CN101274752A - 烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺 - Google Patents

烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于空气分离领域,涉及一种变压吸附装置,适用于烟道气中二氧化硫二氧化碳的分离利用。本工艺主要包括3个部分,脱二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分。本发明能同时捕集二氧化硫、二氧化碳,并将二氧化硫转变为硫酸、二氧化碳变为液态,实现了两种污染物的回收利用。

Description

烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺
技术领域
本发明属于空气分离领域,涉及一种变压吸附装置,适用于烟道气中二氧化硫二氧化碳的分离利用。
背景技术
烟道气燃烧产物见表1。其中的二氧化硫、二氧化碳是严重的空气污染物,现在对烟道气的处理,通常采用吸收法去除尾气中二氧化硫,生成硫酸钙,然后用一乙醇胺吸收法吸收或变压吸附法吸收二氧化碳,或直接排放二氧化碳。
                    表1 燃烧产物成分
Figure A20081010346800041
发明内容
本发明目的是为了适应发展的需要,减少污染物排放,节约能源。
一种烟道气中二氧化碳、二氧化硫吸附利用的工艺。主要包括3个部分,脱二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分。
脱二氧化硫制硫酸部分见图1,由控制阀门1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、8、9、10、11、二氧化硫分析仪12、吸附塔1、吸附塔2、酸泵13、酸池14、酸池15组成。
脱碳回收部分、二氧化碳液化部分见图2,由进气管路16,鼓风机17、26,电磁阀18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、20-1、20-2、20-3、21-1、21-2、21-3、22、23-1、23-2、24、28、30,吸附塔A、B、C,真空罐25,储气罐27,压力调节阀29,二氧化碳增压机31,触点开关32,储液瓶33组成。
整个工艺流程为:脱二氧化硫制硫酸部分除尘过滤后的烟道气,经控制阀门进入吸附器。控制阀门1-1、1-6开,其余控制阀门关闭。此时吸附塔1处于吸附阶段,在此阶段二氧化硫被活性炭吸附,并在碘化钾作用下催化氧化,变成三氧化硫。产品气中二氧化硫浓度达到设定值时,吸附塔1停止吸附,控制阀门2-1、2-6开,控制阀门1-1、1-6关闭,吸附塔2开始吸附;同时控制阀门1-3、1-5、8打开、酸泵13开始工作、对吸附塔1喷淋清洗,三氧化硫遇水分,生成硫酸,0.5~2小时后控制阀门1-3、8关闭,控制阀门1-4、9打开再次对吸附塔1喷淋清洗,清洗完成后控制阀门1-4、1-5、9关闭、酸泵13停止工作,控制阀门1-2、1-7打开,对吸附塔1干燥,干燥完成后,控制阀门1-2、1-7关闭,吸附塔1内的吸附剂完成再生工作。从而完成一个变压吸附循环周期。两个吸附塔交替完成吸附和解吸过程就可以不断提高硫酸的浓度。在酸池内硫酸浓度达到要求时,控制阀门8或9、11、酸泵打开,酸液可以正常输出。
脱碳回收部分、二氧化碳液化部分:以A塔为例具体说明每个塔在一次循环中所经历的各个步骤,以及参与循环切换的阀门。吸附步骤:A塔在吸附压力下吸附。电磁阀18-1、21-1、22开启,流出的废气经电磁阀22排出。吸附步骤中,二氧化碳被选择性吸附,二氧化碳的吸附前沿移动到塔内一位置而停止。压力均衡:原料气停止输入,二氧化碳的吸附前沿还在A塔内,未穿透床层。电磁阀18-1、21-1关闭,同时开启电磁阀20-1、20-3,使A塔和C塔之间进行压力均衡。此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔,使A塔的压力上升到吸附压力的一半左右,(此时A塔内被吸附的二氧化碳因降压而脱附向塔出口端移动)。顺向减压:当A塔与C塔达到均衡后,关20-3,开启电磁阀23-1,使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放。