CN104689702B - 一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统及方法，高温高浓度的SO2尾气经余热锅炉换热后变成200℃～250℃的尾气，通过三合一塔换热后变成120℃～130℃的尾气，再经过急冷后与脱硫半贫碱液逆流接触，变成温度为50℃、SO2浓度为500mg/m3以下的尾气，再加热到100℃以上后排放；脱硫贫碱液在三合一塔中吸收SO2变成富液后泵入再生反应釜，在再生反应釜中进行脱硫液再生，再生后的清液为贫碱液直接流入碱液配置槽。本发明占地面积小，脱硫效率高，操作维护方便，处理过程不产生新的废液、废渣、废气，副产品脱硫石膏可作为建材原料，具有广阔应用前景，达到“循环经济”的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统及方法，主要用于含硫天然气处理厂硫磺回收装置高浓度SO2(3000～25000mg/m3)的尾气处理。
背景技术
目前，含硫天然气处理厂硫磺回收装置产生的尾气虽然经过焚烧后排放，但尾气中大量存在的SO2(3000～25000mg/m3)，不能满足环保排放要求(尾气中SO2的排放浓度要求小于500mg/m3)，亟待研究一种高温高含硫尾气脱出SO2工艺技术进行处理。
现有尾气中脱除SO2的方法主要有干法、半干法和湿法。干法和半干法普遍脱出效率低(小于90％)、投资高、操作环境差；湿法主要是减法和双减法，虽然脱出效率稍高(小于95％)，但要排出大量废水和废渣，冬天排放烟囱形成大量“白烟，形成二次污染，操作环境差、投资高。上述三种方法目前都仅在电厂和炼厂的低浓度SO2(小于1000mg/m3)的烟气处理上使用过，不适用于目前含硫天然气处理厂硫磺回收装置高浓度SO2(3000～25000mg/m3)的尾气处理。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统及方法，适用于目前含硫天然气处理厂硫磺回收装置高浓度SO2(3000～25000mg/m3)的尾气处理，可有效克服现有技术中SO2进口浓度低、SO2脱除效率低、投资高、操作环境差、有废水和废渣排出，冬天烟囱冒“白烟”等缺点。
本发明所采用的技术方案是：一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统，包括余热锅炉、三合一塔、碱液配置槽和再生反应釜，其中：余热锅炉通过尾气管道与三合一塔连接，三合一塔通过富液管道与再生反应釜连接，再生反应釜通过贫碱液管道与碱液配置槽连接，碱液配置槽通过脱硫贫碱液管道与三合一塔连接，再生反应釜与生石灰料仓连接。
本发明还提供了一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫方法，高于600℃的、浓度为3000～25000mg/m3的SO2尾气经余热锅炉换热后变成200℃～250℃的尾气，通过三合一塔上部的尾气加热器进一步换热后变成120℃～130℃的尾气，从上部的尾气加热器排烟口通过外部尾气管道进入底部的脱硫半贫碱液池进行急冷后进入中部的填料段，与来自三合一塔底部的脱硫半贫碱液池内的脱硫半贫碱液逆流接触，进行洗涤脱硫和除尘处理后，变成温度为50℃、SO2浓度为500mg/m3以下的尾气，再经三合一塔上部的尾气加热器加热到100℃以上，形成满足排放要求的合格尾气从顶部的烟囱段直接排放；碱液配置槽中的脱硫贫碱液用泵补充至三合一塔底部，经充分吸收SO2变成富液后，用泵将其打入再生反应釜，在再生反应釜中与来自生石灰料仓的生石灰进行脱硫液再生，再生后的清液为贫碱液直接流入碱液配置槽。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明主要用于高浓度SO2尾气脱硫，可以处理浓度在3000～25000mg/m3的高浓度含硫尾气，达到国家环保排放标准。本发明占地面积小，脱硫效率高，操作维护方便，处理过程不产生新的废液、废渣、废气，副产品脱硫石膏可作为建材原料，具有广阔应用前景，达到“循环经济”的目的。具体表现如下：
(1)本发明采用贫碱液作为脱硫剂，利用生石灰对富脱硫剂再生，既防止脱硫过程中泵阀等堵塞磨损，提高了脱硫效率，又充分利用了生石灰成本低廉的优点，适宜处理高温(高于600℃)、高浓度SO2(3000～25000mg/m3)的尾气；
(2)本发明采用急冷、脱硫、排烟三合一的多功能塔，有效简化了工艺流程，降低了投资成本；
(3)本发明将尾气脱硫后产生的有毒亚硫酸钙进行催化氧化生成无毒硫酸钙，作为建材原料，无固渣排出；
(4)本发明反应再生过程中的各种滤液循环使用，无外排水。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的工艺流程图；
图2是三合一塔的结构示意图。
具体实施方式
一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统，如图1所示，包括：余热锅炉1、三合一塔2、浓碱液储槽3、碱液配置槽4、再生反应釜5、生石灰料仓6、固液分离设备7、过滤液储槽8、催化氧化反应釜9、板框式压滤机10、石膏料仓11等，其中：
