CN219424065U - 一种高效节能型离子液烟气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高效节能型离子液烟气脱硫装置，由环集烟气脱硫系统、硫酸尾气脱硫系统和再生系统组成，两个脱硫系统共用一套再生装置，包括环集吸收塔、环集贫富液换热器、环集贫液冷却器、再生塔、再沸器、硫尾吸收塔、硫尾贫液冷却器等设备，各设备之间通过工艺管路相连接，基于硫尾吸收塔生成的富液SO₂负载量较低，通过优化取消硫尾贫富液换热器、硫尾贫液泵及相关附属管路配置，简化现有离子液脱硫管路设计，改变环集吸收塔脱硫吸收液的来源，实现硫尾富液循环再吸收，硫尾富液由送入再生塔解吸改为进入环集吸收塔作为脱硫吸收液，从而降低再生塔解吸负荷，在满足硫酸尾气和环集烟气脱硫效率及运行稳定性的同时，达到节能降耗的目的。

Description

一种高效节能型离子液烟气脱硫装置

技术领域

本实用新型属于湿法烟气脱硫节能环保技术领域，具体涉及一种高效节能型离子液烟气脱硫装置。

背景技术

可再生型离子液烟气脱硫是比较成熟的新型环保技术，它是利用贫液在低温条件下选择性吸收烟气中SO₂，高温时将SO₂从富液中解吸释放出来，离子液可往复循环使用，从而达到脱除和回收烟气中SO₂的目的。与传统湿法脱硫技术相比，它具有技术先进可靠、脱硫效率高、适用范围广、无二次污染、脱硫副产物可回收利用等优点，在化工、有色冶炼烟气治理领域被广泛应用，有色冶炼硫酸尾气和环集烟气治理采用离子液脱硫技术，均以再生塔解吸再生后的贫液作为脱硫吸收液，分别用于硫酸尾气和环集烟气脱硫，并共用一套离子液解吸再生装置，处理后尾气达标排放，但在生产实际运行过程中，离子液脱硫需要消耗大量的低压饱和蒸汽用于离子液解吸再生，蒸汽消耗量高达35t/h，平均每回收1 kg SO₂需要消耗蒸汽60~70 kg，过高的蒸汽消耗大大增加企业生产运行成本，如何有效降低离子液脱硫蒸汽消耗，已成企业亟待解决的难题和行业普遍关注的焦点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种高效节能型离子液烟气脱硫装置，解决现有技术蒸汽消耗量大、运行成本高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种高效节能型离子液烟气脱硫装置，由环集烟气脱硫系统、硫酸尾气脱硫系统和再生系统组成，环集烟气脱硫系统包括环集吸收塔、环集回收槽、环集贫富液换热器和环集贫液冷却器，硫酸尾气脱硫系统包括硫尾吸收塔、硫尾回收槽和硫尾贫液冷却器，再生系统包括再生塔、再沸器，环集吸收塔的富液在再生系统转成贫液后分别进入环集吸收塔以及硫尾吸收塔，进入硫尾吸收塔的贫液在吸收硫酸尾气中的SO₂后和来自再生塔的贫液汇集后进入环集吸收塔吸收环集烟气中的SO₂后转变成富液再次进入再生系统进行再生。

进一步地，环集吸收塔和硫尾吸收塔均自下而上由集液段、吸收段和回收段组成，环集吸收塔的集液段设有环集烟气进口和富液出口，环集吸收塔的吸收段设有脱硫吸收液进口，环集吸收塔的回收段设有回收液出口、回收液进口以及环集烟气出口，硫尾吸收塔的集液段设有硫酸尾气进口和硫尾富液出口，硫尾吸收塔的吸收段设有脱硫吸收液进口，硫尾吸收塔的回收段设有回收液出口、回收液进口以及硫酸尾气出口，再生塔设有贫液出口、富液进口和高浓度SO₂气体出口，再生塔的下部和再沸器相连。

进一步地，环集吸收塔集液段的富液出口通过管路和环集贫富液换热器的管程进口相连，环集贫富液换热器的管程出口和再生塔的富液进口相连，再生塔的贫液出口和和环集贫富液换热器的壳程进口相连，环集贫富液换热器的壳程出口管路上设有环集贫富液泵，环集贫富液泵的出口通过环集贫液管道和环集贫液冷却器的管程进口相连、通过硫尾贫液管道和硫尾贫液冷却器的管程进口相连，环集贫液冷却器的管程出口通过管路环集吸收塔的脱硫吸收液进口相连，硫尾贫液冷却器的管程出口通过管路和硫尾吸收塔的脱硫吸收液进口相连，硫尾吸收塔的富液出口通过管路和环集贫液管道相连。

