CN203990280U

CN203990280U - 一种脱除烟气中二氧化硫的系统

Info

Publication number: CN203990280U
Application number: CN201420294301.5U
Authority: CN
Inventors: 李剑胜
Original assignee: Zhuzhou Sante Environmental Protection And Energy Saving Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Xiangsante Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2024-06-05

Abstract

本实用新型提供了一种脱除烟气中二氧化硫的系统，所述系统包括换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器；所述换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器通过管路依次连接。本实用新型实现了脱除烟气中二氧化硫的连续化生产，脱硫副产品亚硫酸钠的制取也实现了连续性，装置运行成本较现有技术更低；系统体积更小，投资更少；本实用新型采用逆流接触吸收方式，使得烟气中的二氧化硫与吸收液接触时间长，反应充分，脱硫效率达到99%以上，脱硫浓度范围大，对二氧化硫浓度为1000～40000mg/m³的烟气均可有效吸收处理。

Description

一种脱除烟气中二氧化硫的系统

技术领域

本实用新型属于资源环境保护技术领域，尤其涉及一种脱除烟气中二氧化硫的系统。

背景技术

低浓度二氧化硫（SO₂）烟气主要来自于化石燃料的燃烧、含硫矿石的焙烧、冶炼及化工生产等热过程，具有分布广、治理难的特点，且易形成酸雨和二次颗粒污染物，对生态环境造成严重危害。现有技术中，烟气脱硫装置通常为采用湿法脱硫法的脱硫装置，主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。目前工业化的主要烟气脱硫技术有：1、普通湿式石灰石-石膏法，该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO₂，生成带水亚硫酸钙或石膏，其工艺技术较为成熟，脱硫效率稳定，可达90％以上。该法缺点是石膏品质难以保证，容易造成二次污染，装置投资大，运行费用较高；2、喷雾干燥法，该法是采用石灰乳为吸收剂的烟气脱硫法，其一次性设备投资比湿式石灰石-石膏法低。该法缺点是对设备的要求比较高，喷头易堵塞，而且运行费用很高，且脱硫效率仅达80％-90％；3、吸收再生法，主要有氧化镁法、双碱法、W-L法。脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。该法缺点是装置占地面积比较大，运行成本也较高；4、钠碱法：该法一般采用NaOH作为脱硫剂，脱硫效率高，单级效率可达90%以上，技术成熟。该法缺点是系统流程长，装置投资较大，脱硫副产品为间断制取，且高温烟气的热能未得到利用，而回收副产品需消耗大量蒸汽，运行成本高。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的脱除烟气中二氧化硫的系统存在脱硫效率低、运行成本高的技术问题，提供一种脱硫效率高、成本低的脱除烟气中二氧化硫的系统。

本实用新型提供了一种脱除烟气中二氧化硫的系统，所述系统包括换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器；所述换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器通过管路依次连接；

所述换热器，用于将含有SO₂的高温烟气降温降至150℃~180℃；

所述洗涤装置，用于将换热后的含有SO₂的烟气除尘净化、除去SO₃，并将烟气温度降至60℃~70℃；

所述吸收装置，用于将净化、降温后含有SO₂的烟气与吸收液逆向接触反应，将烟气中的二氧化硫吸收后形成洁净烟气排放，并生成含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液；

所述反应装置，用于将含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液进入中和塔与质量浓度为30~40%的碳酸钠溶液发生中和反应，使混合液中的NaHSO₃转化为Na₂SO₃并结晶析出；

所述浓缩装置，用于将Na₂SO₃结晶液进行浓缩；

所述离心分离器，用于将Na₂SO₃结晶液进行离心分离出，得到母液和结晶；所述母液返回浓缩装置继续浓缩；

所述干燥器，用于将结晶进行干燥形成脱硫副产品无水亚硫酸钠。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型所提供的装置实现了脱除烟气中二氧化硫的连续化生产，脱硫副产品亚硫酸钠的制取也实现了连续性。本实用新型运行成本较现有技术更低；系统体积更小，投资更少；本实用新型采用逆流接触吸收方式，使得烟气中的二氧化硫与吸收液接触时间长，反应充分，脱硫效率达到99%以上，脱硫浓度范围大，对二氧化硫浓度为1000～40000mg/m³的烟气均可有效吸收处理；比传统钠碱法采用蒸汽浓缩、干燥节省大量能源，系统能耗低，生产成本低。

总之，本实用新型具有工艺流程短、脱硫效率高、能耗低、运行成本低的优点，烟气吸收、吸收液中和结晶、热风浓缩、干燥系统采用全封闭系统循环运行，吸收转化过程中无废水、废渣产出，不产生二次污染，属于清洁环保生产装置。适用于冶金、钢铁、火电等行业的各种工业窑炉和燃煤锅炉烟气中二氧化硫的脱除和回收利用。

