CN103303877B - 多气源低浓度so2烟气综合回收制酸工艺流程 - Google Patents

多气源低浓度so2烟气综合回收制酸工艺流程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,采用压力调节配气方式将烟气混合,经过高效洗涤器洗涤和净化组合塔深度净化后,进入烟气脱硫装置,尾气送烟囱排放。脱硫解吸出的高浓度SO2气被空气或部分预洗涤后的湿烟气稀释后进入制酸装置,生产成品硫酸,硫酸尾气返回净化组合塔及烟气脱硫装置,脱硫后达标排放。本发明为多气源混合输送、吸收-解吸法回收SO2与一转一吸制酸技术相结合的硫资源综合回收技术,具有硫回收率高、设备与投资最优化、运行费用低的特点,可以实现清洁生产和SO2的综合回收利用,促进企业循环经济的发展,可以广泛应用于有色、钢铁、火电、化工等行业含低浓度SO2烟气的综合治理。

Description

多气源低浓度so2烟气综合回收制酸工艺流程
技术领域
[0001] 本发明公开了一种多气源低浓度so2烟气综合回收制酸工艺流程,属于so 2烟气综 合回收利用及制酸技术领域,特别涉及多气源低浓度so2烟气综合回收制酸的工艺流程。
背景技术
[0002] 钢铁、有色、火电及化工企业的炉窑装置通常会产生低浓度的S02烟气,随着近年 来国家对30 2的排放标准的日益严格,以上各种工业炉窑排放的低浓度S02污染源会逐渐成 为影响企业发展的重要因素。目前,在钢铁、有色、火电及化工等企业中,由各种炉窑产出的 含低浓度so 2烟气,由于其浓度既达不到直接外排的标准,又不能满足一般烟气制酸对so 2 浓度的要求,而且往往有多股气源,排放不稳定,排放压力也各不相同,302的治理和回收利 用难度较大。
[0003] 目前,世界上低浓度S02烟气处理所采用的脱硫工艺很多,但实际投入运行的仅十 多种,大部分处于中试或开发阶段。按脱硫剂与30 2的反应方式分类,脱硫技术分为湿法、 半干法和干法等三类,由于湿法具有脱硫效率高、系统运行稳定等优点,因而在已建成的现 有脱硫装置中占有主导地位。按脱硫副产品方案分类,脱硫技术又分为抛弃法和回收法两 种方式。抛弃法的代表性工艺为:石灰(石)_石膏法。
[0004] 针对上述各种炉窑产生含低浓度S02烟气,广泛应用的石灰(石)_石膏法脱硫工 艺,虽然实现了炉窑烟气的达标排放,但该工艺需要的石灰及产出的石膏废渣存在着运输、 储存及填埋、防渗等大量需要处理的后续问题,给企业增加了负担。若脱硫污水和石膏废渣 处置不当将形成环境安全隐患,甚至造成二次污染。同时大量S0 2进入了废渣,硫资源白白 浪费不能回收利用,不符合资源综合利用和循环经济的要求。
[0005] 常用回收法脱硫工艺有:氧化镁再生工艺、柠檬酸钠吸收-解吸法、碱式硫酸铝吸 收-解吸法及再生胺吸收-解吸法等湿法回收工艺。吸收-解吸法的基本原理为:通过各 种特定的吸收剂对烟气中所含30 2进行吸收,完成吸收过程的富含S0 2的吸收剂,通过加热 等方式将吸收剂所含的302解吸出来(再生),产生出高浓度的S0 2气体,可用于生产硫酸 或液体so2;再生后的吸收剂重新回用于so 2吸收过程。
[0006] 氧化镁再生工艺相对特殊,该工艺是将反应生成的亚硫酸镁通过提纯结晶后,采 用煅烧方式分解亚硫酸镁,产生S0 2气体及氧化镁,工艺流程相对较为复杂,系统能耗较大。 柠檬酸钠吸收-解吸法和碱式硫酸铝吸收-解吸法在国内有色和化工行业已有较多的使用 案例,但因其吸附液存在抗氧化性差、易结晶以及解吸能耗相对较高等问题,在很大程度上 限制了该两种技术的推广使用。作为一种新兴的湿法低浓度30 2回收技术,加拿大Cansolv 公司推出的再生胺吸收-解吸工艺,在原有单胺吸附液的基础上开发出特种二胺吸收液, 解决了吸收液抗氧化问题,同时在很大程度上降低了解吸能耗,使得该工艺在低浓度30 2烟 气综合治理领域具有较为广泛的应用前景。各种湿法回收工艺性能比较详见表1。
