區，其中用細微顆粒物循環洗滌液去除細微顆粒物。可配置塔排出煙氣。可配置塔從細微顆粒物循環洗滌液補充預洗區中的循環洗滌液。可配置塔沖洗塔壁上的積垢。可配置塔補充吸收循環液。可配置塔以在氧化系統中氧化吸收循環液。可配置塔從氧化系統不同段抽取不同成分的循環液分佈至不同區。

細微顆粒物循環洗滌液可以是循環洗滌液補充液的主要組分。

可配置塔以藉由噴淋細微顆粒物循環洗滌液沖洗積垢。該積垢可以是化學積垢。該積垢可以是物理積垢。該積垢可以在塔內部。該積垢可以在塔內結構上。

可配置塔以藉由噴淋製程水沖洗積垢。

可配置塔用細微顆粒物控制區的液體補充吸收循環液。

可配置塔用製程水補充吸收循環液。可配置塔用細微顆粒物控制區的液體補充該製程水。

可配置塔以提供1-5 m/s範圍的空塔煙氣速度。

可配置塔以提供預洗區中40℃-80℃範圍的溫度。

可配置塔接收SO₂ 濃度高達30000 mg/Nm³ 的煙氣。

可配置塔排出符合以下的淨化煙氣：2011年中華人民共和國環境保護部，火電廠大氣汙染物排放標準GB13223-2011的所有排放要求，其全部內容在此併入本文。例如，GB13223-2011要求在中國關鍵區域，燃煤鍋爐的粉塵、二氧化硫和氮氧化物排放分別不高於20、50和100 mg/Nm³ (含氧量6%，乾基)。根據環發第164號(中華人民共和國環境保護部、發展和改革委員會、國家能源局於2015年12月11日發佈的全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案，其全部內容在此併入本文)，中國到2020年，燃煤電廠力爭實現超低排放(即在氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高於10、35、50 mg/m³ )。同時，相對於PCT/US2002/039095中所列氨基脫硫和靜電除霧，其包括如下從煙氣去除SO₂ /NO/NO₂ 的方法： A.氧化一些或所有NO氣流為NO₂ ；然後， B.用pH在6-8之間的含有氨的洗滌液洗滌氣流中一些或全部SO₂ 、NO和NO₂ ， C.使用氣溶膠去除裝置去除洗滌步驟產生的一些或全部氨氣溶膠；和 D.從洗滌液回收硫酸銨作為化肥， 塔可以具有減少10-20%的投資，減少5-10%的運行成本，提高15-30%的性價比。

可配置塔排放SO₂ 濃度不大於200 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放SO₂ 濃度不大於100 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放SO₂ 濃度不大於35 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放SO₂ 濃度不大於5 mg/Nm³ 的煙氣。

可配置塔排放含氣溶膠的總塵濃度不大於20 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放含氣溶膠的總塵濃度不大於10 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放含氣溶膠的總塵濃度不大於5 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放含氣溶膠的總塵濃度不大於2 mg/Nm³ 的煙氣。

可配置塔排放氨濃度不大於5 mg/Nm³ 的煙氣。可配置塔排放氨濃度不大於2 mg/Nm³ 的煙氣。

可配置塔排放氨濃度不大於1 mg/Nm³ 的煙氣。

可配置塔排放氨濃度不大於0.5 mg/Nm³ 的煙氣。

裝置可包括乾燥設備。可配置該乾燥設備接收吸收液。可配置乾燥設備產生固體產物，其包括來自循環液的離子。該離子可包括氯離子。該離子可包括氟離子。

可配置乾燥設備以降低循環液氯離子濃度至小於50000 mg/L。可配置乾燥設備以降低循環液氟離子濃度至小於20000 mg/L。可配置乾燥設備以降低循環液氟離子濃度至300-3000 mg/L。可配置乾燥設備以降低循環液氯離子濃度至10000-31000 mg/L。

可配置塔在吸收區的噴淋層，吸收循環液中硫酸銨與亞硫酸銨品質比1.5-199：1。

可配置塔在細微顆粒物吸收區的噴淋層中，細微顆粒物循環洗滌液中硫酸銨與亞硫酸銨品質比3-1999：1。

方法可包括向煙氣施加銨鹽梯度。方法可包括向煙氣施加反應條件梯度。

施加銨鹽梯度可包括在第一級施加第一銨鹽濃度。施加銨鹽梯度可包括在第二級施加第二銨鹽濃度。相對於煙氣，第一級可以在第二級的上游。

該鹽可包括亞硫酸銨。該鹽可包括亞硫酸氫銨。該鹽可包括硫酸銨。

第一濃度可以大於第二濃度。

在第一級施加第一銨鹽濃度可包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液。

在第二級施加第二銨鹽濃度可包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液。

在第一級施加第一銨鹽濃度可包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。

在第二級施加第二銨鹽濃度可包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。

施加反應條件梯度可包括在第一級提供第一溫度。施加反應條件梯度可包括在第二級提供第二溫度。相對於煙氣，第一級可以在第二級的上游。

第一溫度可以高於第二溫度。

在第一級提供第一溫度可包括在二氧化硫吸收製程中設定第一溫度。在第二級提供第二溫度可包括在細微顆粒物洗滌製程中設定第二溫度。

施加反應條件梯度可包括在第一級提供第一pH。施加反應條件梯度可包括在第二級提供第二pH。相對於煙氣，第一級可以在第二級的上游。

第一pH可以大於第二pH。

在第一級提供第一pH可包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液。

在第二級提供第二pH可包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液。

在第一級提供第一pH可包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。

在第二級提供第二pH可包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。

方法可包括冷卻和淨化煙氣。方法可包括冷卻和淨化之後吸收二氧化硫。方法可包括吸收之後用細微顆粒物洗滌循環液去除煙氣。可以在淨化和冷卻之後施加銨鹽梯度。該吸收和該去除都可包括噴淋亞硫酸銨。該吸收和該去除都可包括噴淋硫酸銨。

該吸收可包括在煙氣上噴淋吸收循環液。細微顆粒物洗滌循環液可具有pH低於煙氣吸收循環液的pH。細微顆粒物洗滌循環液可具有亞硫酸銨濃度小於吸收循環液的亞硫酸銨濃度。

反應條件可以是溫度梯度。該溫度梯度可以由吸收溫度和洗滌溫度限定。施加反應條件梯度可包括控制吸收溫度和洗滌溫度以減小能量損耗。施加反應條件梯度可包括維持吸收效率。施加反應條件梯度可包括維持對氨逃逸的限制。施加反應條件梯度可包括維持對氣溶膠逃逸的限制。

吸收溫度可以在30℃-70℃範圍內。

吸收溫度可以在35℃-60℃範圍內。

吸收溫度可以在45℃-55℃範圍內。

洗滌溫度可以在28℃-68℃範圍內。

洗滌溫度可以在30℃-55℃範圍內。

洗滌溫度可以在40℃-50℃範圍內。

該吸收可包括在下級噴淋吸收循環液。吸收可包括相對於煙氣在下級下游的上級噴淋吸收循環液。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可包括0.15%-4.95%的亞硫酸銨。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可包括5%-38%的硫酸銨。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可具有4-6.6範圍的pH值。上級吸收循環液的亞硫酸銨濃度可以低於下級吸收循環液的亞硫酸銨濃度。

上級吸收循環液的pH可以低於下級吸收循環液的pH。

該吸收可包括在下級噴淋吸收循環液。吸收可包括相對於煙氣在下級下游的上級噴淋吸收循環液。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可包括0.15%-4.95%的亞硫酸銨。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可包括5%-38%的硫酸銨。在下級和上級的一級或兩級中吸收循環液可具有4-6.6範圍的pH值。上級吸收循環液的pH可以低於下級吸收循環液的pH。

吸收可包括在單級噴淋吸收循環液。

吸收可包括僅在兩級噴淋吸收循環液。

在去除級，細微顆粒物洗滌循環液可包括0.003%-1%的亞硫酸銨。在去除級，細微顆粒物洗滌循環液可包括0.3%-38%的硫酸銨。在去除級，細微顆粒物洗滌循環液可具有3-5.4範圍的pH。

