CN104083885A - 可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺。工艺步骤如下：A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至40-55℃送脱硫段循环使用。采用本发明所述热泵蒸馏流程进行蒸馏时，其与采用传统蒸馏方法相比可节能70%以上。
Description
技术领域
本发明涉及热泵蒸馏技术领域，具体涉及一种可再生烟气脱硫中脱硫溶剂富液的热泵蒸馏节能新工艺。
背景技术
化工行业是能耗大户，其中蒸馏又是能耗极高的单元操作，而传统的蒸馏方式热力学效率很低，能量浪费很大。如文献“康世富可再生胺法脱硫技术的应用”（《硫酸工业》，2007(1) :39-45）中从脱硫吸收液中通过蒸馏分离SO2，每吨脱硫液体需消耗0.1-0.2t0.6MPa的饱和水蒸汽。
在今天能源价格不断上涨的情况下，如何降低蒸馏塔的能耗，充分利用低温热源，已成为人们普遍关注的问题。对此人们提出了许多节能措施，通过大量的理论分析、实验研究以及工业应用表明，其中节能效果十分显著的便是热泵蒸馏技术。热泵技术是近年来世界上倍受关注的能源回收利用技术，其主要通过消耗一部分机械能、电能等为补偿，使热能实现从低温热源向高温热源的传递。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热的重要途径。
一般采用热泵蒸馏把蒸馏塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源， 回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。在文献“化工节能中的热泵精馏工艺流程分析”（《节能》，2004(10) :19-22）中描述了多种热泵蒸馏流程。但这些流程在具体应用时存在明显的不足，主要缺点是：
1、投资高、工艺流程复杂，高浓度有毒有害介质直接采用压缩机压缩，压缩机腐蚀严重或材料等级要求高，热量回收不充分；
2、压缩后的气体含不凝性气体，导致再沸器传热效率低，再沸器操作压力高，易腐蚀；
如201110128227.0，名称为“溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程”的发明专利，通过以压缩机对脱硫溶剂再生时所产再生气压缩做功，使其成为高温高压过热蒸汽，并以此过热蒸汽为热源对再生塔贫液进行加热和汽化，从而实现了对塔顶低温再生气余热的回收利用。该流程塔顶气体含高浓度的SO2，腐蚀严重，或者对材料等级要求高、流程复杂，含高浓度的SO2可能造成泄漏造成生命财产的安全。
发明内容
本发明为了降低脱硫溶剂富液热泵蒸馏的装置能耗和简化流程，提供了一种烟气脱硫中脱硫溶剂富液的热泵蒸馏节能新工艺。本发明从降低装置能耗、提高能效、简化流程、降低投资、安全、设备腐蚀的角度出发，最大限度地实现了热泵在蒸馏领域的应用优势，将热泵技术与蒸馏相结合，形成与蒸馏相适应的、工艺流程简单、投资少、节能效率高的脱硫溶剂蒸馏新工艺。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至40-55℃送脱硫段循环使用。
本发明根据热泵技术原理，通过将蒸馏塔底的贫液闪蒸形成闪蒸蒸汽，闪蒸后的贫液与塔顶的蒸汽进行换热后再送去闪蒸；同时回收塔顶蒸汽和塔底贫液的热量后的闪蒸汽，通过压缩机压缩做功后，使之成为高温高压过热蒸汽，并将其送入蒸馏塔底部，用以加热和汽化贫液，从而实现了对塔顶蒸汽和塔底贫液低温余热的同时回收利用。
本发明可在完全保持原蒸馏塔操作条件的基础上，在除系统启动期外需要消耗较多的蒸汽，正常运行期内仅仅需要消耗少量的加热蒸汽。因此，本发明与传统蒸馏方法相比，具有可大幅提高能源利用率、显著降低蒸馏能耗的优势。在脱硫液吸收SO2后通过蒸馏从溶液中回收溶液中SO2的过程中，采用本发明所述热泵蒸馏流程进行蒸馏时，其与采用传统蒸馏方法相比可节能70% 以上。
优选地，所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的1-3倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的90%-110%。
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到95-120℃。
本发明所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至37-50℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。有利于换热面积减小，最大程度回收热量。
本发明所述的步骤B中，压缩机的压缩比为1.8-4。
为实现蒸馏过程具备低能耗和高效的热利用率，故用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，需综合考虑压缩机的压缩比，本发明将压缩比设定为1.8-4，这主要是由于过高的压缩比会造成压缩机轴功率过高，节能效率下降，而压缩比过低则节能效果不显著。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.12-0.3MPa，温度为104-160℃。
从兼顾适宜的压缩机轴功率和适宜的压缩机出口蒸汽温度出发，设定闪蒸汽经压缩机压缩后压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.12-0.3MPa，温度为104-160℃，不需要通过塔底再沸器与贫液换热，只需要较蒸馏塔底部的温度和压力稍高即可，压缩机的轴功率低，能耗低。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到75-95℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.1-0.2MPa，温度为90-124℃。
所述的步骤A，闪蒸温度为75-120℃，压力为0.04-0.2MPa。
所述的步骤C，将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，加热蒸馏塔底的贫液至103-124℃。
本发明的有益效果在于：
1、本发明可在完全保持原蒸馏塔操作条件的基础上，在除系统启动期外需要消耗较多的蒸汽，正常运行期内仅仅需要消耗少量的加热蒸汽。因此，本发明与传统蒸馏方法相比，具有可大幅提高能源利用率、显著降低蒸馏能耗的优势。在脱硫液吸收SO2后通过蒸馏从溶液中回收溶液中SO2的过程中，采用本发明所述热泵蒸馏流程进行蒸馏时，其与采用传统蒸馏方法相比可节能70%以上。
2、本发明通过压缩机对蒸馏塔底贫液和塔顶蒸汽回收热量后所产生的闪蒸汽压缩做功，使其成为高温高压过热蒸汽，并以此过热蒸汽为热源对蒸馏塔底的贫液进行加热和汽化，从而实现了对塔顶蒸汽和塔底贫液低温余热的回收利用，并以此形成具有高能效、低能耗、低运行费用特点的热泵蒸馏流程。可以广泛的应用于石化、冶金、化工、环保等行业中的蒸馏系统中，具有广阔的应用前景。
3、本发明将压缩机输出的高温高压过热蒸汽从塔底直接进入蒸馏塔内，通过回收塔底贫液与塔顶蒸汽的热量，塔顶蒸汽所需冷却水量与普通蒸馏工艺比较可得以大幅降低，从而有利于进一步降低蒸馏的运行费用。
4、本发明将闪蒸技术和热泵技术有机结合，为蒸馏节能降耗提出一项具有创新性的技术，有效地解决了传统蒸馏工艺蒸汽耗量高、操作成本高的问题；将压缩后的蒸汽直接进入蒸馏塔塔底，不需要经过再沸器与塔底的贫液换热，压缩后的蒸汽温度和压力较低，传热效率高，工艺流程简单，操作方便，投资少。再沸器在开工时使用和正常运行期间为系统补充少量的热量。
