CN102500201A

CN102500201A - 二氧化硫烟气循环脱硫成套装置

Info

Publication number: CN102500201A
Application number: CN2011103577820A
Authority: CN
Inventors: 周建茗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-12
Filing date: 2011-11-12
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，包括烟气输入管、除尘器、排烟阀、排烟囱、检修阀、增压风机、串联吸收塔、吸收液槽、吸收液循环泵、压力反应釜、蒸馏浓缩器A、输送泵A、储液槽A、输送泵B、旋流分离器A、储液槽B、蒸馏浓缩器B、结晶器、储液槽C、旋流分离器B、料浆槽、输送机、还原炉、配液槽、水力喷射器、固液分离器、干燥器和循环泵，烟气在串联吸收塔中被吸收，在压力反应釜中进行自氧化还原反应，元素硫由旋流分离器A的固相出口产生，硫酸钠在还原炉中与一氧化碳原还成硫化钠，硫化钠再用于配制吸收溶液，实现了硫化钠和水的循环使用，能将二氧化硫烟气中的二氧化硫变成硫磺，它的实用性和经济性更强。

Description

二氧化硫烟气循环脱硫成套装置

技术领域：

本发明涉及一种二氧化硫烟气的脱硫技术，尤其涉及一种利用硫化钠溶液进行脱硫获得原子硫的装置。

背景技术：

申请人在专利号为200910027266.4中公开了一种低浓度二氧化硫烟气循环脱硫的方法。该脱硫工艺流程分为：烟气调节、SO₂吸收、自氧化还原、硫化钠再生四个过程，以Na₂S溶液为吸收液，与含有二氧化硫的烟气充分接触，生成含有S、Na₂SO₄、Na₂S₂O₃和NaHSO₃的混合溶液，控制混合溶液的反应条件，使其发生自氧化还原反应，将混合溶液中的Na₂S₂O₃和NaHSO₃转化为元素硫和硫酸盐，液固分离得到固体元素硫与硫酸钠溶液，采用结晶法从溶液中结晶出硫酸钠，采用CO等还原剂将Na₂SO₄制成硫化钠，返回吸收工序，其脱硫工艺的化学反应方程式如下：

二氧化硫经硫化钠溶液吸收产出元素硫的主反应方程式为：

8SO₂+4Na₂S→8S+4Na₂SO₄

硫化钠再生：4Na₂SO₄+16CO→4Na₂S+16CO₂

虽然该发明中提供了具体的脱硫工艺，但实现这种脱硫工艺必须由相应的成套装置，为了便于这种脱硫工艺的工业化实施，申请人在CN102179152A中公开了二氧化硫烟气脱硫成套设备，它是一种多塔并联吸收的专用设备，它利用硫化钠处理二氧化硫烟气生成元素硫和硫酸钠的成套装置，它与现有的二氧化硫烟气调节处理设备和硫化钠再生设备配套使用来实现专利200910027266.4方案的工业化。虽然这种设备能够实现，但其占地面积较大，实际运行的经济性还有进一步提高的空间。

发明内容：

本发明的目的是提供一种二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，它是“硫化钠-硫磺法”脱硫工艺的成套装置，采用硫化钠溶液串联吸收塔来对二氧化硫烟气循环吸收，在整个脱硫过程中，既能连续获得元素硫和硫酸钠产品，又能使硫化钠吸收液循环配制。

