CN109224818B - 一种制取液体二氧化硫的装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制取液体二氧化硫的装置，特点是包括配制槽、加料泵、第一中和吸收塔、第二中和吸收塔、循环泵、脱水冷凝器、脱水塔、高压风机、气体冷凝器、产品槽、气液分离器和含有氢氧化钠溶液的尾气吸收塔，并且公开了以上装置的使用方法；优点是整体装置结构简单，操作方便，可实现对高浓度的二氧化硫气体进行吸收，且排出的液体与气体都十分环保，副产物氯化钠溶液可回收利用或外卖，在回收二氧化硫时，同步吸收氯化氢气体，置换出亚硫酸钠溶液中的硫从而转化为二氧化硫产品，且液体二氧化硫产品由气体冷凝器与气液分离器共同获取，产品制取效率较高，配置槽内的亚硫酸钠溶液可由脱水塔和尾气吸收塔进行循环补充，大大降低了运行费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工产品的制取装置及装置的使用方法，尤其是一种制取液体二氧化硫的装置及使用方法。
背景技术
目前世界上尾气脱硫工艺技术有上百种，但是具有实用价值的仅十几种，如石灰石－石膏法、钠碱吸收法、半干法、镁法等，由于历史原因，石灰石－石膏法成为了主流的脱硫工艺，市场占有率达90％以上，其特点是技术成熟，吸收剂来源广泛，适用于各种煤种，该法的缺点在于设备易腐蚀、磨损，且系统易发生结垢、系统堵塞、二次污染等等长期存在的技术难点还没有得到较为满意的解决；此外，副产品脱硫石膏的产生量很大，副产物再利用困难，目前还没有合适的处理方法。
在钠碱吸收法中亚硫酸钠循环—热法也发展较快，亚硫酸钠循环—热法是利用NaOH或者Na2CO3溶液作初始吸收剂，在低温下吸收烟气中的SO2，并生成Na2SO3，Na2SO3再继续吸收SO2生成NaHSO3，将含Na2SO3－NaHSO3的吸收液加热，释放出纯SO2气体，可送去制成液态SO2或制硫酸和硫，加热再生过程中得到Na2SO3结晶，经固液分离，并用水溶解后返回吸收系统；该法存在着工艺流程长，工序多，操作繁琐、运行成本高等不足之处。
近几年，采用溶剂脱硫如离子液、有机胺等技术也趋于成熟，但是该技术只能应用于低浓度硫尾气的回收，不适用于高浓度的硫或二氧化硫气体或纯二氧化硫气体回收，且尾气中一般都含有氯化氢气体，现有技术对氯化氢气体无法处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便环保的制取液体二氧化硫的装置及使用方法，产品制取效率较高，且运行费用较低。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制取液体二氧化硫的装置，包括用于配置亚硫酸钠溶液的配制槽、加料泵、第一中和吸收塔、第二中和吸收塔、循环泵、脱水冷凝器、脱水塔、高压风机、气体冷凝器、产品槽、气液分离器和含有氢氧化钠溶液的尾气吸收塔，所述的配置槽的出水口与所述的加料泵的进水口连通，所述的加料泵的出水口与所述的第二中和吸收塔的入水口连通，所述的第二中和吸收塔的出水口与所述的循环泵的进水口连通，所述的循环泵的出水口与所述的第一中和吸收塔的入水口连通，所述的第一中和吸收塔的出水口用于排出氯化钠溶液，所述的第一中和吸收塔的进气口用于接收外部二氧化硫与氯化氢混合尾气，所述的第一中和吸收塔的出气口与所述的第二中和吸收塔的进气口连通，所述的第二中和吸收塔的出气口与所述的脱水冷凝器的进气口连通，所述的脱水冷凝器的出气口与所述的脱水塔的进气口连通，所述的脱水冷凝器的出水口与所述的配置槽的第一入水口连通，所述的脱水塔的出气口与所述的高压风机的进气口连通，所述的高压风机的出气口与所述的气体冷凝器的进气口连通，所述的气体冷凝器的出水口与所述的产品槽的入水口连通，所述的气体冷凝器的出气口与所述的气液分离器的进气口连通，所述的气液分离器的出气口与所述的尾气吸收塔的进气口连通，所述的气液分离器的出水口与所述的产品槽的入水口连通，所述的尾气吸收塔的排气口与外部空气连通，所述的尾气吸收塔的出水口与所述的配置槽的第二入水口连通，所述的配置槽的第三入水口用于加入外部溶液。