該去除可包括在兩級噴淋細微顆粒物洗滌循環液。在該級的一級，細微顆粒物洗滌循環液可包括0.1%-1%的亞硫酸銨。在該級的一級，細微顆粒物洗滌循環液可包括5%-38%的硫酸銨。

裝置和方法從源頭上控制氨逃逸及氣溶膠產生，含有亞硫酸銨的吸收液去除煙氣中的二氧化硫，氨是藉由加入吸收循環液轉變為亞硫酸銨後再進行氨法脫硫。此外，藉由採用分級溶液成分控制和反應條件控制，可以實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。這樣可簡化製程流程，降低了投資，形成了本揭露技術。

發明的說明性原則例如下面描述的可以單獨或結合使用，或與本文其他說明性原則結合使用： 1.氣體淨化過程可包括吸收循環和細微顆粒物洗滌循環，氣體淨化過程中的循環液可包括吸收循環液和細微顆粒物洗滌循環液。吸收循環液可以主要用來脫硫並控制脫硫過程中的氣溶膠產生。細微顆粒物洗滌循環液可以在進一步促進脫硫效率的同時，進行細微顆粒物控制。 2、可以控制反應條件，吸收循環液的pH值可以降低到6.6以下，吸收溫度可控制在30℃-70℃，以降低吸收過程中的氨逃逸和氣溶膠，吸收區除霧後出口總塵不大於100mg/Nm³ 。這樣可以降低能源消耗，降低或避免廢水排放，提供裝置長週期穩定運行。 3、可以控制吸收循環液的亞硫酸銨含量。這樣可以控制吸收過程氣溶膠的產生，產生有利氧化的條件，降低與氧化有關的能源消耗和成本。 4、可將煙氣的熱量用於硫酸銨溶液的濃縮。可提高吸收循環液的硫酸銨含量，一般在5%以上，例如不小於15-35%之間。這樣可維持吸收效率及控制氣溶膠產生的同時促進濃縮過程。經配置接受未處理煙氣SO₂ 濃度大於10000mg/Nm³ 的製程只需要飽和結晶。對於更高SO₂ 濃度的煙氣，可以將部分溶液送蒸發結晶裝置處理，以降低硫銨後處理系統的投資和能源消耗。 5、可根據所需溶液成分控制實施可包括不同層、不同設備或包括兩者的氧化系統。細微顆粒物洗滌循環液、吸收循環液可從氧化系統氧化容器不同位置(每個對應於不同層)或不同設備取出。

控制吸收過程氣溶膠的產生可促進揭露的製程。控制手段可包括對溶液成分進行分區精確控制。吸收循環液可設定1級或多級。1級或多級可包括亞硫酸銨與硫酸銨，細微顆粒物洗滌循環液可設定1級或多級。1級或多級可含有亞硫酸銨與硫酸銨。細微顆粒物洗滌循環液pH值可以低於吸收循環液pH值，且亞硫酸銨含量小於吸收循環液亞硫酸銨含量。吸收溫度可控制在合適的範圍內，以在確保吸收效率、控制氨逃逸、氣溶膠的同時降低能源消耗，吸收區除霧後出口總塵可以不大於100mg/Nm³ 。

分區溶液成分可藉由氧化容器強制氧化和/或自然氧化和/或預洗液進入吸收區和/或控制操作溫度控制。

吸收溫度可藉由製程水冷卻、摻混冷風等常規手段降低，藉由摻混熱風等常規手段提高。

一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法可包括用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中產生氣溶膠。

該氣溶膠可包括循環吸收液液滴在高溫煙氣中蒸發析出的固態晶粒，以及循環吸收液中的氨水揮發逸出的氣態NH₃ 與煙氣中的SO₂ 反應形成的固態微粒，主要組成為(NH₄ )₂ SO₃ 、NH₄ HSO₃ 、NH₄ HSO₄ 、(NH₄ )₂ SO₄ 。循環吸收液pH值越高和/或操作溫度越高、則氣溶膠越嚴重。

氣溶膠與出口總塵含量有特定的聯繫，氣溶膠含量高，出口總塵含量高。不能或沒有很好控制氣溶膠的裝置，不能滿足超低排放要求，例如GB13223-2011，且淨煙氣排入大氣時可以形成一條“白龍”，其可綿延幾千米甚至幾十千米，造成嚴重的霧霾汙染。

藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，可實現高效脫硫除塵，同時，可控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

該分級溶液成分控制可包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫酸銨或其組合的濃度梯度控制。

初步降溫淨化後的煙氣可依次與吸收循環液、細微顆粒物洗滌循環液接觸，實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。吸收循環液根據需要可設定1級或多級，其中一級或多級可包括亞硫酸銨與硫酸銨。細微顆粒物洗滌循環液可設定1級或多級。一級或多級含有亞硫酸銨與硫酸銨。

細微顆粒物洗滌循環液pH值可以低於吸收循環液pH值，且亞硫酸銨含量小於吸收循環液亞硫酸銨含量。

吸收溫度、洗滌溫度可控制在合適的範圍內，同時維持吸收效率、控制氨逃逸、氣溶膠的同時降低能源消耗。

吸收循環液可具有任何合適的級數，例如1-2級，或1級。選用多級時，一級或多級吸收循環液成分可包括亞硫酸銨0.15-4.95%，硫酸銨5-38%，pH值4-6.6，且上級吸收循環液的亞硫酸銨含量可以低於下級吸收循環液亞硫酸銨含量。上級吸收循環液的pH值可以低於下級吸收循環液的pH值。

一級或多級細微顆粒物洗滌循環液成分可包括亞硫酸銨0.003-1%，硫酸銨0.3-38%，pH值3-5.4。

細微顆粒物洗滌循環液可具有任何合適的級數，例如2級。該級中1級可為高濃度硫酸銨含量的循環液，其中亞硫酸銨0.1-1%，硫酸銨5-38%，其他級可為稀溶液，其中亞硫酸銨含量0.1%以下。可包括1級稀溶液。可包括1級製程水。

吸收溫度可以是任何合適的溫度，例如30-70℃，35-60℃，或45-55℃。

洗滌溫度可以是任何合適的溫度，例如28-68℃，30-55℃，或40-50℃。

輔助系統可包括硫銨後處理系統、氨供應系統、製程水系統。

該裝置和方法可採用分區控制，並可包括預洗區、吸收區、細微顆粒物控制區，其中預洗區、吸收區、細微顆粒物控制區各設定1層或多層噴淋層，吸收區與預洗區之間設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部取出的氣液分離器，如集液器、帶氣帽的隔板、布氣板、接液盤等。

吸收區與細微顆粒物控制區之間、吸收區內、細微顆粒物控制區內可設定只允許氣體藉由、液體從側面或下部取出的氣液分離器，如下： 當原煙氣氣量大於800,000Nm³ /h時，吸收區內、細微顆粒物控制區內可設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部取出的氣液分離器； 當原煙氣SO₂ 濃度高於6000mg/Nm³ 時，吸收區內可設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部取出的氣液分離器；和 當原煙氣總塵大於100mg/Nm³ 時，細微顆粒物控制區內可設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部取出的氣液分離器。

細微顆粒物控制區可設有1層或多層除霧器，預洗區與吸收區各層可設1層或多層除霧器。除霧器可採用折流板、屋脊、填料及絲網型式，或其組合形式。

可控制吸收區各層的液氣比和噴淋覆蓋率，使二氧化硫、顆粒物、游離氨得到充分吸收或近似充分吸收。具體地例如吸收區每層液氣比可以不小於0.2L/Nm³ ，噴淋覆蓋率可以不小於110%；細微顆粒物控制區每層液氣比可以不小於0.1L/Nm³ ，噴淋覆蓋率可以不小於105%。