附图说明

图1为本实用新型的脱除烟气中二氧化硫的系统示意图。

附图标记：

1-换热器，2-洗涤装置，3-吸收装置，4-浓缩装置，5-反应装置，6-干燥器，7-离心分离器。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种脱除烟气中二氧化硫的系统，所述系统包括换热器1、洗涤装置2、吸收装置3、反应装置5、浓缩装置4、离心分离器7和干燥器6；所述换热器1、洗涤装置2、吸收装置3、反应装置5、浓缩装置4、离心分离器7和干燥器6通过管路依次连接；

所述换热器1，用于将含有SO₂的高温烟气降温降至150℃~180℃；

所述洗涤装置2，用于将换热后的含有SO₂的烟气除尘净化、除去SO₃，并将烟气温度降至60℃~70℃；

所述吸收装置3，用于将净化、降温后含有SO₂的烟气与吸收液逆向接触反应，将烟气中的二氧化硫吸收后形成洁净烟气排放，并生成含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液；

所述反应装置5，用于将含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液进入中和塔与质量浓度为30~40%的碳酸钠溶液发生中和反应，使混合液中的NaHSO₃转化为Na₂SO₃并结晶析出；

所述浓缩装置4，用于将Na₂SO₃结晶液进行浓缩；

所述离心分离器7，用于将Na₂SO₃结晶液进行离心分离出，得到母液和结晶；所述母液返回浓缩装置4继续浓缩；

所述干燥器6，用于将结晶进行干燥形成脱硫副产品无水亚硫酸钠。

根据本实用新型所提供的系统，优选地，所述换热器1的热空气出口分别通过管路与所述浓缩装置4和所述干燥器6连接。

根据本实用新型所提供的系统，优选地，所述吸收装置3为旋切流洗涤器和/或喷淋洗涤塔。

根据本实用新型所提供的系统，优选地，所述吸收装置3为串联连接的旋切流洗涤器和喷淋洗涤塔；所述烟气先进入旋切流洗涤器，再进入喷淋洗涤塔。

如图1所示，提供一种脱除烟气中二氧化硫的系统，包括换热器1、洗涤装置2、吸收装置3、反应装置5、浓缩装置4、离心分离器7和干燥器6；所述换热器1、洗涤装置2、吸收装置3、反应装置5、浓缩装置4、离心分离器7和干燥器6通过管路依次连接；所述换热器1的热空气出口分别通过管路与所述浓缩装置4和所述干燥器6连接。

含有二氧化硫的烟气通过换热器1降温及洗涤塔除尘净化后，进入吸收装置3与吸收液逆向接触，烟气中的二氧化硫经吸收液吸收后形成洁净烟气排放，而生成的含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合吸收液则进入中和塔与碳酸钠溶液反应生成亚硫酸钠结晶液，结晶液在浓缩塔经换热器1产生的热风浓缩后，离心分离出母液返回浓缩塔继续浓缩，结晶则通过热风干燥后形成脱硫副产品无水亚硫酸钠。本实用新型采用了高效烟气吸收装置3、连续中和结晶、利用烟气余热进行热风浓缩、干燥的工艺，该工艺流程短、脱硫效率高、能耗低、运行成本低；烟气吸收、吸收液中和结晶、热风浓缩、干燥系统采用全封闭循环运行，不产生二次污染；适用于冶金、钢铁、火电等行业的各种工业窑炉和燃煤锅炉烟气中二氧化硫的脱除和回收利用。

下面通过具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

1）、将待处理的SO₂浓度为35000mg/Nm³、温度为280℃的锌冶炼回转窑烟气和常温空气分别通入换热器1进行热交换，使烟气温度降至160℃，同时，空气被加热成110℃的热风；

2）经换热后的含硫烟气送入洗涤塔进行水洗，除去烟气中的烟尘、SO₃等杂质，并进一步将烟气温度降至60℃；

3）净化、降温后的含硫烟气先后送入管式旋切流吸收器和喷淋吸收塔与质量比浓度为35%的碳酸钠、15%的亚硫酸钠、5%的亚硫酸氢钠混合溶液逆向接触反应，含硫烟气经吸收后形成洁净烟气排放，并生成含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液；

4）将步骤（3）得到的混合吸收液一部分返回至吸收装置3，另一部分送入中和塔与质量比浓度为35%的碳酸钠溶液发生中和反应，控制反应终点pH 值为8.0，反应温度为60℃，使混合吸收液中的NaHSO₃转化为Na₂SO₃并结晶析出；