本发明采取的技术方案是：

本发明所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，包括烟气输入管、除尘器、排烟阀、排烟囱、检修阀、增压风机、串联吸收塔、吸收液槽、吸收液循环泵、压力反应釜、蒸馏浓缩器A、输送泵A、储液槽A、输送泵B、旋流分离器A、储液槽B、蒸馏浓缩器B、结晶器、储液槽C、旋流分离器B、料浆槽、输送机、还原炉、配液槽、水力喷射器、固液分离器、干燥器和循环泵，它们之间的连接关系为：烟气输入管、除尘器、检修阀、增压风机、串联吸收塔、吸收液槽、压力反应釜、蒸馏浓缩器A、输送泵A、储液槽A、输送泵B、旋流分离器A、储液槽B、蒸馏浓缩器B、结晶器、储液槽C、旋流分离器B、料浆槽、输送机和还原炉之间为串联结构，串联吸收塔设置在吸收液槽的上方，所述串联吸收塔在高度方向设有三级以上喷淋装置，每级喷淋装置均由对应的吸收液循环泵提供吸收液，排烟囱通过排烟阀与除尘器相通连，旋流分离器A的固相出口与固液分离器相连，旋流分离器A的液相出口与储液槽B相连，固液分离器的液相出口与储液槽B相通连，固液分离器的固相出口产生的硫磺通过输送带送入干燥器，旋流分离器B的液相出口与储液槽B相连，旋流分离器B的固相出口与料浆槽相连，料浆槽经物料输送机与还原炉的进料口相通，还原炉的出料口与配液槽相通连，蒸馏浓缩器A和蒸馏浓缩器B的蒸汽出口经水力喷射器与配液槽相通连，配液槽通过循环泵与吸收液槽相通连。

进一步，所述串联吸收塔包括塔身、进气弯管、喷淋装置、去雾清洗装置、烟气出口和出液口，烟气出口位于塔身的顶端，出液口位于塔身的下端侧面上，进气弯管设置在塔身的下段，进气弯管的出气口位于底液面的上方，喷淋装置沿高度方向间隔地分布在进气弯管和去雾清洗装置之间，出液口与吸收液槽相通，进气弯管与增压风机相连接。

更进一步，在塔身的侧面上对应进气弯管出气口处设有检修观察孔，在塔身的侧面上对应喷淋装置处设有检修孔。

更进一步，进气弯管的出气口距底液面的距离为3～15厘米。

进一步，串联吸收塔在高度方向设有三级喷淋装置。

进一步，所述干燥器为电加热循环干燥器，它由干燥箱、电加热器A、缓冲罐、循环热风机、电加热器B和氮气罐组成，干燥箱、电加热器A、缓冲罐、循环热风机和电加热器B之间为串联连接，氮气罐设置在缓冲罐和循环热风机之间。

本发明的工作过程为：

二氧化硫烟气从烟气输入管进入，经除尘器吸尘后由增压风机送入串联吸收塔，由于在吸收液槽中储存有硫化钠溶液，吸收液槽中的硫化钠溶液经吸收液循环泵分别供给串联吸收塔中的喷淋装置，吸收液从喷淋装置喷出后与串联吸收塔中的二氧化硫烟气充分接触，并吸收其中的二氧化硫，其化学反应为：8SO₂+4Na₂S→8S+4Na₂SO₄，在此吸收过程中还产生Na₂S₂O₃和NaHSO₃，本发明工作一段时间后，吸收液槽中的液体为含有S、Na₂S、Na₂SO₄、Na₂S₂O₃和NaHSO₃的混合溶液，吸收液槽中的混合溶液进入压力反应釜在加温加压条件下进行自氧化还原反应，使其中的Na₂S₂O₃和NaHSO₃转换成Na₂S和Na₂SO₄，经自氧化还原反应后的液体经蒸馏浓缩器A浓缩后由旋流分离器A进行固液分离，所获得的固相即硫磺，液相再经蒸馏浓缩器B进行二次浓缩，由结晶器进行Na₂SO₄的结晶，由旋流分离器B进行液液分离，低浓度的Na₂SO₄溶液返回储液槽B中，将含有Na₂SO₄晶体的高浓度的Na₂SO₄浓缩液放入料浆槽中，然后经输送机送入还原炉，高浓度的Na₂SO₄浓缩液在还原炉中被还原成硫化钠，为配制硫化钠吸收液提供原料，在整个脱硫过程中，蒸馏浓缩器A和蒸馏浓缩器B中的汽相出口所产生蒸汽水用于配制硫化钠吸收液，从而实现硫化钠的循环利用和水的循环利用。当整个装置需要检修时，关闭检修阀，打开排烟阀，使二氧化硫烟气从烟气输入管进入除尘器后直接与排烟囱相通排出。

