CN217887470U - 一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，用于环保领域。该设备包括：脱硫系统，所述脱硫系统用于降低溶液中的SO₄ ^2‑、Na+的含量，包括：冷冻结晶装置，所述冷冻结晶装置用于将流入的溶液中的SO₄ ^2‑、Na⁺结晶脱离，得到SO₄ ^2‑浓度不大于40g/L的溶液；脱盐装置，所述脱盐装置与所述冷冻结晶装置连接，用于将所述SO₄ ^2‑浓度不大于40g/L的溶液进行浓水和淡水分离，并且将所述淡水通过淡水侧出口回流至所述脱硫系统；纳滤装置，所述纳滤装置与所述脱盐装置的浓水侧出口连接，用于将Na⁺、Cl^‑从所述浓水中分离并且排出设备，并且将剩余截留液回流至所述脱硫系统。本实用新型的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备降低了有机胺脱硫剂的损失。

Description

一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备

技术领域

本实用新型涉及环保领域，尤其涉及一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备。

背景技术

在烧结烟气脱硫采用有机胺工艺进行脱硫，脱硫系统在运行过程中，脱硫贫液的PH值控制在5.0-6.0，吸收SO₂后的脱硫富液的PH值控制在4.0-5.0，由于脱硫剂循环吸收解吸，烟气中粉尘夹带的Cl进入脱硫溶液中使得酸根离子浓度累计升高，导致系统腐蚀，同时运行过程中SO₂的氧化生成SO₄ ^2-，易造成系统堵塞，这些杂质离子(稳定盐)不仅严重影响了脱硫剂的吸硫效果，降低了脱硫效率，而且增加了系统不稳定运行的风险，能耗急剧升高，成本增加。

现有技术中采用离子交换树脂脱盐方法，在脱除Cl^-、SO₄ ^2-离子过程中，同时吸附部分脱硫剂，在再生时导致脱硫剂随再生液外排而造成大量损失。平均每个树脂运行周期损失10-20kg脱硫剂，一天损失量在160-250kg，损失率达到6-8％，使得每天补加较多量的新鲜脱硫剂，增加较大的成本，并且随着再生液排入废水中，会对废水处理影响大。增设新处理工艺投资大，并导致Na⁺进入脱硫系统，影响脱硫剂解吸效果。

实用新型内容

本申请总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

本实用新型提供一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，此种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备克服现有的烟气湿法脱硫中脱硫剂损失大的问题，用于降低有机胺脱硫工艺中脱硫剂损耗、避免脱硫效果下降以及避免成本上升，以保证脱硫设备稳定、高效地运行，降低该工艺的运行成本。

本实用新型提出的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备包括：脱硫系统，所述脱硫系统用于降低溶液中的SO₄ ^2-、Na⁺的含量，包括：冷冻结晶装置，所述冷冻结晶装置用于将流入的溶液中的SO₄ ^2-、Na⁺结晶脱离，得到SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液；脱盐装置，所述脱盐装置与所述冷冻结晶装置连接，用于将所述SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液进行浓水和淡水分离，并且将所述淡水通过淡水侧出口回流至所述脱硫系统；纳滤装置，所述纳滤装置与所述脱盐装置的浓水侧出口连接，用于将Na⁺、Cl^-从所述浓水中分离并且排出设备，并且将剩余截留液回流至所述脱硫系统。

在一些本实用新型的实施例中，还包括：回流装置，所述回流装置包括溶液储槽和与所述溶液储槽连接的泵，所述溶液储槽分别与所述脱盐装置的淡水侧出口和所述纳滤装置的剩余截留液侧出口连接，用于将所述脱盐装置流出的所述淡水和所述纳滤装置流出的所述剩余截留液通过所述泵回流至所述脱硫系统。

在一些本实用新型的实施例中，所述脱硫系统还包括：过滤装置，所述过滤装置与所述冷冻结晶装置连接，用于将流入的脱硫贫液进行杂质过滤并且将过滤后的溶液流出至所述冷冻结晶装置。