置换步骤:在A塔顺向减压结束时,关闭电磁阀23-1,开启电磁阀28、19-1、23-2产品罐内的气体进入A塔将残存的气体置换出来,使二氧化碳气体进一步富集。置换量的大小,可由电磁阀28控制,置换后的气体由于含有一定量的二氧化碳气体,所要返回原料气。抽真空步骤步骤:置换步骤结束后,关闭电磁阀20-1、23-2、28,开启电磁阀24,将A塔内的气体抽到有一定真空度的真空罐25内,在由压缩机将气体抽走,送入二氧化碳增压机31加压。一次充压:在A塔完成了吸附、解吸后。利用B塔的死空间内气体进行充压,关闭电磁阀19-1、24,开启电磁阀20-2、20-1。二次充压:自A塔一次充压完成后,利用原料气对A塔进行二次充压,将电磁阀20-1关闭,18-1打开。二氧化碳增压机31将二氧化碳加压冷却后,二氧化碳液化,在触点开关控制下,液态二氧化碳充入储液瓶33。
本发明能同时捕集二氧化硫、二氧化碳,并将二氧化硫转变为硫酸、二氧化碳变为液态,实现了两种污染物的回收利用。
附图说明
图1为烟道气中二氧化硫分离利用工艺的流程示意图
图2为烟道气中二氧化碳分离利用工艺的流程示意图。
其中:吸附塔1,吸附塔2,控制阀门1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、8、9、10、11,二氧化硫分析仪12,酸泵13,酸池14、15,进气管路16,鼓风机17、26,电磁阀18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、20-1、20-2、20-3、21-1、21-2、21-3、22、23-1、23-2、24、28、30,吸附塔A、B、C,真空罐25,储气罐27,压力调节阀29,二氧化碳增压机31,触点开关32,储液瓶33。
具体实施方式
实施例1,烟道气经控制阀门进入吸附器。控制阀门1-1、1-6开,其余控制阀门关闭。此时吸附塔1处于吸附阶段,在此阶段二氧化硫被活性炭吸附和催化氧化,变成三氧化硫。产品气中二氧化硫浓度达到设定值时,吸附塔1停止吸附,控制阀门2-1、2-6开,控制阀门1-1、1-6关闭,吸附塔2开始吸附;同时控制阀门1-3、1-5、8打开、酸泵13开始工作、对吸附塔1清洗,三氧化硫遇水分,生成硫酸,1小时后控制阀门1-3、8关闭,控制阀门1-4、9打开再次对吸附塔1清洗,清洗完成后控制阀门1-4、1-5、9关闭、酸泵13停止工作,控制阀门1-2、1-7打开,对吸附塔1干燥,干燥完成后,控制阀门1-2、1-7关闭,吸附塔1内的吸附剂完成再生工作。
二氧化碳吸附步骤:A塔在吸附压力下吸附。阀18-1、21-1、22开启,流出的废气经阀22排出。吸附步骤中,二氧化碳被选择性吸附,二氧化碳的吸附前沿移动到塔内一位置而停止。压力均衡:原料气停止输入,二氧化碳的吸附前沿还在A塔内,未穿透床层。阀18-1、21-1关闭,同时开启阀20-1、20-3,使A塔和C塔之间进行压力均衡。此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔,使A塔的压力上升到吸附压力的一半左右,(此时A塔内被吸附的二氧化碳因降压而脱附向塔出口端移动)。顺向减压:当A塔与C塔达到均衡后,关20-3,开启阀23-1,使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放。置换步骤:在A塔顺向减压结束时,关闭阀23-1,开启阀28、19-1、23-2产品罐内的气体进入A塔将残存的气体置换出来,使二氧化碳气体进一步富集。置换量的大小,可由阀28控制,置换后的气体由于含有一定量的二氧化碳气体,所要返回原料气。抽真空步骤步骤:置换步骤结束后,关闭阀门20-1、23-2、28,开启阀门24,将A塔内的气体抽到有一定真空度的真空罐25内,在由压缩机将气体抽走,送入二氧化碳增压机31加压。一次充压:在A塔完成了吸附、解吸后。利用B塔的死空间内气体进行充压,关闭阀19-1、24,开启阀20-2、20-1。二次充压:自A塔一次充压完成后,利用原料气对A塔进行二次充压,将阀20-1关闭,18-1打开。二氧化碳增压机31将二氧化碳加压冷却后,二氧化碳液化,在触点开关控制下,液态二氧化碳充入储液瓶33。