一种制取液体二氧化硫的装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）通过配制槽的第三入水口向配置槽内输入浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液，接着将亚硫酸钠溶液通过加料泵抽送至第二中和吸收塔中，再用循环泵将第二中和吸收塔中的部分亚硫酸钠溶液抽送至第一中和吸收塔中，使第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第一中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的PH 值范围为8～10，同时使第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第二中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的PH 值范围为8～10；
（2）将外部含有氯化氢气体和二氧化硫的混合尾气输入第一中和吸收塔的进气口内，控制第一中和吸收塔的温度范围在30～50℃，当第一中和吸收塔中的溶液的PH值降至1～2时，将产生的溶液从第一中和吸收塔的出水口排出至外部；
（3）将第一中和吸收塔中生成的气体从第一中和吸收塔的出气口输入第二中和吸收塔的进气口内，控制第二中和吸收塔内的温度范围为10～40℃，当第二中和吸收塔中的溶液PH值达到3～5时，将第二中和吸收塔中的溶液从第二中和吸收塔的出水口通过循环泵抽送至第一中和吸收塔的入水口内，再由配制槽通过加料泵补充新的浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液至第二中和吸收塔的入水口内，控制第二中和吸收塔的出气口的排气温度范围为2～15℃，将第二中和吸收塔产生的气体由第二中和吸收塔的出气口输送至脱水冷凝器的进气口内进行脱水；
（4）控制脱水冷凝器内的温度范围为2～10℃，将由脱水冷凝器脱水产生的液体从脱水冷凝器的出水口输送至配制槽的第一入水口内回用，将由脱水冷凝器脱水后的气体从脱水冷凝器的出气口继续输送至脱水塔的进气口内进行二级脱水，将由脱水塔二级脱水产生的气体从脱水塔的出气口经过高压风机加压后输送至气体冷凝器的进气口内冷凝成液体二氧化硫，其中，气体冷凝器的冷凝温度范围为-12～-6℃，高压风机加压时通过高压风机变频控制高压风机的进气口的气体压力范围为-5～-0.5kpa，高压风机的出气口的气体压力范围为30～60kpa，将冷凝成的液体二氧化硫由气体冷凝器的出水口输送至产品槽作为产品储存，将气体冷凝器内的气体由气体冷凝器的出气口输送至气液分离器的进气口内；
（6）气液分离器将气液分离器内的气体进行气液分离，将经气液分离产生的液体输送至产品槽，将经气液分离产生的气体由气液分离器的出气口输送至尾气吸收塔的进气口内，尾气吸收塔内的碱性溶液对进入的气体进行洗涤得到洗涤后的尾气，尾气吸收塔将洗涤后的尾气从排气口排至外部空气中，当尾气吸收塔的釜液PH值达到7.5～8.5时，将尾气吸收塔内的溶液从尾气吸收塔的出水口输送至配制槽的第二入水口内循环使用。