在一些本实用新型的实施例中，所述过滤装置为活性炭吸附罐，通过所述活性炭吸附罐吸附所述脱硫贫液中的颗粒悬浮物并且进行过滤。

在一些本实用新型的实施例中，所述脱硫系统还包括：换热器和与所述换热器连接形成循环的再生塔，所述换热器用于将流入的脱硫富液进行换热并且将换热后的脱硫富液流入所述再生塔，所述再生塔用于将所述换热后的脱硫富液再生SO₂得到脱硫贫液并且将所述脱硫贫液回流至所述换热器进行换热。

在一些本实用新型的实施例中，所述过滤装置的入口与所述换热器连接，所述过滤装置用于将经过换热后的脱硫贫液进行杂质过滤，并且将过滤后的溶液流出至所述冷冻结晶装置。

在一些本实用新型的实施例中，所述冷冻结晶装置包括降温槽，所述降温槽的降温范围为-10℃-30℃并且可调节PH值至7.5-8.0，所述冷冻结晶装置用于将流入的溶液引入所述降温槽进行降温并且降温至20℃-30℃进行结晶。

在一些本实用新型的实施例中，所述脱盐装置包括电渗析装置，所述电渗析装置的入口与所述冷冻结晶装置的出口连接，并且所述电渗析装置的浓水出口侧与所述纳滤装置的入口连接，淡水出口侧用于将所述回流至所述脱硫系统。

在一些本实用新型的实施例中，所述电渗析装置包括极液出口，所述极液出口用于将所述电渗析装置的极液浓度超过8％的极液排出至所述冷冻结晶系统。

在一些本实用新型的实施例中，所述纳滤装置包括通过错流的方式运行的纳滤膜，所述纳滤膜由聚酰胺组成并且所述纳滤膜的孔径范围为180D-250D。

本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，烧结烟气经过经有机胺脱硫剂循环吸收再生后，脱硫贫液经过过滤装置、脱硫系统、脱盐装置进行脱硫，降低了有机胺脱硫剂的损失，可以稳定脱除Na₂SO₄、NaCl盐。进一步，降低了系统腐蚀结垢，保证了设备的脱硫剂的稳定以及脱硫效果，降低了再生能耗，极大地节约了脱硫工艺的运行成本。同时此设备产生的NaCl清水可以直接外排或利用，产生的Na₂SO₄结晶盐可以部分回收利用或者外卖，电渗析产生的极液返回设备本身，不会存在二次污染。

附图说明

为了更加完整地理解本申请的实施例，应参考在附图中更为详细地说明以及下文中通过示例描述的实施例，其中：

图1示出了根据本实用新型的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备。

具体实施方式

以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本申请的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

此外，在本文中，如第一和第二等的关系术语仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或意味着处于这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何其它变形旨在涵盖非排他性的包括，以使包含一系列要素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，也可以包括未明确列出的或这些过程、方法、物品或装置所固有的要素。

下面将结合附图说明本申请的一个或多个实施例。

图1示出了本实用新型提供的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备的实施例。如图1所示，此种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备包括脱硫系统1，脱盐装置2以及纳滤装置3。脱硫系统1的出口与脱盐装置2的入口连接，脱盐装置2的出口与纳滤装置3的出口连接，使得溶液依次经过脱硫装置1进行脱硫初步脱除溶液中的SO₄ ^2-；经过脱盐装置2进行脱盐将溶液分离为淡水和浓水，将淡水溶液返回至脱硫系统1进行循环吸收再生，将浓水流入至纳滤装置3进一步脱除Na⁺、Cl^-；纳滤装置3截留浓水中的脱硫剂以及SO₄ ^2-得到剩余截留液，并且将剩余截留液返回至脱硫系统1进行循环吸收再生，而将剩余Na⁺、Cl^-从浓水中分离并且排出设备。脱硫系统1包括冷冻结晶装置，冷冻结晶装置用于将流入的溶液中的SO₄ ^2-、Na⁺结晶脱离，冷冻结晶装置可以脱除大部分的SO₄ ^2-，得到SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液，冷冻结晶装置的出口与脱盐装置2连接，以将SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液流入脱盐装置2中进一步脱盐。

该设备还包括回流装置4，回流装置4包括溶液储槽和与溶液储槽连接的泵。溶液储槽与脱盐装置2连接，用于接收经过脱盐装置2脱盐得到的淡水并且通过泵将淡水返回至脱硫系统1中进行循环吸收再生。溶液储槽还与纳滤装置3的剩余截留液侧连接，用于接收经过纳滤装置3进行纳滤得到的剩余截留液并且通过泵将截留液返回至脱硫系统1中进行循环吸收再生。