根據溶液成分控制要求，可分層或設備建立該氧化系統。細微顆粒物洗滌循環液、吸收循環液可從氧化系統氧化容器不同位置或不同設備取出。

在某些實施例中，吸收循環液、高硫酸銨和亞硫酸銨濃度細微顆粒物洗滌循環液可從氧化系統氧化容器不同位置取出。吸收循環液可包括1-3級。高硫酸銨和亞硫酸銨濃度細微顆粒物洗滌循環液可包括1-2級。低濃度細微顆粒物洗滌循環液可以從細微顆粒物洗滌循環槽單獨循環，可設定1-3級。

在某些實施例中，吸收循環液可從吸收循環槽取出，並且可包括1-4級。高硫酸銨和亞硫酸銨濃度細微顆粒物洗滌循環液可從氧化系統氧化容器取出，可具有1-2級。低硫酸銨濃度細微顆粒物洗滌循環液可以從細微顆粒物洗滌循環槽單獨循環。例如如果進口煙氣二氧化硫濃度低於2000 mg/Nm³ (6%O₂ ，乾基)並純淨氣體二氧化硫排放濃度高於100 mg/Nm³ (6%O₂ ，乾基)，可省略單獨循環，細微顆粒物洗滌循環液可噴淋1-3級。

在某些實施例中，可以使用製程水作為最後一級(最下游)細微顆粒物洗滌循環液。

氧化系統氧化容器內可設定1層-5層氣液分散強化器。氣液分散強化器可選用規整填料、散堆填料、開孔板、氣帽、曝氣頭等中一種或多種，或其組合。

氧化容器可以液位大於3m，氧化空氣過剩20%以上。

該方法可包括以下說明性製程： 煙氣從預洗區進入，被預洗區循環洗滌液降溫洗滌，同時濃縮循環洗滌液，煙氣再分別經吸收區被吸收循環液洗滌脫硫、細微顆粒物控制區被細微顆粒物循環洗滌液去除細微顆粒物後排出； 預洗區循環洗滌液主要藉由細微顆粒物循環洗滌液補充，使用細微顆粒物循環洗滌液和/或製程水沖洗塔壁上積垢，吸收循環液藉由細微顆粒物控制區循環洗滌液和/或製程水補充；和 吸收循環液在氧化系統氧化，並從氧化系統氧化容器不同位置或不同設備抽取不同成分的溶液分別進行循環。

製程水可以從細微顆粒物控制區和細微顆粒物洗滌循環槽一者或兩者補充，或製程水可以由沖洗水補充； 藉由氧化設備強制氧化和/或自然氧化和/或預洗液進入吸收區和/或控制操作溫度可控制溶液成分。正常情況下，煙氣溫度110-180℃，煙氣氧含量3-7%，水含量7-10%，此時需控制部分循環液強制氧化以控制溶液成分在需求的範圍，但在煙氣溫度超過200℃和/或煙氣氧含量超過8%的情況下，煙氣對吸收循環液的自然氧化就能滿足要求，此時不需要控制循環吸收過程中的強制氧化。

如果吸收塔氣速高，氣體帶液嚴重，或區與區之間的塔板密封性差，使預洗循環液與吸收循環液相互串流，也可能得到理想的溶液成分。

實現方式可包括分級溶液成分控制和反應條件控制，實現高效脫硫除塵，在高效脫硫的同時控制吸收過程氨逃逸、氣溶膠的產生。脫硫物質可包括亞硫酸銨。吸收循環液可為弱酸性的硫酸銨-亞硫酸銨混合液，細微顆粒物洗滌循環液可為酸性更強、濃度更低的硫酸銨-亞硫酸銨混合液。這可幫助實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。

用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，吸收SO₂ 後的吸收循環液藉由加入氨轉變為亞硫酸銨後再進行氨法脫硫。

吸收塔可具有煙氣進口和多個區，一個或多個以下級基於煙氣參數位於：進口、預洗後控制(如果存在該級)、吸收後、細微顆粒物控制後、排出後。位置還可以依賴於是否存在預洗控制區，該區內噴淋層數，氧化系統吸收液氧化程度，和後處理濃縮程度。煙氣進口位置可以為塔體高度的10-40%處，預洗區高度可以是塔體高度的10-40%，吸收區高度可以是塔體高度的10-35%，細微顆粒物控制區高度可以為塔體高度的15-70%。

吸收塔直徑與氧化容器直徑比可以為0.5-3，並且氧化容器高度可以為吸收塔直徑的0.3-6倍。

該吸收塔的空塔氣速可以為1 m/s-5 m/s。該預洗區的操作溫度可以為40℃-80℃。

根據煙氣參數可控制吸收溫度，鍋爐煙氣一般控制在40-60℃。硫回收廢氣、焚燒煙氣一般控制在50-70℃。乾法硫酸廢氣一般控制在30-45℃。

系統在原煙氣SO₂ 濃度不大於30,000mg/Nm³ 條件下，淨煙氣可滿足世界範圍內最嚴格的排放標準需要或製程需要，根據具體專案要求可調整和設計裝置，以降低投資和運行成本，提高性價比。

淨煙氣SO₂ 可不大於200 mg/Nm³ ，例如不大於100 mg/Nm³ ，或35 mg/Nm³ ，或5 mg/Nm³ 。

淨煙氣總塵(含氣溶膠)可不大於20 mg/Nm³ ，例如10 mg/Nm³ ，或5 mg/Nm³ ，或2 mg/Nm³ 。

淨煙氣氨逃逸可不大於5 mg/Nm³ ，例如2 mg/Nm³ ，或1 mg/Nm³ ，或0.5 mg/Nm³ 。

當排放指標要求低時，可藉由減少吸收循環、細微顆粒物洗滌循環的級數和/或噴淋層數和/或循環量，和/或提高吸收液的亞硫酸銨含量、pH值等降低投資和運行成本。

當排放指標要求嚴格時，則藉由增加吸收循環、細微顆粒物洗滌循環的級數和/或噴淋層數和/或循環量，和/或精確控制吸收液的亞硫酸銨含量、pH值等可實現排放合格或可滿足後過程生產需要。

一級或多級吸收循環液中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值可為1.5-199:1，例如9-99:1。

一級或多級細微顆粒物循環洗滌液中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值可為3-1999:1，例如9-999:1。

需要控制循環溶液中氯離子、氟離子等有害離子時，將部分細微顆粒物循環洗滌液可直接製成硫酸銨。循環溶液中氯離子含量可低於50000mg/L，例如10000-31000mg/L，氟離子濃度可低於20000mg/L，例如300-3000mg/L。 所選擇的說明性實施方案：

1.一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法，其特徵在於：用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中產生氣溶膠。

2.如實施方案1所述的方法，其特徵在於，藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，實現高效脫硫除塵，在高效脫硫除塵的同時控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

3.如實施方案2所述的方法，其特徵在於，該分級溶液成分控制包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫酸銨或其組合的濃度梯度控制。

4.如實施方案2所述的方法，其特徵在於：初步降溫淨化後的煙氣依次與吸收循環液、細微顆粒物洗滌循環液接觸，實現吸收、氧化、濃縮的協同控制，吸收循環液根據需要設定1級或多級，其中一級或多級含有亞硫酸銨與硫酸銨，細微顆粒物洗滌循環液根據需要設定1級或多級，其中一級或多級含有亞硫酸銨與硫酸銨。

5.如實施方案4所述的方法，其特徵在於，細微顆粒物洗滌循環液pH值低於吸收循環液pH值，且亞硫酸銨含量小於吸收循環液亞硫酸銨含量。

6.如實施方案2所述的方法，其特徵在於，吸收溫度、洗滌溫度控制在合適的範圍內，以在確保吸收效率、控制氨逃逸、氣溶膠的同時降低能源消耗。

7.如實施方案4所述的方法，其特徵在於，吸收循環液選用多級時，一級或多級成分包括亞硫酸銨0.15-4.95%，硫酸銨5-38%，pH值4-6.6，上級吸收循環液的亞硫酸銨含量低於下級吸收循環液的亞硫酸銨含量，和/或上級吸收循環液的pH值低於下級吸收循環液的pH值。