余热锅炉1通过尾气管道与三合一塔2的上部尾气加热器连接，三合一塔2通过富液管道与再生反应釜5连接，再生反应釜5通过贫碱液管道与碱液配置槽4连接，碱液配置槽4与浓碱液储槽3连接，碱液配置槽4还通过脱硫贫碱液管道与三合一塔2连接；再生反应釜5与生石灰料仓6连接；再生反应釜5通过悬浮液管道与固液分离设备7连接；固液分离设备7依次与催化氧化反应釜9、板框式压滤机10和石膏料仓11连接；固液分离设备7通过清液管道与过滤液储槽8连接；过滤液储槽8通过调浆液管道与催化氧化反应釜9连接；板框式压滤机10通过清液管道与过滤液储槽8连接。
所述三合一塔2的结构如图2所示，包括设置在上部的尾气加热器21、中部的填料段22、底部的脱硫半贫碱液池23和顶部的烟囱段26；上部的尾气加热器排烟口24通过外部尾气管道与底部的脱硫半贫碱液池23连接；底部的脱硫半贫碱液池出口25通过外部脱硫半贫碱液管道与中部的填料段22连接。
本发明还公开了一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫方法，包括如下步骤：
高温(高于600℃)、高浓度(3000～25000mg/m3)的SO2尾气经余热锅炉1换热后变成200℃～250℃左右的尾气，通过三合一塔上部尾气加热器进一步换热后变成120℃～130℃的尾气，从上部的尾气加热器排烟口24通过外部尾气管道进入底部的脱硫半贫碱液池23进行急冷后进入中部的填料段，与来自三合一塔底部的脱硫半贫碱液池23内的脱硫半贫碱液逆流接触，进行洗涤脱硫和除尘处理后，变成温度为50℃、SO2浓度合格(500mg/m3以下)的尾气，再经三合一塔上部的尾气加热器21加热到100℃以上，形成满足排放要求的合格尾气从顶部的烟囱段26直接排放。
来自浓碱液储槽3的浓碱液进入碱液配置槽4中配置成合格的脱硫贫碱液用泵补充至三合一塔底部，经充分吸收SO2变成富液后，用泵将其打入再生反应釜5，在再生反应釜5中与来自生石灰料仓6的生石灰(CaO2)进行脱硫液再生，再生后的清液为贫碱液直接流入碱液配置槽4，再生后的悬浮液进入固液分离设备7进行分离，分离后的清液流入过滤液储槽8，分离后的固体滤渣(即Ca2SO3.1/2H2O)输送至催化氧化反应釜9中经催化氧化成含水硫酸钙(Ca2SO4。2H2O)后输送至板框式压滤机10进行压榨和过滤，板框式压滤机10产生的清液流入过滤液贮槽8(过滤液贮槽8的清液作为调浆液送入催化氧化反应釜9循环使用)，产生的固体附产品含水硫酸钙送入石膏料仓11经干燥处理后作为附产品回收。
Claims (5)
1.一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统，其特征在于：包括余热锅炉、三合一塔、碱液配置槽和再生反应釜，其中：余热锅炉通过尾气管道与三合一塔连接，三合一塔通过富液管道与再生反应釜连接，再生反应釜通过贫碱液管道与碱液配置槽连接，碱液配置槽通过脱硫贫碱液管道与三合一塔连接，再生反应釜与生石灰料仓连接；所述再生反应釜通过悬浮液管道与固液分离设备连接；固液分离设备依次与催化氧化反应釜、板框式压滤机和石膏料仓连接；所述三合一塔包括设置在上部的尾气加热器、中部的填料段、底部的脱硫半贫碱液池和顶部的烟囱段；上部的尾气加热器排烟口通过外部尾气管道与底部的脱硫半贫碱液池连接；底部的脱硫半贫碱液池出口通过外部脱硫半贫碱液管道与中部的填料段连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫系统，其特征在于：固液分离设备和板框式压滤机分别通过各自的清液管道与过滤液储槽连接；过滤液储槽通过调浆液管道与催化氧化反应釜连接。
3.一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫方法，其特征在于：高于600℃的、浓度为3000～25000mg/m3的SO2尾气经余热锅炉换热后变成200℃～250℃的尾气，通过三合一塔上部的尾气加热器进一步换热后变成120℃～130℃的尾气，从上部的尾气加热器排烟口通过外部尾气管道进入底部的脱硫半贫碱液池进行急冷后进入中部的填料段，与来自三合一塔底部的脱硫半贫碱液池内的脱硫半贫碱液逆流接触，进行洗涤脱硫和除尘处理后，变成温度为50℃、SO2浓度为500mg/m3以下的尾气，再经三合一塔上部的尾气加热器加热到100℃以上，形成满足排放要求的合格尾气从顶部的烟囱段直接排放；
碱液配置槽中的脱硫贫碱液泵入三合一塔底部，经吸收SO2变成富液后，再泵入再生反应釜，在再生反应釜中与来自生石灰料仓的生石灰进行脱硫液再生，再生后的清液为贫碱液直接流入碱液配置槽。
4.根据权利要求3所述的一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫方法，其特征在于：再生反应釜产生的悬浮液进入固液分离设备进行分离，分离后的固体滤渣输送至催化氧化反应釜中经催化氧化成含水硫酸钙后输送至板框式压滤机进行压榨和过滤，板框式压滤机产生的固体附产品含水硫酸钙送入石膏料仓经干燥处理后作为附产品回收。
5.根据权利要求4所述的一种高温高浓度二氧化硫尾气脱硫方法，其特征在于：固液分离设备分离后的清液和板框式压滤机产生的清液均流入过滤液贮槽，过滤液贮槽的清液作为调浆液送入催化氧化反应釜循环使用。
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