脱硫系统1还包括过滤装置，过滤装置与冷冻结晶装置连接，用于将流入的脱硫贫液进行杂质过滤，除去溶液中的颗粒悬浮物。在本实施例中，过滤装置为活性炭吸附罐，活性炭吸附罐为常见的过滤罐，活性炭为直径3-5mm、高10mm的圆柱状，可以理解的是，过滤装置并不局限于活性炭吸附罐，对于可以达到过滤吸附作用的其他过滤性质的过滤罐也是可以考虑的。

脱硫系统1还包括换热器和与所述换热器连接形成循环的再生塔，脱硫塔中的脱硫溶液经过富液槽得到脱硫富液，脱硫富液经过泵泵入换热器中进行换热。脱硫溶液吸收SO₂后的脱硫富液的温度范围在48℃-52℃，换热器用于将流入的温度范围在48℃-52℃的脱硫富液进行换热，并且将换热后的脱硫富液流入再生塔，在102℃-110℃温度下再生SO₂变为脱硫贫液，脱硫贫液再经过换热器进行换热。活性炭吸附罐的入口与换热器的出口连接，经过换热后的脱硫贫液流入活性炭吸附罐中去除颗粒悬浮物，此时溶液的温度范围为55-60℃，PH值的范围为5.4-5.8。

冷冻结晶装置包括降温槽，所述降温槽的降温范围为-10℃-30℃并且可调节PH值至7.5-8.0，冷冻结晶装置用于将流入的溶液引入降温槽进行降温并且降温至20℃-30℃进行结晶，可以脱除部分SO₄ ^2-，使得溶液中SO₄ ^2-浓度低于40g/L。

脱盐装置2包括电渗析装置，电渗析装置的入口与冷冻结晶装置的出口连接，用于将经过冷冻结晶装置脱除部分SO₄ ^2-溶液进行脱盐，以将流入的溶液分离为浓水和淡水并通过不同的出口流出以分离。电渗析装置的出口侧分为浓水出口侧和淡水出口侧，经过电渗析装置分离得到的淡水通过淡水出口侧回流至回流装置4的溶液储槽，进一步经过泵泵入脱硫系统1进行循环吸收再生；经过电渗析装置分离得到的浓水通过浓水侧出口流入纳滤装置3进行纳滤。在本实施例中，电渗析装置的进料压力不大于0.25MPa，运行压差不大于8kPa，电极电压的范围为9V-10V，电极电流的范围为1A-2A，膜堆电压的范围为4V-5V。电极液为5％的硫酸钠溶液，可以采用冷冻结晶出的盐进行配置，同时极液硫酸钠浓度超过8％则排出至冷冻结晶系统，补充新极液。

纳滤装置3包括通过错流的方式运行的纳滤膜，纳滤膜采用聚酰胺材质，孔径的范围在180D-250D，工作压力在0.8-1.5MPa，纳滤装置用于接收来自电渗析装置处理后的浓水，用于分离脱硫剂成分、少量SO₄ ^2-及Cl^-、Na⁺，含脱硫剂成分、少量SO₄ ^2-的剩余截留液返回至回流装置4的溶液储槽，含Cl^-、Na⁺透过液排至废水处理系统。

本实用新型提供的一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备的使用方法包括：

脱硫溶液吸收SO₂进入换热器，在102℃-110℃下再生出SO₂，并且经过换热器换热后，取部分量流入活性炭吸附罐，此时溶液温度55℃-60℃，pH在5.4-5.8。

经过活性炭吸附罐过滤后的溶液进入冷冻结晶系统，调节溶液的PH值至7.0-8.0，此时脱硫剂主成分多为分子态，在匀速搅拌作用下，调节冷却温度在20-30℃进行结晶，结晶脱除SO₄ ^2-及Na⁺，使溶液中的SO₄ ^2-浓度低于40g/L，同时减少结晶盐对脱硫剂的包裹造成的损失。