5）将步骤（4）得到的Na₂SO₃结晶液送入浓缩塔，同时，向浓缩塔通入经步骤1）产生的热风，使Na₂SO₃结晶液浓缩成固含量为60%的浆液；

6）将步骤5）得到的浆液送入离心机，分离出母液返回浓缩塔继续浓缩，结晶则送入干燥器6，经步骤1）产生的热风干燥后制得无水亚硫酸钠。

经过对排放的烟气及得到的无水亚硫酸钠进行分析检测，排放烟气含SO₂≤300mg/Nm³，优于排放标准，脱硫效率≥99%，无水亚硫酸钠品位≥93%，达到工业级品质。

实施例2

1）将待处理的含有SO2浓度20000 mg/Nm³、温度为250℃的锌冶炼挥发窑烟气和常温空气分别通入换热器1进行热交换，使烟气温度降至150℃，同时，空气被加热成110℃的热风；

2）经换热后的含硫烟气送入洗涤塔进行水洗，除去烟气中的烟尘、SO₃等杂质，并进一步将烟气温度降至70℃；

3）净化、降温后的含硫烟气先后送入管式旋切流吸收器和喷淋吸收塔与质量比浓度为40%的碳酸钠、18%的亚硫酸钠、8%的亚硫酸氢钠混合溶液逆向接触反应，含硫烟气经吸收后形成洁净烟气排放，并生成含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液；

4）将步骤（3）得到的混合吸收液一部分返回至吸收装置3，另一部分送入中和塔与质量比浓度为40%的碳酸钠溶液发生中和反应，控制反应终点pH 值为7.2，反应温度为80℃，使混合吸收液中的NaHSO₃转化为Na₂SO₃并结晶析出；

5）将步骤（4）得到的Na₂SO₃结晶液送入浓缩塔，同时，向浓缩塔通入经步骤1）产生的热风，使Na₂SO₃结晶液浓缩成固含量为50%的浆液；

经过对排放的烟气及得到的无水亚硫酸钠进行分析检测，排放烟气含SO²≤180mg/Nm³，优于排放标准，脱硫效率≥99%，无水亚硫酸钠品位≥93%，达到工业级品质。

实施例3

1）将待处理的含有SO₂浓度40000 mg/Nm³、温度为250℃的锌冶炼挥发窑烟气和常温空气分别通入换热器1进行热交换，使烟气温度降至180℃，同时，空气被加热成120℃的热风；

2）经换热后的含硫烟气送入洗涤塔进行水洗，除去烟气中的烟尘、SO₃等杂质，并进一步将烟气温度降至65℃；

3）净化、降温后的含硫烟气先后送入管式旋切流吸收器和喷淋吸收塔与质量比浓度为40%的碳酸钠、20%的亚硫酸钠、10%的亚硫酸氢钠混合溶液逆向接触反应，含硫烟气经吸收后形成洁净烟气排放，并生成含有Na₂SO₃和NaHSO₃的混合液；

4）将步骤（3）得到的混合吸收液一部分返回至吸收装置3，另一部分送入中和塔与质量比浓度为40%的碳酸钠溶液发生中和反应，控制反应终点pH 值为7.8，反应温度为80℃，使混合吸收液中的NaHSO₃转化为Na₂SO₃并结晶析出；

经过对排放的烟气及得到的无水亚硫酸钠进行分析检测，排放烟气含SO2≤320mg/Nm³，优于排放标准，脱硫效率≥99%，无水亚硫酸钠品位≥93%，达到工业级品质。

对比例1

将待处理的SO₂浓度为35000 mg/Nm³、温度为280℃的锌冶炼回转窑烟气，采用公开号为CN102580484A实施例1中的烟气中二氧化硫的回收方法。

经过对排放的烟气及得到的无水亚硫酸钠进行分析检测，排放烟气含SO₂≤550mg/Nm³，脱硫效率≥98%，无水亚硫酸钠品位≥85%。

从实施例和对比例的对比中可以看出，本实用新型采用了高效烟气吸收装置3、连续中和结晶、利用烟气余热进行热风浓缩、干燥的工艺，该工艺流程短、脱硫效率高、能耗低、运行成本低；烟气吸收、吸收液中和结晶、热风浓缩、干燥系统采用全封闭循环运行，不产生二次污染；适用于冶金、钢铁、火电等行业的各种工业窑炉和燃煤锅炉烟气中二氧化硫的脱除和回收利用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种脱除烟气中二氧化硫的系统，其特征在于，所述系统包括换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器；所述换热器、洗涤装置、吸收装置、反应装置、浓缩装置、离心分离器和干燥器通过管路依次连接；

所述浓缩装置，用于将Na₂SO₃结晶液进行浓缩；

2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热器的热空气出口分别通过管路与所述浓缩装置和所述干燥器连接。

3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸收装置为旋切流洗涤器和/或喷淋洗涤塔。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸收装置为串联连接的旋切流洗涤器和喷淋洗涤塔；所述烟气先进入旋切流洗涤器，再进入喷淋洗涤塔。