Claims (1)

1、一种烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺,其特征包括3个部分,脱二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分;
其中脱二氧化硫制硫酸部分:由控制阀门(1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、8、9、10、11),二氧化硫分析仪(12),吸附塔(1),吸附塔(2),酸泵(13),酸池(14),酸池(15)组成;脱碳回收部分、二氧化碳液化部分:由进气管路(16),鼓风机(17)、(26),电磁阀(18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、20-1、20-2、20-3、21-1、21-2、21-3、22、23-1、23-2、24、28、30),吸附塔(A、B、C),真空罐(25),储气罐(27),压力调节阀(29),二氧化碳增压机(31),触点开关(32),储液瓶(33)组成;
整个工艺流程为:
1)脱二氧化硫制硫酸部分:除尘过滤后的烟道气,经控制阀门进入吸附器;控制阀门(1-1)、(1-6)开,其余控制阀门关闭;此时吸附塔(1)处于吸附阶段,在此阶段二氧化硫被活性炭吸附,并在碘化钾作用下催化氧化,变成三氧化硫;产品气中二氧化硫浓度达到设定值时,吸附塔(1)停止吸附,控制阀门(2-1)、(2-6)打开,控制阀门(1-1)、(1-6)关闭,吸附塔(2)开始吸附;同时控制阀门(1-3)、(1-5)、(8)打开、酸泵(13)开始工作、对吸附塔(1)喷淋清洗,三氧化硫遇水分,生成硫酸,0.5~2小时后控制阀门(1-3)、(8)关闭,控制阀门(1-4)、(9)打开再次对吸附塔(1)喷淋清洗,清洗完成后控制阀门(1-4)、(1-5)、(9)关闭、酸泵(13)停止工作,控制阀门(1-2)、(1-7)打开,对吸附塔(1)干燥,干燥完成后,控制阀门(1-2)、(1-7)关闭,吸附塔(1)内的吸附剂完成再生工作;从而完成一个变压吸附循环周期;两个吸附塔交替完成吸附和解吸过程就能不断提高硫酸的浓度;在酸池内硫酸浓度达到要求时,控制阀门(8)或(9、11)及酸泵打开,酸液能正常输出;
2)脱碳回收部分、二氧化碳液化部分:
a.吸附步骤:A塔在吸附压力下吸附;电磁阀(18-1、21-1、22)开启,流出的废气经电磁阀(22)排出;吸附步骤中,二氧化碳被选择性吸附,二氧化碳的吸附前沿移动到塔内一位置而停止;
b.压力均衡:原料气停止输入,二氧化碳的吸附前沿还在A塔内,未穿透床层;电磁阀(18-1、21-1)关闭,同时开启电磁阀(20-1、20-3),使A塔和C塔之间进行压力均衡;此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔,使A塔的压力上升到吸附压力的一半左右,此时A塔内被吸附的二氧化碳因降压而脱附向塔出口端移动;
c.顺向减压:当A塔与C塔达到均衡后,关电磁阀(20-3),开启电磁阀(23-1),使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放;
d.置换步骤:在A塔顺向减压结束时,关闭电磁阀(23-1),开启电磁阀(28、19-1、23-2),产品罐内的气体进入A塔将残存的气体置换出来,使二氧化碳气体进一步富集;置换量的大小,由电磁阀(28)控制,置换后的气体由于仍含有二氧化碳气体,所以要返回原料气;
e.抽真空步骤步骤:置换步骤结束后,关闭电磁阀(20-1、23-2、28),开启电磁阀(24),将A塔内的气体抽到真空罐(25)内,再由压缩机将气体抽走,送入二氧化碳增压机(31)加压;
f.一次充压:在A塔完成了吸附、解吸后;利用B塔的死空间内气体进行充压,关闭电磁阀(19-1、24),开启电磁阀(20-2、20-1);
g.二次充压:自A塔一次充压完成后,利用原料气对A塔进行二次充压,将电磁阀(20-1)关闭,电磁阀(18-1)打开;二氧化碳增压机(31)将二氧化碳加压冷却后,二氧化碳液化,在触点开关控制下,液态二氧化碳充入储液瓶(33)。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100908

Termination date: 20130407