[0007] 表1 湿法回收工艺性能比较表
[0008]
Figure CN103303877BD00041
发明内容
[0009] 本发明所要解决的技术问题是通过多气源混合输送、吸收-解吸法回收302与一 转一吸制酸技术的组合,实现对多气源低浓度S02烟气的综合回收利用,避免二次污染,实 现清洁生产。
[0010] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案,多气源低浓度so2烟气综合回收制酸 工艺流程,包括多气源管道混气装置、烟气预洗涤装置、烟气脱硫装置、制酸装置及烟气返 回装置,其特征在于:所述工艺流程为:
[0011] (1)采用压力调节配气技术将多股低浓度so2烟气,通过多气源管道混气系统混合 后,进入烟气预洗涤装置,经过烟气预洗涤装置内的高效洗涤器洗涤和净化组合塔深度净 化后,进入烟气脱硫装置;
[0012] (2)烟气脱硫装置采用可再生胺"吸收-解吸法"脱硫工艺,在502吸收塔内吸收了 S0 2的富液经升温后送至302解吸塔将so 2解吸出来,再经过冷却除水后得到高浓度so 2气 体,解吸后的贫液经降温后返回so/及收塔循环使用,脱硫尾气经过脱硫风机送烟肉排放;
[0013] (3)烟气脱硫装置解吸出的高浓度S02气与稀释空气或部分预洗涤后的湿烟气在 混气室混合后进入制酸装置,生产成品硫酸;
[0014] (4)硫酸尾气通过烟气返回装置返回净化组合塔及烟气脱硫装置,脱硫后达标排 放。
[0015] 其中,步骤(1)中,多气源管道混气装置采用压力调节方式,在每股烟气管道上设 置调节阀门,通过阀门调节烟气的压力平衡,使得均匀混气;烟气预洗涤装置采用负压操作 模式以及"高效洗涤器+净化组合塔"的预洗涤流程,其中,高效洗涤器为动力波洗涤器或 文丘里洗涤器等洗涤器,净化组合塔包括填料洗涤塔、电除雾器和配套的板式换热器,经过 预洗涤后的烟气温度在20 °C~55 °C。
[0016] 步骤(2)中,烟气脱硫装置的S02吸收为负压操作模式,采用可再生胺或离子液的 可再生脱硫剂为吸收剂,在30 2吸收塔内吸收烟气中的S02,吸收系统温度20°C~55°C;烟 气脱硫系统的S02解吸采用单效、双效或机械压缩(MVR)的蒸汽解吸流程,解吸温度90°C~ 140。。。
[0017] 步骤(3)中,制酸装置采用一转一吸制酸流程,利用空气或部分预洗涤后的湿烟 气将解吸气30 2浓度稀释至体积百分比6%~20%,氧硫比0 2/S02= 0. 8~2进入制酸装 置,其中,干燥塔和吸收塔采用共槽模式,转化工段设置余热锅炉回收中温位余热。
[0018] 步骤(4)中,硫酸尾气由制酸装置返回烟气预洗涤装置的净化组合塔,经增湿除 酸雾后进入S0 2吸收塔,脱硫后排放。
[0019] 本发明的有益效果在于:该发明为多气源混合输送、吸收-解吸法回收S02与一转 一吸制酸技术相结合的硫资源综合回收技术,具有硫回收率高、设备与投资最优化、运行费 用低的特点,可以实现清洁生产和30 2的综合回收利用,促进企业循环经济的发展,可以广 泛应用于钢铁、有色、火电、化工等行业含低浓度S02烟气的综合治理。
附图说明
[0020] 图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明,参见图1,多气源低浓度S02烟气 综合回收制酸工艺流程,包括多气源管道混气装置1、烟气预洗涤装置2、烟气脱硫装置3、 制酸装置4及烟气返回装置5,其特征在于:所述工艺流程为:
[0022] (1)采用压力调节配气技术将多股低浓度S02烟气,通过多气源管道混气装置1混 合后,进入烟气预洗涤装置2,经过烟气预洗涤装置2内的高效洗涤器201洗涤和净化组合 塔202深度净化后,进入烟气脱硫装置3;
[0023] (2)烟气脱硫装置3采用有可再生胺"吸收-解吸法"脱硫工艺,在S0 2吸收塔301 内吸收了 S02的富液经升温后送至S0 2解吸塔302将S0 2解吸出来,再经过冷却除水后得到 高浓度S02气体,解吸后的贫液经降温后返回S0 2吸收塔301循环使用,脱硫尾气经过脱硫 风机303送烟囱排放;