8.如實施方案4所述的方法，其特徵在於，吸收循環液為1-2級，例如1級。

9.如實施方案4所述的方法，細微顆粒物洗滌循環液一級或多級成分包括亞硫酸銨0.003-1%，硫酸銨0.3-38%，pH值3-5.4。

10.如實施方案9所述的方法，其中細微顆粒物洗滌循環液是2級，該級中一級含有高濃度硫酸銨，其中亞硫酸銨0.1-1%，硫酸銨5-38%。

11.如實施方案6所述的方法，其特徵在於，吸收溫度30-70℃，例如35-60℃，或45-55℃。

12.如實施方案6所述的方法，其特徵在於，洗滌溫度28-68℃，例如30-55℃，或40-50℃。

13.實現實施方案1-12任一項所述方法的一種氨法脫硫控制氣溶膠產生的裝置，其特徵在於，包括氣體淨化去除系統、氧化系統、輔助系統。

14.如實施方案13所述的裝置，其特徵在於，輔助系統包括硫銨後處理系統、氨供應系統、製程水系統。

15.如實施方案13所述的裝置，其特徵在於，氣體淨化去除系統吸收塔採用分區控制，包括預洗區、吸收區、細微顆粒物控制區，其中預洗區、吸收區、細微顆粒物控制區各設定1層或多層噴淋層，吸收區與預洗區之間設有只允許氣體藉由的設備/部件。

16.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於，吸收區與細微顆粒物控制區之間根據需要設有只允許氣體藉由的設備/部件。

17.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於，吸收區內根據需要設有只允許氣體藉由的設備/部件。

18.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於，細微顆粒物控制區內根據需要設有只允許氣體藉由的設備/部件。

19.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於，細微顆粒物控制區設1層或多層除霧器，預洗區與吸收區各層根據需要設1層或多層除霧器；除霧器選用折流板、屋脊、填料及絲網型式，或其組合形式。

20.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於，吸收區每層液氣比不小於0.2 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率不小於110%；細微顆粒物控制區每層液氣比不小於0.1 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率不小於105%。

21.如實施方案13所述的裝置，其特徵在於，氧化系統根據溶液成分控制要求設定層或設備，細微顆粒物洗滌循環液、吸收循環液從氧化系統氧化容器不同位置或不同設備取出。

22.如實施方案21所述的裝置，其特徵在於，氧化系統氧化容器內設定1層-5層氣液分散強化器。

23.如實施方案22所述的裝置，其特徵在於，氣液分散強化器可選用規整填料、散堆填料、開孔板、氣帽、曝氣頭中一種或其組合形式。

24.如實施方案21所述的裝置，其特徵在於，氧化系統氧化容器液位元大於3m，氧化空氣過剩20%以上。

25.如實施方案13-24任一項所述的裝置，其特徵在於： 煙氣從預洗區進入，被預洗區循環洗滌液降溫洗滌，同時濃縮循環洗滌液，煙氣再分別經吸收區被吸收循環液洗滌脫硫、細微顆粒物控制區被細微顆粒物循環洗滌液去除細微顆粒物後排出； 預洗區循環洗滌液主要從細微顆粒物循環洗滌液補充，使用細微顆粒物循環洗滌液和/或製程水沖洗塔壁積垢，吸收循環液藉由細微顆粒物控制區循環洗滌液和/或製程水補充；和 吸收循環液在氧化系統氧化，並從氧化系統氧化容器不同位置或不同設備抽取不同成分的溶液分別進行循環。

26.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於，製程水從細微顆粒物控制區補充。

27.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於，初步降溫淨化的方案為用循環洗滌液降溫除塵。

28.如實施方案15所述的裝置，其特徵在於：煙氣進口位置為塔體高度的10-40%處，預洗區高度是塔體高度的10-40%，吸收區高度是塔體高度的10-35%，細微顆粒物控制區高度為塔體高度的15-70%。

29.如實施方案21所述的裝置，其特徵在於：吸收塔直徑與氧化容器直徑比為0.5-3，並且氧化容器高度為吸收塔直徑的0.3-6倍。

30.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於：該吸收塔的空塔氣速為1 m/s -5m/s；和/或該預洗區的操作溫度為40℃-80℃。

31.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於，原煙氣SO₂ 濃度≤30,000mg/Nm³ 。

32.如實施方案31所述的裝置，其特徵在於，淨煙氣可滿足世界範圍內最嚴格的排放標準需要或製程需要，根據具體專案要求優化設計裝置，以降低投資和運行成本，提高性價比。

33.如實施方案31所述的裝置，其特徵在於，淨煙氣SO₂ ≤200mg/Nm³ ，例如≤100mg/Nm³ ，或≤35mg/Nm³ ，或≤5mg/Nm³ 。

34.如實施方案32所述的裝置，其特徵在於，淨煙氣總塵(含氣溶膠)≤20mg/Nm³ ，例如≤10mg/Nm³ ，或≤5mg/Nm³ ，或≤2mg/Nm³ 。

35.如實施方案32所述的裝置，其特徵在於，淨煙氣氨逃逸≤5mg/Nm³ ，較佳≤2mg/Nm³ ，或≤1mg/Nm³ ，或≤0.5mg/Nm³ 。

36.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於，需要控制循環溶液中氯、氟有害離子時，採用乾燥設備，將部分吸收液直接製成固體產品。

37.如實施方案36所述的裝置，其特徵在於，循環溶液中氯離子含量低於50,000mg/L，例如10,000-31,000mg/L，氟離子濃度低於20,000mg/L，例如300-3,000mg/L。

38.如實施方案21所述的裝置，其特徵在於，藉由氧化容器強制氧化和/或自然氧化和/或預洗液進入吸收區和/或控制操作溫度控制溶液成分。

39.如實施方案25所述的裝置，其特徵在於，一級或多級吸收循環液中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值為1.5-199:1。

40.如實施方案20所述的裝置，其特徵在於，一級或多級細微顆粒物循環洗滌液中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值為3-1999:1。

本文所述裝置和方法是說明性的。現在將結合附圖描述按照本發明的裝置和方法，附圖形成本發明的一部分。附圖顯示按照本發明原則的裝置和方法步驟的說明性特徵。應理解可使用其他實施例，並且可以在不脫離本發明的範圍和精神的情況下進行結構、功能和程序上的修改。

可採用不同於本文所示和/或該順序的順序進行該方法的步驟。實施例可省略與說明性方法有關的所示和/或該步驟。實施例可包括與說明性方法有關的既未示出或未描述的步驟。可組合說明性方法步驟。例如，一種說明性方法可包括與另一說明性方法有關的所示步驟。

一些設備可省略與說明性設備有關的所示和/或所述的特徵。實施例可包括與說明性方法有關的既未示出或未描述的特徵。可組合說明性設備的特徵。例如，一個說明性實施例可包括與另一個說明性實施例有關的所示特徵。

將結合說明性設備的實施例和特徵來描述本發明的設備和方法。現將參考所附圖中的附圖來描述該設備，附圖形成本發明的一部分。

如第1圖進行氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法，用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中產生氣溶膠。

藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，可實現高效脫硫除塵，同時控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

該分級溶液成分控制可包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫酸銨或其組合的濃度梯度控制。

煙氣可以從預洗區進入，在預洗區初步降溫淨化後的煙氣可依次接觸吸收循環液7、細微顆粒物循環洗滌液15，實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。可設定單級吸收循環液，其包括亞硫酸銨1%，硫酸銨22%，pH值6.1，吸收溫度50℃。可設定3級細微顆粒物洗滌循環液，其中下級為高濃度硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.17%，硫酸銨22%，pH值4.5，洗滌溫度49.3℃，第二級為稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.01%，硫酸銨1.5%，pH值4.3，洗滌溫度48℃，第三級為製程水。

