CN218501310U - 可再生脱硫工艺富液解吸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可再生脱硫工艺富液解吸装置，涉及化工领域，目的是减少解吸过程随冷凝液返回至解吸塔的SO2含量，从而实现节能。本实用新型采用的技术方案是：可再生脱硫工艺富液解吸装置，包括解吸塔，解吸塔连接向其提供富含SO2的溶剂的富液管道，解吸塔的塔顶为蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管道依次串联冷凝液汽提器、冷凝器和气液分离器，气液分离器设置气体出口和液体出口，气液分离器的液体出口连接冷凝液泵并接入冷凝液汽提器，冷凝液汽提器的液体出口连接回流泵并接入解吸塔。本实用新型减少了解吸过程蒸汽消耗，用于对富含SO2的溶剂采用水蒸气解吸工艺进行处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工领域，具体是一种对采用脱硫溶剂脱除烟气中的SO2形成富含SO2的溶剂，采用水蒸气解吸(汽提)形成含SO2较低的溶剂的装置。
背景技术
化工行业中，解吸的能耗极高，传统的解吸方式热力学效率很低，能量浪费很大。随着技术的发展，热泵蒸馏技术具有显著的节能效果，已成为回收低温余热的重要途径。
公布号CN 104083885 A的专利公开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，该工艺将来自脱硫段含SO2的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO2。根据其实施例14，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。对于蒸馏塔顶部排出的蒸汽，先与闪蒸后的贫液换热，再与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，这并未充分利用蒸馏塔顶部排出蒸汽的热量，其原因是根据实际生产控制，闪蒸后的贫液的温度一般高于进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液的温度。另外，蒸馏塔顶部排出的蒸汽两次换热后直接进行水冷，再气液分离，回收SO2气体，液体回流到蒸馏塔，由于气液分离后的液体通过回流泵直接、全部回流到蒸馏塔，而气液分离后的液体温度较低，液体内仍溶解有较多的SO2，这些溶解的SO2随气液分离后的液体一起返回到蒸馏塔，导致处于内循环的SO2较多。
实用新型内容
本实用新型提供一种可再生脱硫工艺富液解硫装置，目的是减少解吸过程随冷凝液返回至解吸塔的SO2含量，从而实现节能。
本实用新型采用的技术方案是：可再生脱硫工艺富液解吸脱硫装置，包括解吸塔，解吸塔连接向其提供富含SO2的溶剂的富液管道，解吸塔的塔顶为蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管道依次串联冷凝液汽提器、冷凝器和气液分离器，气液分离器设置气体出口和液体出口，气液分离器的液体出口连接冷凝液泵并接入冷凝液汽提器，冷凝液汽提器的液体出口连接回流泵并接入解吸塔。
进一步的是：冷凝液汽提器的内部设置喷淋装置，冷凝液泵的出口与喷淋装置相连。
进一步的是：可再生脱硫工艺富液解吸装置还包括再沸器，再沸器与解吸塔之间设置补热循环管道，再沸器还设置蒸汽入口和冷凝液出口。
进一步的是：解吸塔的塔底出口连接闪蒸槽，闪蒸槽连接蒸汽压缩机，蒸汽压缩机的出口接入解吸塔，闪蒸槽的液体出口还连接贫液排出管道。
进一步的是：解吸塔的蒸汽出口与冷凝液汽提器之间的蒸汽管道设置酸汽/富液换热器，富液管道连接酸汽/富液换热器后接入解吸塔。
更进一步的是：酸汽/富液换热器和冷凝液汽提器之间的蒸汽管道还设置酸汽/贫液热器，闪蒸槽与酸汽/贫液热器之间设置换热循环管道，闪蒸槽流向酸汽/贫液热器的换热循环管道上设置贫液循环泵。
进一步的是：闪蒸槽的贫液排出管道连接贫液泵并接入贫液/富液换热器，贫液/富液换热器串联于富液管道，并且富液管道沿其内部介质的流向先经过贫液/富液换热器再经过酸汽/富液换热器。
本实用新型的有益效果是：富含SO2的溶剂在解吸塔经蒸汽汽提，形成含SO2的上升蒸汽，离开解吸塔的蒸汽进入冷凝液汽提器换热，然后进入冷凝器，最后进入气液分离器，不凝气为高浓度的SO2，不凝气通过气液分离器设置气体出口送到界区外。