[0024] (3)烟气脱硫装置3解吸出的高浓度S02气与稀释空气或部分预洗涤后的湿烟气 在混气室401混合后进入制酸装置4,生广成品硫酸;
[0025] (4)硫酸尾气通过烟气返回装置5返回净化组合塔202及烟气脱硫装置3,脱硫后 达标排放。
[0026] 所述多气源管道混气装置1采用压力调节方式,在每股烟气管道上设置调节阀 门,通过阀门调节烟气的压力平衡,使得均匀混气。
[0027] 所述烟气预洗涤装置2采用负压操作模式以及"高效洗涤器201+净化组合塔202 " 的预洗涤流程,经过预洗涤后的烟气温度在20°C~55°C。
[0028] 所述高效洗涤器201为动力波洗涤器或文丘里洗涤器。
[0029] 所述净化组合塔202包括填料洗涤塔、电除雾器和配套的板式换热器。
[0030] 所述烟气脱硫装置3的S02吸收为负压操作模式,采用可再生胺或离子液的可再 生脱硫剂为吸收剂,在S0 2吸收塔301内吸收烟气中的S0 2,吸收系统温度20 °C~55 °C。
[0031] 所述烟气脱硫装置3的S02解吸采用单效、双效或机械压缩(MVR)的蒸汽解吸流 程,解吸温度90°C~140°C。
[0032] 所述制酸装置4采用一转一吸制酸流程,利用空气或部分预洗涤后的湿烟气将解 吸气30 2浓度稀释至体积百分比6%~20%,氧硫体积比02/S02= 0. 8~2进入制酸装置, 其中,干燥塔402和S03吸收塔405采用共槽模式,转化工段设置余热锅炉回收中温位余热。
[0033] 所述硫酸尾气由制酸装置4返回烟气预洗涤装置2的净化组合塔202,经增湿除酸 雾后进入S0 2吸收塔301,脱硫后排放。
[0034] 实施例:下面以锡冶炼过程澳炉、烟化炉、沸腾炉含S02烟气综合回收制酸为例说 明该工艺流程。
[0035] 如图1所示,分别来自于1台澳炉、2台烟化炉、2台沸腾炉等5台炉子的布袋收尘 系统的含低浓度S0 2烟气a、b、c、d、e首先经压力调节后混合进入高效洗涤器201,在与由 大口径喷嘴逆向喷入的液体相撞的过程中,实现烟气的净化和烟气温度的降低;然后饱和 的湿烟气进入净化组合塔202下部的填料洗涤塔,与自上往下淋洒的洗涤液与烟气在填料 表面进行换热,使烟气温度降至40°C左右进入净化组合塔202上部的电除雾器。
[0036] 经净化组合塔202上部的电除雾器深度除尘和除酸雾后的烟气进入S02吸收塔 301底部,与从上至下的贫胺液在填料表面进行气液吸收反应,脱除S0 2后的烟气由S02吸收 塔301顶部排出;吸收后富含502的富液通过富液输送栗送至贫富液热交换器升温至KKTC 左右进入S0 2解吸塔302。
[0037] 在S02解吸塔302内,富液与逆向流动的二次蒸汽在填料表面进行S0 2的解吸反 应,解吸出的302随蒸汽流向塔顶,通过解吸塔冷凝器冷凝后,在回流液分离槽内进行气液 分离,成品气送至制酸装置4,回流液返回S0 2解吸塔302顶部进行深度解吸。经过蒸汽再 沸器加热的贫液返回S02解吸塔302,二次蒸汽对进塔的富液进行解吸,贫液依次经过贫富 液热交换器、贫液冷却器换热后进入贫液罐循环使用。
[0038] 来自脱硫装置3的高浓度302与空气或部分预洗涤湿烟气在混气室401混合并稀 释至S0 2浓度为体积比11 %,然后进入干燥塔402的下部,自下往上流动与自上往下喷淋的 98% H2S04通过填料层充分接触,除去烟气中的水分,然后经过硫酸风机403增压后送转化 工段的S0 2转化器404。
[0039] 在转化工段的S02转化器404内,96 %的S0 2气体与0 2发生催化氧化反应,生成S0 3 气体,含有S03和少量S0 2的烟气进入S0 3吸收塔405用98 % H 2S04进行吸收,S0 3与98 % H2S04中的H20反应生成氏504。吸收了 S03后的烟气经烟气返回装置5送往烟气预洗涤装置 2的净化组合塔202增湿并除去酸雾后,再送往S0 2吸收塔301进一步脱除其中的S0 2。