可配置裝置控制吸收過程氣溶膠產生。該裝置可包括氣體淨化去除系統、氧化系統、輔助系統。輔助系統可包括硫銨後處理系統、氨供應系統、製程水系統。

所述的氣體淨化去除系統可包括吸收塔1、細微顆粒物洗滌循環槽3及預洗循環幫浦、細微顆粒物洗滌循環幫浦。吸收塔1可採用分區控制，分為預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6，預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6可分別各設定3/3/5層噴淋層，吸收區5與預洗區4之間可以設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部引出的氣液分離器a 17。細微顆粒物控制區可分為三個噴淋層，其中第二層噴淋與第三層噴淋間可設有只允許氣體藉由、液體從側面或下部引出的氣液分離器b 18。1-2層細微顆粒物洗滌循環液15可與吸收循環液7混合後流入氧化容器。

細微顆粒物控制區可設7層除霧器，氣液分離器b以下為3層，包括1層折流板和2層屋脊，淨煙氣出口8以下為4層，包括1層折流板、2層屋脊和1層絲網。

吸收區每層液氣可為1.5L/Nm³ ，噴淋覆蓋率可為300%。細微顆粒物控制區每層液氣比可分別為0.15 L/Nm³ ，1.1 L/Nm³ ，1.3 L/Nm³ ，0.15 L/Nm³ ，1.5 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率可分別為105%，250%，280%，105%，300%。

該氧化系統可包括氧化容器2，其中氧化裝置2根據溶液成分控制要求可設定層。細微顆粒物洗滌循環液15、吸收循環液7可以從氧化容器不同位置取出。氧化容器內可設5層氣液分散強化器。氣液分散強化器選用開孔板。

氧化容器可以具有8m液位，氧化空氣過剩200%。

設備和方法可包括以下說明性製程： 煙氣從預洗區4進入，被預洗區4循環洗滌液冷卻洗滌，同時濃縮循環洗滌液，煙氣再分別經吸收區5被吸收循環液7洗滌脫硫、細微顆粒物控制區6被細微顆粒物循環洗滌液15去除細微顆粒物後排出； 預洗區4循環洗滌液主要藉由細微顆粒物循環洗滌液15補充，使用細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23沖洗塔壁等積垢，吸收循環液藉由細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23補充；和 吸收循環液7在氧化容器2氧化，並從氧化容器2不同位置抽取不同成分的溶液分別進行循環。

用含有亞硫酸銨的吸收循環液可去除煙氣中的二氧化硫，氨加入吸收循環液可轉變為亞硫酸銨後再進行氨法脫硫，同時根據需要可在預洗區加入氨確保硫酸銨產品中游離酸指標滿足GB535要求。

製程水23可以從細微顆粒物控制區6及細微顆粒物洗滌循環槽3補充。煙氣進口位置可以為吸收塔1塔體高度的12%處。預洗區4高度可以是塔體高度的20%。吸收區5高度可以是塔體高度的15%。細微顆粒物控制區6高度可以為塔體高度的65%。

吸收塔1與氧化容器2直徑比可以為1.5，並且氧化容器2高度可以為吸收塔1直徑的1.4倍。

該吸收塔1的空塔氣速可以為2.75 m/s；該預洗區4的操作溫度可以為55℃。

煙氣流量可以為186,000Nm³ /h，SO₂ 濃度可以為3000mg/Nm³ ，總塵濃度可以為19.6mg/Nm³ ，淨煙氣SO₂ 可以為79.4mg/Nm³ ，總塵(含氣溶膠)可以為6.5mg/Nm³ ，氨逃逸可以為1.8mg/Nm³ 。

可主要藉由氧化容器2強制氧化、控制操作溫度控制溶液成分。

吸收循環液7中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值可以為22:1。

最下層細微顆粒物循環洗滌液15中硫酸銨與亞硫酸銨的品質分數比值可以為129.4:1。 實施例

以下實施例出於說明目的而給出並且不意圖限制本發明的範圍。應用本發明原則不限於實施例中所列條件，並且應理解這些原則包括對本文所述實施例的各種改變和修改，並且可以在不脫離本發明精神和範圍的情況下進行這樣的改變和修改。 實施例1

1、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法 用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中氣溶膠產生。

藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，實現高效脫硫除塵，同時控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

該分級溶液成分控制包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫酸銨一種或多種的濃度梯度控制。

煙氣從吸收塔預洗區進入，在預洗區初步降溫淨化後的煙氣依次與吸收循環液7、細微顆粒物洗滌循環液15接觸，實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。吸收循環液設定2級，從氧化容器不同位置取出並使用獨立的幫浦輸送。第一級吸收循環液包括亞硫酸銨1.5%，硫酸銨24%，pH值6.3，吸收溫度51℃，第二級吸收循環液包括亞硫酸銨0.9%，硫酸銨24%，pH值5.5，吸收溫度50.8℃，細微顆粒物洗滌循環液設定3級，其中第一級為高濃度硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.15%，硫酸銨24%，pH值4.5，洗滌溫度50.5℃，第二級為稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.02%，硫酸銨2%，pH值4.2，洗滌溫度49.8℃，第三級為製程水。 2、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的裝置

該裝置主要包括氣體淨化去除系統、氧化系統、輔助系統。輔助系統包括硫銨後處理系統、氨供應系統、製程水系統。

該氣體淨化去除系統包括吸收塔1、細微顆粒物洗滌循環槽3及預洗循環幫浦、細微顆粒物洗滌循環幫浦，吸收塔1採用分區控制，主要分為預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6，預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6各分別設定3/3/4層噴淋層，吸收區5與預洗區4之間設有只允許氣體藉由的氣液分離器a 17。吸收區5與細微顆粒物控制區6之間也設有只允許氣體藉由的氣液分離器17，細微顆粒物控制區6分三個噴淋層，其中第一層噴淋與第二層噴淋間設有只允許氣體藉由的氣液分離器b 18。第1層噴淋液、吸收循環液分別進入氧化容器。

細微顆粒物控制區設5層除霧器，氣液分離器b以下為2層，包括1層折流板和1層屋脊，淨煙氣出口8以下為3層，包括1層屋脊和2層絲網。

吸收區設2層折流板除霧器。

吸收區每層液氣比1.6L/Nm³ ，噴淋覆蓋率320%；細微顆粒物控制區自上而下每層液氣比分別為0.2/1.2/1.3/1.6 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率分別為110%/260%/290%/320%。

該氧化系統包括氧化容器2，其中氧化裝置2根據溶液成分控制要求設定層。細微顆粒物洗滌循環液15、吸收循環液7從氧化容器2不同位置取出。氧化容器內設5層氣液分散強化器。氣液分散強化器選用開孔板和曝氣頭。

氧化容器液位9.3m，氧化空氣過剩250%。 3、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法的製程流程及參數

該設備和方法可包括以下說明行製程： 煙氣從預洗區4進入，被預洗區4循環洗滌液冷卻洗滌，同時濃縮循環洗滌液，煙氣再經吸收區5被吸收循環液7洗滌脫硫、經細微顆粒物控制區6被細微顆粒物循環洗滌液15去除細微顆粒物後排出。

預洗區4循環洗滌液主要從細微顆粒物循環洗滌液15補充，使用細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23沖洗塔壁等積垢，吸收循環液藉由細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23補充。

吸收循環液7在氧化容器2氧化，並從氧化容器2不同位置抽取不同成分的溶液分別去吸收區5、細微顆粒物控制區6進行循環。

製程水23從細微顆粒物控制區6、細微顆粒物洗滌循環槽3補充。

第二級細微顆粒物洗滌循環液15(稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液)藉由管道與第一級細微顆粒物洗滌循環液15(高濃度硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液)混合後然後在吸收塔1細微顆粒物控制區6噴淋層噴淋。

吸收劑為20%氨水，補充預洗區4、氧化容器2，用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫。氨加入氧化容器轉變為亞硫酸銨後再進行氨法脫硫，同時在預洗區加入氨以確保硫酸銨產品中游離酸指標滿足GB535要求。