脱除后溶液进入电渗析装置，调节电极电压在9-10V，电极电流1A-2A，膜堆电压4V-5V，压力差低于8kpa，生产能力控制在3-5L/h·m²的条件下进行脱盐。脱盐后淡水中Cl^-低于0.2g/L、Na⁺低于5g/L，淡水中主要成分为有机胺阳离子(脱硫剂成分)和SO₄ ^2-；浓水中的成分为Cl^-、Na⁺及少量机胺阳离子(脱硫剂成分)和SO₄ ^2-，并且保证了脱硫剂损失率在4-5％。

淡水返回溶液储槽经泵泵入脱硫系统1，浓水进入纳滤装置，在压力0.8-1.5MPa的条件下，使有机胺脱硫剂、SO₄ ^2-与Cl^-、Na⁺进行分离。即有机胺脱硫剂、SO₄ ^2-被截留，返回至溶液储槽；而透过的高浓度Cl^-、Na⁺溶液排出至废水池。

Claims (10)

1.一种降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，包括：

脱硫系统，所述脱硫系统设置为降低溶液中的SO₄ ^2-、Na⁺的含量，包括：

冷冻结晶装置，所述冷冻结晶装置设置为将流入的溶液中的SO₄ ^2-、Na⁺结晶脱离，得到SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液；

脱盐装置，所述脱盐装置与所述冷冻结晶装置连接并包括淡水侧出口和浓水侧出口，设置为将所述SO₄ ^2-浓度不大于40g/L的溶液进行浓水和淡水分离，其中所述淡水通过淡水侧出口回流至所述脱硫系统；

纳滤装置，所述纳滤装置与所述脱盐装置的浓水侧出口连接，设置为将Na⁺、Cl^-从所述浓水中分离并且排出设备，并且将剩余截留液回流至所述脱硫系统。

2.根据权利要求1所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，还包括：

回流装置，所述回流装置包括溶液储槽和与所述溶液储槽连接的泵，所述溶液储槽分别与所述脱盐装置的淡水侧出口和所述纳滤装置的剩余截留液侧出口连接，设置为将所述脱盐装置流出的所述淡水和所述纳滤装置流出的所述剩余截留液通过所述泵回流至所述脱硫系统。

3.根据权利要求1所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述脱硫系统还包括：

过滤装置，所述过滤装置与所述冷冻结晶装置连接，设置为将流入的脱硫贫液进行杂质过滤并且将过滤后的溶液流出至所述冷冻结晶装置。

4.根据权利要求3所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述过滤装置为活性炭吸附罐，通过所述活性炭吸附罐吸附所述脱硫贫液中的颗粒悬浮物并且进行过滤。

5.根据权利要求3所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述脱硫系统还包括：

换热器和与所述换热器连接形成循环的再生塔，所述换热器设置为将流入的脱硫富液进行换热并且将换热后的脱硫富液流入所述再生塔，所述再生塔设置为将所述换热后的脱硫富液再生SO₂得到脱硫贫液并且将所述脱硫贫液回流至所述换热器进行换热。

6.根据权利要求5所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述过滤装置的入口与所述换热器连接，所述过滤装置设置为将经过换热后的脱硫贫液进行杂质过滤，并且将过滤后的溶液流出至所述冷冻结晶装置。

7.根据权利要求1所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述冷冻结晶装置包括降温槽，所述降温槽的降温范围为-10℃-30℃并且可调节PH值至7.5-8.0，所述冷冻结晶装置设置为将流入的溶液引入所述降温槽进行降温并且降温至20℃-30℃进行结晶。

8.根据权利要求1所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述脱盐装置包括电渗析装置，所述电渗析装置的入口与所述冷冻结晶装置的出口连接，并且所述电渗析装置的浓水出口侧与所述纳滤装置的入口连接，淡水出口侧设置为将所述回流至所述脱硫系统。

9.根据权利要求8所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述电渗析装置包括极液出口，所述极液出口设置为将所述电渗析装置的极液浓度超过8％的极液排出至冷冻结晶系统。

10.根据权利要求1所述的降低脱硫工艺中脱硫剂损失的设备，其特征在于，所述纳滤装置包括通过错流的方式运行的纳滤膜，所述纳滤膜由聚酰胺组成并且所述纳滤膜的孔径范围为180D-250D。

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