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过第一中和吸收塔内的亚硫酸钠溶液滤除混合尾气中的氯化氢及少量杂质后，将生成的氯化钠溶液排出，并将过滤产生的气体输送至第二中和吸收塔进行二次过滤，再将二次过滤后的气体依次送入脱水冷凝器和脱水塔进行两次脱水，脱水冷凝器中脱水产生的液体进入配置槽重复利用，将经脱水塔二次脱水后的气体通过高压风机加压后输送至气体冷凝器进行冷凝，将冷凝得到的液体二氧化硫输送至产品槽作为产品储存，同时将剩余的气体送至气液分离器内进行气液分离，将经气液分离产生的液体二氧化硫输送至产品槽，将经气液分离产生的气体输送至含有氢氧化钠溶液的尾气吸收塔内进行吸收，将吸收后产生的环保尾气排入高层空气中，再将生成的亚硫酸钠溶液输送至配置槽内循环利用，整体装置结构简单，操作方便，可实现对高浓度的二氧化硫气体进行吸收，且排出的液体与气体都十分环保，副产物氯化钠溶液可回收利用或外卖，在回收二氧化硫时，同步吸收氯化氢气体，置换出亚硫酸钠溶液中的硫从而转化为二氧化硫产品，且液体二氧化硫产品由气体冷凝器与气液分离器共同获取，产品制取效率较高；配置槽内的亚硫酸钠溶液可由脱水塔和尾气吸收塔进行循环补充，大大降低了运行费用。
附图说明
图1为本发明的装置连接框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种制取液体二氧化硫的装置，包括用于配置亚硫酸钠溶液的配制槽1、加料泵2、第一中和吸收塔3、第二中和吸收塔5、循环泵4、脱水冷凝器6、脱水塔7、高压风机8、气体冷凝器9、产品槽11、气液分离器10和含有氢氧化钠溶液的尾气吸收塔12，配置槽的出水口与加料泵2的进水口连通，加料泵2的出水口与第二中和吸收塔5的入水口连通，第二中和吸收塔5的出水口与循环泵4的进水口连通，循环泵4的出水口与第一中和吸收塔3的入水口连通，第一中和吸收塔3的出水口用于排出氯化钠溶液，第一中和吸收塔3的进气口用于接收外部二氧化硫与氯化氢混合尾气，第一中和吸收塔3的出气口与第二中和吸收塔5的进气口连通，第二中和吸收塔5的出气口与脱水冷凝器6的进气口连通，脱水冷凝器6的出气口与脱水塔7的进气口连通，脱水冷凝器6的出水口与配置槽的第一入水口连通，脱水塔7的出气口与高压风机8的进气口连通，高压风机8的出气口与气体冷凝器9的进气口连通，气体冷凝器9的出水口与产品槽11的入水口连通，气体冷凝器9的出气口与气液分离器10的进气口连通，气液分离器10的出气口与尾气吸收塔12的进气口连通，气液分离器10的出水口与产品槽11的入水口连通，尾气吸收塔12的排气口与外部空气连通，尾气吸收塔12的出水口与配置槽的第二入水口连通，配置槽的第三入水口用于加入外部溶液。
一种制取液体二氧化硫的装置的使用方法，包括以下步骤：
（1）通过配制槽1的第三入水口向配置槽内输入浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液，接着将亚硫酸钠溶液通过加料泵2抽送至第二中和吸收塔5中，再用循环泵4将第二中和吸收塔5中的部分亚硫酸钠溶液抽送至第一中和吸收塔3中，使第一中和吸收塔3中的亚硫酸钠溶液达到第一中和吸收塔3的塔釜液位的50～80%，且第一中和吸收塔3中的亚硫酸钠溶液的PH 值范围为8～10，同时使第二中和吸收塔5中的亚硫酸钠溶液达到第二中和吸收塔5的塔釜液位的50～80%，且第二中和吸收塔5中的亚硫酸钠溶液的PH 值范围为8～10；
（2）将外部含有氯化氢气体和二氧化硫的混合尾气输入第一中和吸收塔3的进气口内，控制第一中和吸收塔3的温度范围在30～50℃，当第一中和吸收塔3中的溶液的PH值降至1～2时，将产生的溶液从第一中和吸收塔3的出水口排出至外部；
（3）将第一中和吸收塔3中生成的气体从第一中和吸收塔3的出气口输入第二中和吸收塔5的进气口内，控制第二中和吸收塔5内的温度范围为10～40℃，当第二中和吸收塔5中的溶液PH值达到3～5时，将第二中和吸收塔5中的溶液从第二中和吸收塔5的出水口通过循环泵4抽送至第一中和吸收塔3的入水口内，再由配制槽1通过加料泵2补充新的浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液至第二中和吸收塔5的入水口内，控制第二中和吸收塔5的出气口的排气温度范围为2～15℃，将第二中和吸收塔5产生的气体由第二中和吸收塔5的出气口输送至脱水冷凝器6的进气口内进行脱水；