氧化空氣加入氧化容器2，氧化容器2出口氣體引入吸收塔1吸收區4，以對吸收液進行自然氧化。

煙氣進口位置為吸收塔1塔體高度的11%處，預洗區4高度是塔體高度的21%，吸收區5高度是塔體高度的20%，細微顆粒物控制區6高度為塔體高度的59%。

吸收塔1與氧化容器2直徑比為1.1，並且氧化容器2高度為吸收塔1直徑的1.2倍。

該吸收塔1的空塔氣速為2.68 m/s；，該預洗區4的操作溫度為56℃。

設計煙氣流量510,000Nm³ /h，設計SO₂ 濃度5000mg/Nm³ ，設計總塵濃度不大於25mg/Nm³ 。

測試期間，淨煙氣SO₂ 為21mg/Nm³ ，總塵(含氣溶膠)1.3mg/Nm³ ，氨逃逸0.8mg/Nm³ 。

主要藉由氧化容器2強制氧化、吸收區4自然氧化、控制操作溫度等手段控制分區溶液成分。 表1 裝置設計參數

4、實施效果

採用實施例1的裝置和方法對不同工況的煙氣進行氨法脫硫除塵，表2為測試方法及測試儀器，表3為運行參數和測試結果。 表2各項指標的測試方法及主要儀器一覽表

表3 裝置運行參數和及測試結果

實施例2

1、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法 用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，以控制氨法脫硫吸收過程中氣溶膠產生。

藉由分級溶液成分控制和反應條件控制，實現高效脫硫除塵，同時控制氨逃逸、氣溶膠的產生。

該分級溶液成分控制包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、硫酸銨一種或多種的濃度梯度控制。

煙氣從預洗區進入，在預洗區初步降溫淨化後的煙氣依次與吸收循環液7、細微顆粒物洗滌循環液15接觸，實現吸收、氧化、濃縮的協同控制。吸收循環液設定2級，從吸收循環槽16不同位置取出並使用獨立的幫浦輸送。第一級吸收循環液包括亞硫酸銨2%，硫酸銨27%，pH值6.4，吸收溫度49℃，第二級吸收循環液包括亞硫酸銨1.1%，硫酸銨27.9%，pH值5.7，吸收溫度48.7℃，細微顆粒物洗滌循環液設有4級，其中第一級為高濃度硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.2%，硫酸銨28.8%，pH值4.9，洗滌溫度48.5℃，第二級為稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.03%，硫酸銨3.7%，pH值4.3，洗滌溫度48.2℃，第三級為更低濃度稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液，包括亞硫酸銨0.005%，硫酸銨0.5%，pH值4.25，洗滌溫度48.1℃，第四級為製程水。 2、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的裝置

裝置主要包括氣體淨化去除系統、氧化系統、輔助系統。輔助系統包括硫銨後處理系統、氨供應系統、製程水系統。

該氣體淨化去除系統包括吸收塔1、吸收循環槽16、細微顆粒物洗滌循環槽a 3、細微顆粒物洗滌循環槽b 3及預洗循環幫浦、吸收循環幫浦、細微顆粒物洗滌循環幫浦，吸收塔1採用分區控制，主要分為預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6，預洗區4、吸收區5、細微顆粒物控制區6分別設定3/4/5層噴淋層，吸收區5與預洗區4之間設有只允許氣體藉由的氣液分離器a 17。吸收區5與細微顆粒物控制區6之間也設有只允許氣體藉由的氣液分離器a 17，吸收區5內一級吸收(2層噴淋)與二級吸收(2層噴淋)間、細微顆粒物控制區6內第一層噴淋與第二層噴淋間、細微顆粒物控制區第三層與第四層噴淋間設有只允許氣體藉由的氣液分離器b 18。吸收循環液7進入吸收循環槽，第1層細微顆粒物循環洗滌液15進入氧化容器2，第二層、第三層細微顆粒物循環洗滌液15進入細微顆粒物洗滌循環槽a 3，第四層、第五層細微顆粒物循環洗滌液15進入細微顆粒物洗滌循環槽b 3。

細微顆粒物控制區設7層除霧器，第一層與第二層噴淋間氣液分離器b 18以下為2層，包括2層屋脊，第三層與第四層噴淋間氣液分離器b 18以下為2層，包括1層屋脊和1層絲網，淨煙氣出口8以下為3層，包括1層屋脊和2層絲網。

吸收區設1層折流板除霧器和1層屋脊除霧器。

吸收區每層液氣比2.1 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率400%；細微顆粒物控制區自上而下每層液氣比分別為0.16/2.1/1.4/1.4/2.1 L/Nm³ ，噴淋覆蓋率分別為110%/400%/300%/300%/400%。

吸收循環槽16根據溶液成分控制要求分層設定。一級吸收循環液7、二級吸收循環液7從吸收循環槽2不同位置取出。吸收循環槽16內設定2層氣液分散強化器，為規整填料。

所述的氧化系統包括氧化容器2。氧化容器內設定5層氣液分散強化器。氣液分散強化器選用開孔板和曝氣頭。

氧化容器2液位10m。

吸收循環槽16及氧化容器2加入的氧化空氣過剩350%。

硫銨後處理系統設有乾燥塔，將部分細微顆粒物循環洗滌液直接轉變為硫酸銨，以控制各種循環溶液中氯離子、氟離子含量。 3、一種氨法脫硫控制吸收過程氣溶膠產生的方法的製程流程及參數

以上方法或裝置的具體製程流程為： 煙氣從預洗區4進入，被預洗區4循環洗滌液冷卻洗滌，同時濃縮循環洗滌液，煙氣再分別經吸收區5被吸收循環液7洗滌脫硫、細微顆粒物控制區6被細微顆粒物循環洗滌液15去除細微顆粒物後排出。

預洗區4循環洗滌液主要從細微顆粒物循環洗滌液15補充，使用細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23沖洗塔壁積垢，吸收循環液藉由細微顆粒物循環洗滌液15和/或製程水23補充。

吸收循環液7在吸收循環槽16氧化，並從吸收循環槽16不同位置抽取不同成分的溶液分別去一級吸收、二級吸收。

製程水23從細微顆粒物控制區6、細微顆粒物洗滌循環槽3補充。

第二級、第三級細微顆粒物洗滌循環液15(稀硫酸銨-亞硫酸銨混合溶液)補充氧化容器2。

第四級細微顆粒物洗滌循環液15補充細微顆粒物洗滌循環槽3。

第一級細微顆粒物洗滌循環液15補充吸收循環槽16。

吸收劑為液氨，主要補充吸收循環槽16，用含有亞硫酸銨的吸收循環液去除煙氣中的二氧化硫，氨加入吸收循環槽16轉變為亞硫酸銨後用於氨法脫硫。

往預洗區4加氨調節pH值以確保產品硫酸銨游離酸指標滿足GB535要求，往氧化容器2加氨調節pH值。

氧化空氣加入氧化容器2和吸收循環槽16，氧化容器2和吸收循環槽16出口氣體引入吸收塔1吸收區4，以對吸收液進行自然氧化。

煙氣進口位置為吸收塔1塔體高度的7%處，預洗區4高度是塔體高度的17%，吸收區5高度是塔體高度的25%，細微顆粒物控制區6高度為塔體高度的58%。

吸收塔1與氧化容器2直徑比為0.85，並且氧化容器2高度為吸收塔1直徑的1.25倍。

吸收塔1的空塔氣速為2.64m/s；預洗區4的操作溫度為51℃。

設計煙氣流量350,000Nm³ /h，設計SO₂ 濃度15000mg/Nm³ ，設計氯化氫含量100mg/Nm³ ，設計總塵濃度不大於30mg/Nm³ 。

煙氣二氧化硫含量高，經水平衡計算分析，需要將10-20%高濃度細微顆粒物循環洗滌液送蒸發結晶系統單獨處理，其餘高濃度細微顆粒物循環洗滌液可在吸收塔預洗區內濃縮結晶。考慮到塔設計的煙氣氯化氫含量高達100mg/Nm³ ，因此選用乾燥設備(代替蒸發結晶系統)，將10-20%高濃度細微顆粒物循環洗滌液在乾燥設備直接乾燥，將循環液中氯離子濃度控制在10000-30000mg/L，氟離子濃度控制在500-2800mg/L。