5、本发明利用闪蒸技术不但使贫液中的热量得到回收，而且经过闪蒸后进一步降低了贫液中的SO2含量，为采用贫液回脱硫段洗涤烟气，降低烟气中的SO2含量提供了有力保证。
附图说明
图1 是本发明可再生烟气脱硫中脱硫溶剂富液的热泵蒸馏工艺流程示意图。
图中标记为：1、蒸馏塔，2、塔顶蒸汽/闪蒸液换热器，3、塔顶蒸汽/脱硫溶剂（富液）换热器，4、换热器，5、气液分离器，6、闪蒸液泵、7、闪蒸塔，8、压缩机，9、闪蒸液/脱硫溶剂（富液）换热器，10、换热器，11、回流泵，12、再沸器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至40℃送脱硫段循环使用。
实施例2
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至55℃送脱硫段循环使用。
实施例3
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至45℃送脱硫段循环使用。
实施例4
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至48℃送脱硫段循环使用。
实施例5
可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至50℃送脱硫段循环使用。
实施例6
本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：
所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的1倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的110%。
实施例7
本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：
所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的3倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的90%。
实施例8
本实施例与实施例5基本相同，在此基础上：
所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的2倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的100%。
实施例9
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到100℃。
实施例10
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到95℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至37℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
实施例11
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到120℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至50℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为3。
实施例12
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到105℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至40℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为1.8。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.12MPa，温度为104℃。
实施例13
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到103℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至45℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为4。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.3MPa，温度为160℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到95℃。
实施例14
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到115℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至47℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为3。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.2MPa，温度为150℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到80℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.2MPa，温度为124℃。
实施例15
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到106℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至42℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为4。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.16MPa，温度为125℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到75℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.1MPa，温度为90℃。
所述的步骤A，闪蒸温度为75℃，压力为0.04MPa。
实施例16
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到112℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至46℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为3.2。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.26MPa，温度为132℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到80℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.15MPa，温度为100℃。
所述的步骤A，闪蒸温度为85℃，压力为0.06MPa。