这种脱硫装置，能利用硫化钠溶液对二氧化硫烟气的循环脱硫，既能使硫化钠循环使用，而且也实现了水的循环利用，不断地将二氧化硫烟气中的二氧化硫变成元素硫，它的实用性和经济性更强。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为串联吸收塔的结构示图；

图3为干燥器的一种结构示意图。

图中：1-烟气输入管；2-除尘器；3-排烟阀；4-排烟囱；5-检修阀；6-增压风机；7-串联吸收塔；8-吸收液槽；9-吸收液循环泵；10-压力反应釜；11-蒸馏浓缩器A；12-输送泵A；13-储液槽A；14-输送泵B；15-旋流分离器A；16-储液槽B；17-蒸馏浓缩器B；18-结晶器；19-储液槽C；20-旋流分离器B；21-料浆槽；22-输送机；23-还原炉；24-配液槽；25-水力喷射器；26-固液分离器；27-干燥器；28-循环泵；271-干燥箱；272-电加热器A；273-缓冲罐；274-循环热风机；275-电加热器B；276-氮气罐；71-塔身；72-进气弯管；73-喷淋装置；74-去雾清洗装置；75-烟气出口；76-出液口；77-底液面；78-检修观察孔；79-检修孔。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

本发明所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，包括烟气输入管1、除尘器2、排烟阀3、排烟囱4、检修阀5、增压风机6、串联吸收塔7、吸收液槽8、吸收液循环泵9、压力反应釜10、蒸馏浓缩器A11、输送泵A12、储液槽A13、输送泵B14、旋流分离器A15、储液槽B16、蒸馏浓缩器B17、结晶器18、储液槽C19、旋流分离器B20、料浆槽21、输送机22、还原炉23、配液槽24、水力喷射器25、固液分离器26、干燥器27和循环泵28，它们之间的连接关系为：烟气输入管1、除尘器2、检修阀5、增压风机6、串联吸收塔7、吸收液槽8、压力反应釜10、蒸馏浓缩器A11、输送泵A12、储液槽A13、输送泵B14、旋流分离器A15、储液槽B16、蒸馏浓缩器B17、结晶器18、储液槽C19、旋流分离器B20、料浆槽21、输送机22和还原炉23之间为串联结构，串联吸收塔7设置在吸收液槽8的上方，所述串联吸收塔7包括塔身71、进气弯管72、三个喷淋装置73、去雾清洗装置74、烟气出口75和出液口76，烟气出口75位于塔身71的顶端，出液口76位于塔身71的下端侧面上，进气弯管72设置在塔身71的下段，进气弯管72的出气口位于底液面77的上方，喷淋装置73沿高度方向间隔地分布在进气弯管72和去雾清洗装置74之间，出液口76与吸收液槽8相通，进气弯管72与增压风机6相连接。在塔身71的侧面上对应进气弯管72出气口处设有检修观察孔78，在塔身71的侧面上对应喷淋装置73处设有检修孔79。进气弯管72的出气口距底液面77的距离为3～15厘米。每级喷淋装置均由对应的吸收液循环泵9提供吸收液，排烟囱4通过排烟阀3与除尘器2相通连，旋流分离器A15的固相出口与固液分离器26相连，旋流分离器A15的液相出口与储液槽B16相连，固液分离器26的液相出口与储液槽B16相通连，固液分离器26的固相出口产生硫磺通过输送带送入干燥器27，旋流分离器B20的液相出口与储液槽B16相连，旋流分离器B20的固相出口与料浆槽21相连，料浆槽21经物料输送机22与还原炉23的进料口相通，还原炉23的出料口与配液槽24相通连，蒸馏浓缩器A11和蒸馏浓缩器B17的蒸汽出口经水力喷射器25与配液槽24相通连，配液槽24通过循环泵28与吸收液槽8相通连。所述干燥器27为电加热循环干燥器，它由干燥箱271、电加热器A272、缓冲罐273、循环热风机274、电加热器B275和氮气罐276组成，干燥箱271、电加热器A272、缓冲罐273、循环热风机274和电加热器B275之间为串联连接，氮气罐276设置在缓冲罐273和循环热风机274之间。