測試期間，淨煙氣SO₂ 為3.4mg/Nm³ ，總塵(含氣溶膠)0.9mg/Nm³ ，氨逃逸0.25mg/Nm³ 。

主要藉由氧化容器2強制氧化、吸收循環槽16強制氧化、吸收區4自然氧化、控制操作溫度等手段控制分區溶液成分。 表4 裝置設計參數

4、實施效果

採用實施例2的裝置和方法對不同工況的煙氣進行氨法脫硫除塵，表5為測試方法及測試儀器，表6為運行參數和測試結果。 表5各項指標的測試方法及主要儀器一覽表

表6 裝置運行參數和及測試結果

因此提供了控制從煙氣吸收二氧化硫的過程氣溶膠產生的設備和方法。本領域技術人員將領會除了藉由該實施例也可實踐本發明，該實施例的存在出於說明而非限制目的。僅藉由以下申請專利範圍限制本發明。

1:吸收塔 2:氧化容器 3:細微顆粒物洗滌循環槽 4:預洗區 5:吸收區 6:細微顆粒物控制區 7:吸收循環液 8:淨煙氣出口 9:煙氣進口 10:預洗噴淋層 11:吸收噴淋層 12:細微顆粒物噴淋層a 13:細微顆粒物噴淋層b 14:除霧器 15:細微顆粒物循環洗滌液 16:吸收循環槽 17:氣液分離器a 18:氣液分離器b 19:氣液分散強化器 21:氨 22:氧化空氣 23:製程水 24:硫銨後處理系統

結合附圖考慮以下詳細描述，本發明的目的和優點將變得顯而易見，其中相同的附圖標記始終表示相同的部件，並且其中： 第1圖為按照本發明原則的方法及裝置示意圖。 第2圖為實施例1示意圖。 第3圖為實施例2示意圖。

1:吸收塔

2:氧化容器

3:細微顆粒物洗滌循環槽

4:預洗區

5:吸收區

6:細微顆粒物控制區

7:吸收循環液

8:淨煙氣出口

9:煙氣進口

10:預洗噴淋層

11:吸收噴淋層

12:細微顆粒物噴淋層a

13:細微顆粒物噴淋層b

14:除霧器

15:細微顆粒物循環洗滌液

17:氣液分離器a

18:氣液分離器b

19:氣液分散強化器

21:氨

22:氧化空氣

23:製程水

24:硫銨後處理系統

Claims (53)