（4）控制脱水冷凝器6内的温度范围为2～10℃，将由脱水冷凝器6脱水产生的液体从脱水冷凝器6的出水口输送至配制槽1的第一入水口内回用，将由脱水冷凝器6脱水后的气体从脱水冷凝器6的出气口继续输送至脱水塔7的进气口内进行二级脱水，将由脱水塔7二级脱水产生的气体从脱水塔7的出气口经过高压风机8加压后输送至气体冷凝器9的进气口内冷凝成液体二氧化硫，其中，气体冷凝器9的冷凝温度范围为-12～-6℃，高压风机8加压时通过高压风机8变频控制高压风机8的进气口的气体压力范围为-5～-0.5kpa，高压风机8的出气口的气体压力范围为30～60kpa，将冷凝成的液体二氧化硫由气体冷凝器9的出水口输送至产品槽11作为产品储存，将气体冷凝器9内的气体由气体冷凝器9的出气口输送至气液分离器10的进气口内；
（6）气液分离器10将气液分离器10内的气体进行气液分离，将经气液分离产生的液体输送至产品槽11，将经气液分离产生的气体由气液分离器10的出气口输送至尾气吸收塔12的进气口内，尾气吸收塔12内的碱性溶液对进入的气体进行洗涤得到洗涤后的尾气，尾气吸收塔12将洗涤后的尾气从排气口排至外部空气中，当尾气吸收塔12的釜液PH值达到7.5～8.5时，将尾气吸收塔12内的溶液从尾气吸收塔12的出水口输送至配制槽1的第二入水口内循环使用。
Claims (2)
1.一种制取液体二氧化硫的装置，其特征在于包括用于配置亚硫酸钠溶液的配制槽、加料泵、第一中和吸收塔、第二中和吸收塔、循环泵、脱水冷凝器、脱水塔、高压风机、气体冷凝器、产品槽、气液分离器和含有氢氧化钠溶液的尾气吸收塔，所述的配制槽的出水口与所述的加料泵的进水口连通，所述的配制槽内设置有浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液，所述的加料泵的出水口与所述的第二中和吸收塔的入水口连通，所述的第二中和吸收塔的出水口与所述的循环泵的进水口连通，所述的循环泵的出水口与所述的第一中和吸收塔的入水口连通，当所述的第二中和吸收塔中的溶液pH值达到3～5时，所述的循环泵将所述的第二中和吸收塔中的溶液从所述的第二中和吸收塔的出水口抽送至所述的第一中和吸收塔的入水口内，所述的第一中和吸收塔的出水口用于排出氯化钠溶液，所述的第一中和吸收塔的进气口用于接收外部二氧化硫与氯化氢混合尾气，所述的第一中和吸收塔的出气口与所述的第二中和吸收塔的进气口连通，初始时所述的第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第一中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且所述的第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的pH 值范围为8～10，所述的第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第二中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且所述的第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的pH 值范围为8～10，所述的第二中和吸收塔的出气口与所述的脱水冷凝器的进气口连通，所述的脱水冷凝器的出气口与所述的脱水塔的进气口连通，所述的脱水冷凝器内的温度范围为2～10℃，所述的脱水冷凝器的出水口与所述的配制槽的第一入水口连通，所述的脱水塔的出气口与所述的高压风机的进气口连通，所述的高压风机的出气口与所述的气体冷凝器的进气口连通，所述的气体冷凝器的冷凝温度范围为-12～-6℃，所述的气体冷凝器的出水口与所述的产品槽的入水口连通，所述的气体冷凝器的出气口与所述的气液分离器的进气口连通，所述的气液分离器的出气口与所述的尾气吸收塔的进气口连通，所述的气液分离器的出水口与所述的产品槽的入水口连通，所述的尾气吸收塔的排气口与外部空气连通，所述的尾气吸收塔的出水口与所述的配制槽的第二入水口连通，所述的配制槽的第三入水口用于加入外部溶液。