[0040] 制酸装置4中干燥和吸收采用共槽型式操作,干燥酸和吸收酸分别由干燥塔402 和S03吸收塔405的塔底自流至酸循环槽406混酸和加水,经冷却水间接冷却后分别送往 干燥塔402和S03吸收塔405的分酸装置。成品酸由酸循环槽406引出,在成品酸槽407 内通过加水方式调整硫酸浓度至93% H2S04或98% H2S04,再用栗送至酸库。

Claims (9)

1. 多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,包括多气源管道混气装置、烟气预洗 涤装置、烟气脱硫装置、制酸装置及烟气返回装置,其特征在于:所述工艺流程为: (1) 采用压力调节配气技术将多股低浓度SO2烟气,通过多气源管道混气装置混合后, 进入烟气预洗涤装置,经过烟气预洗涤装置内的高效洗涤器洗涤和净化组合塔深度净化 后,进入烟气脱硫装置; (2) 烟气脱硫装置采用可再生胺"吸收-解吸法"脱硫工艺,在SO2K收塔内吸收了 SO2 的富液经升温至90°C~140°C后送至SOJI吸塔将SO2解吸出来,再经过冷却除水后得到高 浓度SO 2气体,解吸后的贫液经降温至20°C~55°C后返回SO2K收塔循环使用,脱硫尾气经 过脱硫风机送烟肉排放; (3) 烟气脱硫装置解吸出的高浓度SO2气与稀释空气或部分预洗涤后的湿烟气在混气 室混合后进入制酸装置,生产成品硫酸; (4) 硫酸尾气通过烟气返回装置返回净化组合塔及烟气脱硫装置,脱硫后达标排放。
2. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述多气源管道混气装置采用压力调节方式,在每股烟气管道上设置调节阀门,通过阀门调 节烟气的压力平衡,使得均匀混气。
3. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述烟气预洗涤装置采用负压操作模式以及"高效洗涤器+净化组合塔"的预洗涤流程,经过 预洗涤后的烟气温度在20 °C~55 °C。
4. 如权利要求3所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述高效洗涤器为动力波洗涤器或文丘里洗涤器。
5. 如权利要求3所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述净化组合塔包括填料洗涤塔、电除雾器和配套的板式换热器。
6. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述烟气脱硫装置的SO 2吸收为负压操作模式,采用可再生胺或离子液的可再生脱硫剂为吸 收剂,在吸收塔内吸收烟气中的SO2,吸收系统温度20°C~55°C。
7. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于: 所述烟气脱硫装置的SO 2解吸采用单效、双效或机械压缩(MVR)的蒸汽解吸流程,解吸温度 90°C ~140°C。
8. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述制酸装置采用一转一吸制酸流程,利用空气或部分预洗涤后的湿烟气将解吸气SO 2浓度 稀释至体积百分比6%~20%,氧硫比02/S02= 0. 8~2进入制酸装置,其中,干燥塔和吸 收塔采用共槽模式,转化工段设置余热锅炉回收中温位余热。
9. 如权利要求1所述的多气源低浓度SO2烟气综合回收制酸工艺流程,其特征在于:所 述硫酸尾气由制酸装置返回烟气预洗涤装置的净化组合塔,经增湿除酸雾后进入SO 2吸收 塔,脱硫后排放D
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