离开解吸塔的蒸汽主要成分是含SO2的水蒸气，含SO2的水蒸气有较多的低温热焓，蒸汽进入冷凝液汽提器内被喷入来自冷凝液泵的冷凝液，冷凝液温度低，一般为25～60℃，汽液直接接触进行传质和传热，冷凝液中的SO2转移到气相，并且随着冷凝液温度的升高，其溶解的SO2的大幅度降低，显著减少经回流泵并进入解吸塔的冷凝液中的SO2含量，减少SO2的内循环，就减少了解吸塔带出的水蒸气，实现了节能的目的。冷凝液在冷凝液汽提器内升温后返回解吸塔也实现了节能的目的。冷凝液汽提器还具有存储冷凝液的作用，便于通过回流泵调控送入解吸塔的冷凝液的量。
离开解吸塔的蒸汽先在酸汽/富液换热器与富含SO2的溶剂进行热交换，再在酸汽/贫液热器与闪蒸后的贫液进行热交换，由于闪蒸后的贫液的温度一般高于进入蒸馏塔的富含SO2的溶剂的温度，含SO2的水蒸气的低温热焓可以更充分地利用，从而充分利用生产过程存在的热量。闪蒸后的贫液在酸汽/贫液换热器与含SO2的水蒸气换热，进一步回收含SO2的水蒸气的低温余热，换热后的贫液返回闪蒸槽。
闪蒸后的贫液在贫液/富液换热器与富液管道内富含SO2的溶剂进行热交换，再进入贫液冷却器，再并送到脱硫塔吸附烟气中的SO2气体形成富含SO2的溶剂，贫液/富液换热器对富含SO2的溶剂进行了加热，对闪蒸后的贫液的热量进行了利用。
附图说明
图1是本实用新型可再生脱硫工艺富液解吸装置的示意图。
附图标记：解吸塔1、冷凝液汽提器2、冷凝器3、气液分离器4、气体出口4-1、冷凝液泵5、回流泵6、再沸器7、蒸汽入口7-1、冷凝液出口7-2、闪蒸槽8、蒸汽压缩机9、酸汽/富液换热器10、酸汽/贫液热器11、贫液循环泵12、贫液泵13、贫液/富液换热器14闪蒸槽8蒸汽压缩机9贫液泵13图1中的箭头表示管道内介质的流向。
具体实施方式
脱硫塔的烟气中的含有SO2气体，烟气通过含SO2较低的溶剂吸收，形成富含SO2的溶剂，即形成富液。本实用新型可用于对富液采用水蒸气解吸(或称汽提、再生)工艺进行处理，将富液处理为含SO2较低的溶剂，即处理为贫液，贫液送去吸收烟气中的SO2，实现溶剂的循环使用；富液在解吸塔(或称汽提塔、再生塔等)内经水蒸气解吸，富含SO2的溶剂变为含SO2较低的溶剂，同时在解吸塔塔顶产生含SO2的水蒸气含SO2的水蒸气，含SO2的水蒸气通过热回收、冷凝、汽液分离得到SO2体积含量不低于90％的高浓度气体，含SO2的冷凝液回流到解吸塔顶部回收SO2。本实用新型还适用于采用水蒸汽脱除溶剂中的CO2、H2S等类似的工艺。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型可再生脱硫工艺富液解吸装置，包括解吸塔1，解吸塔1连接向其提供富含SO2的溶剂的富液管道，解吸塔1的塔顶为蒸汽出口，蒸汽出口通过蒸汽管道依次串联冷凝液汽提器2、冷凝器3和气液分离器4。离开解吸塔的蒸汽沿蒸汽管道进入冷凝液汽提器2后，与来自冷凝液泵5的冷凝液直接接触进行传质和传热，使冷凝液的温度升高，冷凝液溶解的SO2的能力大幅度降低，从而显著减少经回流泵6随冷凝液返回至解吸塔的SO2含量。从起到的作用来看，冷凝液汽提器5相当于解吸塔1的精馏段。
冷凝器3设置冷凝介质出入口，冷凝介质出入口与外界相连，使含SO2的水蒸气冷凝。气液分离器4设置气体出口4-1和液体出口，实现气液分离，气液分离器4的液体出口连接冷凝液泵5并接入冷凝液汽提器2，冷凝液汽提器2的液体出口连接回流泵6并接入解吸塔1。为了使能冷凝液与含SO2的水蒸气在冷凝液汽提器2内充分接触，冷凝液汽提器2的内部设置喷淋装置，冷凝液泵5的出口与喷淋装置相连。
下面对本申请设置冷凝液汽提器5的方案进行说明。含SO2的水蒸气冷凝后温度越低，冷凝液中溶解的SO2就越多，随冷凝液一起返回解吸塔1的SO2就越多；解吸塔1的塔顶控制在一定温度和压力下，SO2越多，则随着SO2带出的水蒸气就越多，解吸消耗的蒸汽就越多；另外，返回解吸塔1的冷凝液的温度越低，解吸消耗的蒸汽就越多。为了达到节能的目的，塔顶含SO2的水蒸气在经过热回收后温度仍然达到约100℃，蒸汽主要为体积含量为8％～15％的SO2，其余基本为水蒸气，水蒸气有较多的低温热焓。蒸汽通过冷凝液汽提器5，就是使含SO2的水蒸气与相对低温的冷凝液直接接触进行传质和传热。冷凝液泵5泵出的冷凝液温度为25～60℃，冷凝液与含SO2的水蒸气换热后温度升高，冷凝液溶解的SO2的能力大幅度降低，冷凝液中的几乎全部的SO2转移到气相，显著减少随冷凝液回流至解吸塔1的SO2含量。冷凝液汽提器5下部的冷凝液温度升高到90～100℃，再通过回流泵9返回解吸塔1，冷凝液温度从25～60℃升高到90～100℃达到了节能的目的。