2.根据权利要求1所述的一种制取液体二氧化硫的装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）通过配制槽的第三入水口向配制槽内输入浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液，接着将亚硫酸钠溶液通过加料泵抽送至第二中和吸收塔中，再用循环泵将第二中和吸收塔中的部分亚硫酸钠溶液抽送至第一中和吸收塔中，使第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第一中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且第一中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的pH 值范围为8～10，同时使第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液达到第二中和吸收塔的塔釜液位的50～80%，且第二中和吸收塔中的亚硫酸钠溶液的pH 值范围为8～10；
（2）将外部含有氯化氢气体和二氧化硫的混合尾气输入第一中和吸收塔的进气口内，控制第一中和吸收塔的温度范围在30～50℃，当第一中和吸收塔中的溶液的pH值降至1～2时，将产生的溶液从第一中和吸收塔的出水口排出至外部；
（3）将第一中和吸收塔中生成的气体从第一中和吸收塔的出气口输入第二中和吸收塔的进气口内，控制第二中和吸收塔内的温度范围为10～40℃，当第二中和吸收塔中的溶液pH值达到3～5时，将第二中和吸收塔中的溶液从第二中和吸收塔的出水口通过循环泵抽送至第一中和吸收塔的入水口内，再由配制槽通过加料泵补充新的浓度为10～15%的亚硫酸钠溶液至第二中和吸收塔的入水口内，控制第二中和吸收塔的出气口的排气温度范围为2～15℃，将第二中和吸收塔产生的气体由第二中和吸收塔的出气口输送至脱水冷凝器的进气口内进行脱水；
（4）控制脱水冷凝器内的温度范围为2～10℃，将由脱水冷凝器脱水产生的液体从脱水冷凝器的出水口输送至配制槽的第一入水口内回用，将由脱水冷凝器脱水后的气体从脱水冷凝器的出气口继续输送至脱水塔的进气口内进行二级脱水，将由脱水塔二级脱水产生的气体从脱水塔的出气口经过高压风机加压后输送至气体冷凝器的进气口内冷凝成液体二氧化硫，其中，气体冷凝器的冷凝温度范围为-12～-6℃，高压风机加压时通过高压风机变频控制高压风机的进气口的气体压力范围为-5～-0.5kPa，高压风机的出气口的气体压力范围为30～60kPa，将冷凝成的液体二氧化硫由气体冷凝器的出水口输送至产品槽作为产品储存，将气体冷凝器内的气体由气体冷凝器的出气口输送至气液分离器的进气口内；
（5）气液分离器将气液分离器内的气体进行气液分离，将经气液分离产生的液体输送至产品槽，将经气液分离产生的气体由气液分离器的出气口输送至尾气吸收塔的进气口内，尾气吸收塔内的碱性溶液对进入的气体进行洗涤得到洗涤后的尾气，尾气吸收塔将洗涤后的尾气从排气口排至外部空气中，当尾气吸收塔的釜液pH值达到7.5～8.5时，将尾气吸收塔内的溶液从尾气吸收塔的出水口输送至配制槽的第二入水口内循环使用。
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