1. 一種控制從煙氣吸收二氧化硫的過程氣溶膠產生的方法，其特徵在於，該方法包括向煙氣施加銨鹽梯度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，還包括向一煙氣施加反應條件梯度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，施加銨鹽梯度包括： 在第一級施加一第一銨鹽濃度；和 在第二級施加一第二銨鹽濃度； 其中相對於煙氣，第一級在第二級的上游。
4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中，該鹽包括亞硫酸銨、亞硫酸氫銨或硫酸銨。
5. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中，第一級濃度大於第二級濃度。
6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，在第一級施加第一銨鹽濃度包括在二氧化硫吸收製程中對煙氣噴淋吸收循環液；和/或 在第二級施加第二銨鹽濃度包括在二氧化硫吸收製程中對煙氣噴淋吸收循環液；和/或 在第一級施加第一銨鹽濃度包括在細微顆粒物洗滌製程中對煙氣噴淋細微顆粒物洗滌循環液；和/或 在第二級施加第二銨鹽濃度包括在細微顆粒物洗滌製程中對煙氣噴淋細微顆粒物洗滌循環液。
7. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，施加反應條件梯度包括： 在第一級提供第一溫度；和 在第二級提供第二溫度； 其中相對於煙氣，第一級在第二級的上游。
8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，第一溫度高於第二溫度。
9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，在第一級提供第一溫度包括在二氧化硫吸收製程中設定第一溫度；和/或 在第二級提供第二溫度包括在細微顆粒物洗滌製程中設定第二溫度。
10. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，施加反應條件梯度包括： 在第一級提供第一pH；和 在第二級提供第二pH； 其中相對於煙氣，第一級在第二級的上游。
11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其特徵在於第一pH大於第二pH。
12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其特徵在於在第一級提供第一pH包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液；和/或在第一級提供第一pH包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。
13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其特徵在於在第二級提供第二pH包括在二氧化硫吸收製程中在煙氣上噴淋吸收循環液；和/或在第二級提供第二pH包括在細微顆粒物洗滌製程中在煙氣上噴淋細微顆粒物洗滌循環液。
14. 如申請專利範圍第2項所述的方法，還包括： 冷卻和淨化該煙氣； 冷卻和淨化之後吸收二氧化硫；和 吸收之後用細微顆粒物洗滌循環液去除煙氣； 其中：淨化和冷卻之後施加銨鹽梯度；和 該吸收和該去除都包括： 噴淋亞硫酸銨；和 噴淋硫酸銨。
15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中， 該吸收包括在煙氣上噴淋吸收循環液；和 細微顆粒物洗滌循環液具有： 低於吸收循環液pH的pH；和 小於吸收循環液亞硫酸銨濃度的亞硫酸銨濃度。
16. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中， 反應條件是由一吸收溫度和一洗滌溫度限定的溫度梯度；和 施加反應條件梯度包括： 控制吸收溫度和洗滌溫度以減小能源消耗； 維持吸收效率； 控制氨逃逸；和 控制氣溶膠產生。
17. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其特徵在於該吸收溫度在30℃-70℃，或35℃-60℃，或45℃-55℃的範圍內。
18. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其特徵在於該洗滌溫度在28℃-68℃，或30℃-55℃，或40℃-50℃的範圍內。
19. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中， 該吸收包括： 在下級噴淋吸收循環液； 相對於煙氣，在下級上游噴淋吸收循環液；和 在下級和上級的一級或兩級中的吸收循環液包含： 0.15%-4.95%的亞硫酸銨；和 5%-38%的硫酸銨；和 具有4-6.6範圍的pH值； 其中上級吸收循環液的亞硫酸銨濃度低於下級吸收循環液的亞硫酸銨濃度。
20. 如申請專利範圍第19項所述的方法，其特徵在於上級吸收循環液的pH低於下級吸收循環液的pH。
21. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中， 該吸收包括： 在下級噴淋吸收循環液； 相對於煙氣在下級上游的上級噴淋吸收循環液；和 在下級和上級的一級或兩級中的吸收循環液包括： 0.15%-4.95%的亞硫酸銨；和 5%-38%的硫酸銨；和 具有4-6.6範圍的pH值； 其中上級吸收循環液的pH低於下級吸收循環液的pH。
22. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中，該吸收包括在單級噴淋吸收循環液；和/或該吸收包括僅在兩級噴淋吸收循環液。
23. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中，在一細微顆粒物控制級，細微顆粒物洗滌循環液包含： 0.003%-1%的亞硫酸銨；和 0.3%-38%的硫酸銨；和 具有3-5.4範圍的pH。
24. 如申請專利範圍第23項所述的方法，其中， 該細微顆粒物控制包括在兩級噴淋細微顆粒物洗滌循環液；和 在該級的一級，細微顆粒物洗滌循環液包含： 0.1%-1%的亞硫酸銨；和 5%-38%的硫酸銨。
25. 一種氨法脫硫中控制氣溶膠產生的裝置，其中，該裝置包含： 經配置向煙氣施加銨鹽梯度的氣體淨化去除系統； 氧化系統；和 輔助系統。
26. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，其中，氧化系統包括經配置用於以下的氧化容器： 強制氧化輸入銨溶液以產生不同氧化程度銨溶液的多個輸出；和 向氣體淨化去除系統提供輸出以限定梯度；和/或 輔助系統包含： 硫銨後處理系統； 氨供應系統；和 製程水系統。
27. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，還包含： 一塔，該塔 一容納氣體淨化去除系統；和 包括： 一預洗區； 一吸收區；和 一細微顆粒物控制區； 在吸收區和預洗區之間設定只允許氣體藉由的元件；和 多個噴淋層，預洗區、吸收區和細微顆粒物控制區各包括該多個噴淋層的一個噴淋層； 其中配置該塔以提供溶液成分到噴淋層的分區控制。
28. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，其特徵在於氧化系統： 包括噴淋層；和 經配置以控制在不同噴淋層噴淋的液體和在不同噴淋層的煙氣之間的相互作用，以自然氧化液體而產生氧化程度不同的多個銨溶液輸出以限定梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制預洗區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制吸收區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制細微顆粒物控制區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制預洗區的操作溫度和控制細微顆粒物區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制吸收區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制細微顆粒物區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統經配置以控制細微顆粒物區的操作溫度梯度；和/或 其中氧化系統不包括強制氧化容器；和/或 其中氧化系統經配置使預洗液進入吸收區。
29. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，其中，每個區包括單個噴淋層；和/或 該區的一個區包括多個噴淋層；和/或 還包含安置在吸收區和細微顆粒物控制區之間只允許氣體藉由的元件；和/或 還包含安置在吸收區內只允許氣體藉由的元件；和/或 還包含安置在細微顆粒物控制區內只允許氣體藉由的元件。
30. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，還包含多個除霧器層； 其中： 該多個除霧器層的一個除霧器層安置在細微顆粒物控制區內；和 該多個除霧器層的一個除霧器層安置在預洗區和吸收區各噴淋層中。
31. 如申請專利範圍第30項所述的裝置，其特徵在於該多個除霧器層的除霧器包括折流板；和/或 該多個除霧器層的除霧器包括屋脊；和/或 該多個除霧器層的除霧器包括填料；和/或 該多個除霧器層的除霧器包括絲網；和/或 該多個除霧器層的除霧器包括選自以下的結構： 折流板； 屋脊； 填料； 絲網；和 折流板、屋脊、填料和絲網中一種或多種的組合。
32. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，其特徵在於在吸收區各噴淋層中： 液氣比不小於0.2 L/Nm³ ；和 噴淋覆蓋率不小於110%；和 在細微顆粒物控制區各噴淋層中： 液氣比不小於0.1 L/Nm³ ；和 噴淋覆蓋率不小於105%。
33. 如申請專利範圍第25項所述的裝置，其特徵在於氧化系統： 包括多個段，每段對應於不同成分的銨溶液； 經配置以形成銨鹽梯度， 以向細微顆粒物洗滌循環液提供不同組成的成分；和 以向吸收循環液提供不同組成的成分以形成銨鹽梯度。
34. 如申請專利範圍第33項所述的裝置，其特徵在於每段由氧化系統的層限定；和/或 每段由氧化系統的元件限定；和/或 每段佔據氧化系統的不同位置；和/或 氧化系統包括1-5層氣液分散強化器；和/或 其中氧化系統： 液位大於3m；和 氧化空氣過量不小於20%。
35. 如申請專利範圍第27項所述的裝置，其特徵在於一塔經配置以： 在預洗區用循環洗滌液冷卻和洗滌煙氣，同時循環洗滌液的濃度增加； 使煙氣經過吸收區，在吸收區，煙氣被吸收循環液洗滌和脫硫； 使煙氣經過細微顆粒物控制區，用細微顆粒物循環洗滌液去除細微顆粒物； 排出煙氣； 從細微顆粒物循環洗滌液補充預洗區中的循環洗滌液； 補充吸收循環液沖洗塔壁上的積垢； 在氧化系統中氧化吸收循環液；和 從氧化系統不同段抽取不同成分的循環液用於分佈至不同區。
36. 如申請專利範圍第35項所述的裝置，其特徵在於細微顆粒物循環洗滌液是循環洗滌液補充液的主要組分；和/或 塔經配置以藉由噴淋細微顆粒物循環洗滌液沖洗積垢；和/或 塔經配置以藉由噴淋製程水沖洗積垢；和/或 用細微顆粒物控制區的液體補充吸收循環液；和/或 用製程水補充吸收循環液；和/或 用製程水補充細微顆粒物循環洗滌液。
37. 如申請專利範圍第35項所述的裝置，其特徵在於塔經配置以提供1-5 m/s範圍的空塔煙氣速度。
38. 如申請專利範圍第37項所述的裝置，其中塔經配置以提供預洗區中40℃-80℃範圍的溫度；和/或 其中塔經配置以接收SO₂ 濃度高達30,000 mg/Nm³ 的煙氣。
39. 如申請專利範圍第38項所述的裝置，其特徵在於塔還經配置 排出符合以下要求的淨化煙氣： GB13223-2011的所有排放要求；和 中國環發[2015]164號；和 相對於PCT/US2002/039095中所列氨基脫硫和靜電除霧具有： 投資少10-20%； 運行成本少5-10%；和 性價比高15-30%。
40. 如申請專利範圍第39項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣SO₂ 濃度不大於200 mg/Nm³ ，或濃度不大於100 mg/Nm³ ，或濃度不大於35 mg/Nm³ ，或濃度不大於5 mg/Nm³ 。
41. 如申請專利範圍第39項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣含氣溶膠的總塵濃度不大於20 mg/Nm³ ，或濃度不大於10 mg/Nm³ ，或濃度不大於5 mg/Nm³ ，或濃度不大於2 mg/Nm³ 。
42. 如申請專利範圍第39項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣氨濃度不大於5 mg/Nm³ ，或濃度不大於2 mg/Nm³ ，或濃度不大於1 mg/Nm³ ，或濃度不大於0.5 mg/Nm³ 。
43. 如申請專利範圍第38項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣SO₂ 濃度不大於200 mg/Nm³ ，或濃度不大於100 mg/Nm³ ，或濃度不大於35 mg/Nm³ ，或濃度不大於5 mg/Nm³ 。
44. 如申請專利範圍第38項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣含氣溶膠的總塵濃度不大於20 mg/Nm³ ，或濃度不大於10 mg/Nm³ ，或濃度不大於5 mg/Nm³ ，或濃度不大於2 mg/Nm³ 。
45. 如申請專利範圍第38項所述的裝置，其特徵在於從塔排放的煙氣氨濃度不大於5 mg/Nm³ ，或濃度不大於2 mg/Nm³ ，或濃度不大於1 mg/Nm³ ，或濃度不大於0.5 mg/Nm³ 。
46. 如申請專利範圍第35項所述的裝置，還包含一乾燥設備，該乾燥設備經配置以： 接收吸收液；和 產生包括來自循環液的一離子的固體產物。
47. 如申請專利範圍第46項所述的裝置，其特徵在於該離子是氯離子或氟離子。
48. 如申請專利範圍第46項所述的裝置，其特徵在於乾燥設備經配置以降低 循環液氯離子濃度至小於50,000 mg/L；和 循環液氟離子濃度至小於20,000 mg/L。
49. 如申請專利範圍第46項所述的裝置，其特徵在於乾燥設備經配置以降低 循環液氯離子濃度至小於50,000 mg/L；和 循環液氟離子濃度至300-3000 mg/L。
50. 如申請專利範圍第46項所述的裝置，其特徵在於乾燥設備經配置以降低 循環液氯離子濃度至10000-31000 mg/L；和 循環液氟離子濃度至小於20,000 mg/L。
51. 如申請專利範圍第46項所述的裝置，其特徵在於乾燥設備經配置以降低 循環液氯離子濃度至10000-31000 mg/L；和 循環液氟離子濃度至300-3000 mg/L。
52. 如申請專利範圍第35項所述的裝置，其特徵在於該塔經配置以在吸收區噴淋層，吸收循環液中的硫酸銨與亞硫酸銨品質比1.5-199：1。
53. 如申請專利範圍第35項所述的裝置，其特徵在於該塔經配置以在細微顆粒物吸收區噴淋層，細微顆粒物循環洗滌液中的硫酸銨與亞硫酸銨品質比3-1999：1。

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