所述的步骤C，将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，加热蒸馏塔底的贫液至103℃。
实施例17
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到115℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至47℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为3.5。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.26MPa，温度为152℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到86℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.15MPa，温度为120℃。
所述的步骤A，闪蒸温度为115℃，压力为0.17MPa。
所述的步骤C，将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，加热蒸馏塔底的贫液至124℃。
实施例18
本实施例与实施例8基本相同，在此基础上：
所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到100℃。
所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至42℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
所述的步骤B中，压缩机的压缩比为2.2。
所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.23MPa，温度为125℃。
所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到78℃。
所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.12MPa，温度为105℃。
所述的步骤A，闪蒸温度为100℃，压力为0.08MPa。
所述的步骤C，将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，加热蒸馏塔底的贫液至105℃。
实施例19
以钢铁厂烧结烟气的溶剂循环吸收法烟气脱硫时脱硫溶剂的热泵蒸馏为例。
自脱硫塔含SO2的脱硫溶剂富液经贫富液换热器与来自闪蒸塔的贫液换热而被加热至90℃；
自蒸馏塔顶产生的0.19MPa（绝压）、118℃的蒸汽与闪蒸塔来的贫液换热后，再与贫富液换热后的富液换热，蒸汽通过水冷却到45℃；闪蒸塔来的贫液升温到116℃，返回到闪蒸塔，富液送入蒸馏塔。
富液在塔内填料上与塔釜内上升蒸汽进行逆流接触，通过加热、汽提作用，蒸馏出其中所含的SO2。蒸馏后所得脱硫溶剂贫液自蒸馏塔送到闪蒸塔，通过闪蒸形成闪蒸汽，闪蒸汽经过压缩机压缩后送到蒸馏塔内底部，与部分汽化的水形成的蒸汽一并形成塔内的上升蒸汽。
经过闪蒸后的贫液经贫富液换热器与富液换热后，进入贫液冷却器，水冷降温至45℃后送脱硫段循环使用。
闪蒸塔内绝对压力为0.07MPa，闪蒸汽温度为89℃，闪蒸汽进入压缩机，通过压缩机对其压缩做功，使其成为压力为0.25MPa（绝压）、温度为160℃的过热蒸汽。压缩机输出的过热蒸汽送到蒸馏塔内的底部，在蒸馏塔内将贫液温度加热到123℃，与汽化的部分水一起形成蒸馏塔内的上升蒸汽。
由此可见，本发明所述的热泵蒸馏流程与常规非热泵蒸馏流程相比，具备明显的低能耗、高能效、低运行费用的优势,节能效果达到70%以上。与其他热泵蒸馏流程相比具有热回收效率高，压缩的高温蒸汽不需要通过再沸器间接加热，压缩后的蒸汽温度和压力较低，压缩机的电耗低的优势。
Claims (10)
1. 可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：工艺步骤如下：
A、自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；
B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；
C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；
所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至40-55℃送脱硫段循环使用。
2.根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的1-3倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的90%-110%。
3.根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到95-120℃。
4.根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的蒸馏塔顶部排出的蒸汽与闪蒸后的贫液换热后，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，换热后的蒸汽经过水冷至37-50℃，气液分离后，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔。
5. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的步骤B中，压缩机的压缩比为1.8-4。
6. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的步骤B中，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功时，压缩机出口蒸汽的绝对压力为0.12-0.3MPa，温度为104-160℃。
7. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液换热后，脱硫溶剂富液升温到75-95℃。
8. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的步骤A，蒸馏塔塔顶蒸汽的绝对压力为0.1-0.2MPa，温度为90-124℃。
9. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的步骤A，闪蒸温度为75-120℃，压力为0.04-0.2MPa。
10. 根据权利要求1所述的可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：所述的步骤C，将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，加热蒸馏塔底的贫液至103-124℃。
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| CN102225297A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-10-26 | 成都华西工业气体有限公司 | 溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程 |
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