Claims

1.一种二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：包括烟气输入管(1)、除尘器(2)、排烟阀(3)、排烟囱(4)、检修阀(5)、增压风机(6)、串联吸收塔(7)、吸收液槽(8)、吸收液循环泵(9)、压力反应釜(10)、蒸馏浓缩器A(11)、输送泵A(12)、储液槽A(13)、输送泵B(14)、旋流分离器A(15)、储液槽B(16)、蒸馏浓缩器B(17)、结晶器(18)、储液槽C(19)、旋流分离器B(20)、料浆槽(21)、输送机(22)、还原炉(23)、配液槽(24)、水力喷射器(25)、固液分离器(26)、干燥器(27)和循环泵(28)，它们之间的连接关系为：烟气输入管(1)、除尘器(2)、检修阀(5)、增压风机(6)、串联吸收塔(7)、吸收液槽(8)、压力反应釜(10)、蒸馏浓缩器A(11)、输送泵A(12)、储液槽A(13)、输送泵B(14)、旋流分离器A(15)、储液槽B(16)、蒸馏浓缩器B(17)、结晶器(18)、储液槽C(19)、旋流分离器B(20)、料浆槽(21)、输送机(22)和还原炉(23)之间为串联结构，串联吸收塔(7)设置在吸收液槽(8)的上方，所述串联吸收塔(7)在高度方向设有三级以上喷淋装置，每级喷淋装置均由对应的吸收液循环泵(9)提供吸收液，排烟囱(4)通过排烟阀(3)与除尘器(2)相通连，旋流分离器A(15)的固相出口与固液分离器(26)相连，旋流分离器A(15)的液相出口与储液槽B(16)相连，固液分离器(26)的液相出口与储液槽B(16)相通连，固液分离器(26)的固相出口产生的硫磺通过输送带送入干燥器(27)，旋流分离器B(20)的液相出口与储液槽B(16)相连，旋流分离器B(20)的固相出口与料浆槽(21)相连，料浆槽(21)经物料输送机(22)与还原炉(23)的进料口相通，还原炉(23)的出料口与配液槽(24)相通连，蒸馏浓缩器A(11)和蒸馏浓缩器B(17)的蒸汽出口经水力喷射器(25)与配液槽(24)相通连，配液槽(24)通过循环泵(28)与吸收液槽(8)相通连。

2.根据权利要求1所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：所述串联吸收塔(7)包括塔身(71)、进气弯管(72)、喷淋装置(73)、去雾清洗装置(74)、烟气出口(75)和出液口(76)，烟气出口(75)位于塔身(71)的顶端，出液口(76)位于塔身(71)的下端侧面上，进气弯管(72)设置在塔身(71)的下段，进气弯管(72)的出气口位于底液面(77)的上方，喷淋装置(73)沿高度方向间隔地分布在进气弯管(72)和去雾清洗装置(74)之间，出液口(76)与吸收液槽(8)相通，进气弯管(72)与增压风机(6)相连接。

3.根据权利要求2所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：在塔身(71)的侧面上对应进气弯管(72)出气口处设有检修观察孔(78)，在塔身(71)的侧面上对应喷淋装置(73)处设有检修孔(79)。

4.根据权利要求2所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：进气弯管(72)的出气口距底液面(77)的距离为3～15厘米。

5.根据权利要求1所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：串联吸收塔(7)在高度方向设有三级喷淋装置(73)。

6.根据权利要求1所述二氧化硫烟气循环脱硫成套装置，其特征是：所述干燥器(27)为电加热循环干燥器，它由干燥箱(271)、电加热器A(272)、缓冲罐(273)、循环热风机(274)、电加热器B(275)和氮气罐(276)组成，干燥箱(271)、电加热器A(272)、缓冲罐(273)、循环热风机(274)和电加热器B(275)之间为串联连接，氮气罐(276)设置在缓冲罐(273)和循环热风机(274)之间。