为了在开工时使用和正常运行期间为本装置补充少量的热量，可再生脱硫工艺富液解吸装置还包括再沸器14，再沸器14与解吸塔1之间设置补热循环管道，再沸塔还设置蒸汽入口14-1和冷凝液出口14-2。来自外界的蒸汽进入再沸器14，为再沸器14提供热源，蒸汽冷凝液从冷凝液出口14-2排出。
为了充分利用离开解吸塔的蒸汽的低温热焓，解吸塔1的蒸汽出口与冷凝液汽提器2之间的蒸汽管道设置酸汽/富液换热器10，富液管道连接酸汽/富液换热器10后接入解吸塔1。酸汽/富液换热器10用于富液从离开解吸塔的蒸汽中获得热量。
解吸塔1的塔底出口连接闪蒸槽8，例如解吸塔1底部的贫液自流进入闪蒸槽8。闪蒸槽8的蒸汽出口连接蒸汽压缩机9，蒸汽压缩机9的出口接入解吸塔1。闪蒸槽8经蒸汽压缩机9形成负压，贫液中的水在闪蒸槽8内闪蒸汽化，产生大量的水蒸气，闪蒸产生的蒸汽经蒸汽压缩机9做功后温度和压力升高，再送入解吸塔1底部形成上升蒸汽，与解吸塔1上部下降的富液逆流进行传质、传热，将富液中的SO2汽提出来，完成解吸过程。
为了进一步利用离开解吸塔的蒸汽的低温热焓，酸汽/富液换热器10和冷凝液汽提器2之间的蒸汽管道还设置酸汽/贫液热器11，。闪蒸槽8与酸汽/贫液热器11之间设置换热循环管道，闪蒸槽8流向酸汽/贫液热器11的换热循环管道上设置贫液循环泵12，蒸汽在酸汽/贫液热器11对闪蒸槽8内的贫液进行加热。
闪蒸槽8的液体出口连接贫液排出管道。为了对贫液的余热进行利用，闪蒸槽8的贫液排出管道连接贫液泵13并接入贫液/富液换热器14，贫液/富液换热器14还串联于富液管道，并且富液管道沿其内部溶剂的流向先经过贫液/富液换热器14再经过酸汽/富液换热器10。贫液在贫液/富液换热器14与富液换热后，再经水冷降温至25～60℃送去吸收烟气中的SO2，实现溶剂循环使用。
Claims (7)
1.可再生脱硫工艺富液解吸装置，包括解吸塔(1)，解吸塔(1)连接向其提供富含SO2的溶剂的富液管道，解吸塔(1)的塔顶为蒸汽出口，其特征在于：蒸汽出口通过蒸汽管道依次串联冷凝液汽提器(2)、冷凝器(3)和气液分离器(4)，气液分离器(4)设置气体出口(4-1)和液体出口，气液分离器(4)的液体出口连接冷凝液泵(5)并接入冷凝液汽提器(2)，冷凝液汽提器(2)的液体出口连接回流泵(6)并接入解吸塔(1)。
2.如权利要求1所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：冷凝液汽提器(2)的内部设置喷淋装置，冷凝液泵(5)的出口与喷淋装置相连。
3.如权利要求1所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：还包括再沸器(7)，再沸器(7)与解吸塔(1)之间设置补热循环管道，再沸器(7)还设置蒸汽入口(7-1)和冷凝液出口(7-2)。
4.如权利要求1所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：解吸塔(1)的塔底出口连接闪蒸槽(8)，闪蒸槽(8)连接蒸汽压缩机(9)，蒸汽压缩机(9)的出口接入解吸塔(1)，闪蒸槽(8)的液体出口还连接贫液排出管道。
5.如权利要求1～4任一项所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：解吸塔(1)的蒸汽出口与冷凝液汽提器(2)之间的蒸汽管道设置酸汽/富液换热器(10)，富液管道连接酸汽/富液换热器(10)后接入解吸塔(1)。
6.如权利要求5所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：酸汽/富液换热器(10)和冷凝液汽提器(2)之间的蒸汽管道还设置酸汽/贫液热器(11)，闪蒸槽(8)与酸汽/贫液热器(11)之间设置换热循环管道，闪蒸槽(8)流向酸汽/贫液热器(11)的换热循环管道上设置贫液循环泵(12)。
7.如权利要求6所述的可再生脱硫工艺富液解吸装置，其特征在于：闪蒸槽(8)的贫液排出管道连接贫液泵(13)并接入贫液/富液换热器(14)，贫液/富液换热器(14)串联于富液管道，并且富液管道沿其内部介质的流向先经过贫液/富液换热器(14)再经过酸汽/富液换热器(10)。
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