进一步地，所述环集回收槽的顶部进口通过管路和环集吸收塔回收液出口相连；所述环集回收槽的下部出口通过管路和环集吸收塔回收液进口连接。

进一步地，所述硫尾回收槽的顶部进口通过管路和硫尾吸收塔回收液出口相连；所述硫尾回收槽的下部出口通过管路和硫尾吸收塔回收液进口连接。

进一步地，环集回收槽的出口和环集吸收塔回收液进口之间的管路上设有环集回收泵。

进一步地，硫尾回收槽的出口和硫尾吸收塔回收液进口之间的管路上设有硫尾回收泵。

进一步地，环集吸收塔的富液出口和环集贫富液换热器之间的管路上设有环集富液泵。

进一步地，硫尾吸收塔的富液出口的管路上设有硫尾富液泵。

同现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在不改变现有离子液吸收再生主工艺的前提下进行技术改造，通过硫尾富液循环再吸收，改变环集吸收塔脱硫吸收液的来源，简化现有离子液脱硫管路设计，优化流程配置，降低再生塔解吸负荷，在满足硫酸尾气和环集烟气脱硫效率及运行稳定性的同时，达到节能降耗的目的。

2、本实用新型改造方便，现场施工及工艺操作简便，对工艺管线布局要求比较低，节省占地面积，改造投资仅1.2万元，处理低浓度SO₂冶炼烟气的蒸汽消耗量由35t/h降至25t/h，节约幅度达28.57%，平均每回收1 kg SO₂的蒸汽消耗量由62.78kg降至44.84kg，每年可节约蒸汽7.92万吨，蒸汽单价按80元/吨计，每年节省蒸汽费用633.6万元，同时每年还可节约硫尾贫液泵用电29.30万度，电单价按0.75元/度计，每年节省电费21.98万元，全年可节省生产运行成本655.58万元，经济效益显著。

附图说明

图1为本实用新型的高效节能型离子液烟气脱硫装置的连接示意图；

附图标记：1、环集回收泵；2、环集回收槽；3、环集吸收塔；3-1、集液段；3-2、吸收段；3-3、回收段；4、环集富液泵；5、环集贫富液换热器；6、再生塔；7、再沸器；8、环集贫液冷却器；9、环集贫液泵；10、硫尾回收泵；11、硫尾回收槽；12、硫尾吸收塔；12-1、集液段；12-2、吸收段；12-3、回收段；13、硫尾贫液冷却器；14、硫尾富液泵。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

一种高效节能型离子液烟气脱硫装置，由环集烟气脱硫系统、硫酸尾气脱硫系统和再生系统组成，环集烟气脱硫系统包括环集吸收塔3、环集回收槽2、环集回收泵1、环集富液泵4、环集贫富液换热器5、环集贫液泵9和环集贫液冷却器8，硫酸尾气脱硫系统包括硫尾吸收塔12、硫尾回收槽11、硫尾回收泵10、硫尾贫液冷却器13和硫尾富液泵14，再生系统包括再生塔6、再沸器7，环集吸收塔3的富液在再生系统转成贫液后分别进入环集吸收塔3以及硫尾吸收塔12，进入硫尾吸收塔12的贫液在吸收硫酸尾气中的SO₂后和来自再生塔6的贫液汇集后进入环集吸收塔3吸收环集烟气中的SO₂后转变成富液再次进入再生系统进行再生。再生塔6设有贫液出口、富液进口和高浓度SO₂气体出口，再生塔6的下部和再沸器7相连。

本实施例中，所述环集吸收塔3是环集烟气离子液脱硫的核心设备，直径12m，高40m，为立式圆筒形复合钢结构，即碳钢内衬2~3mm厚SMO254不锈钢，内部填充有PP聚丙烯孔板波纹规整填料。所述环集吸收塔3整体分为三部分，由下到上依次为集液段3-1、吸收段3-2、回收段3-3，塔顶出口端设有捕沫网。

环集吸收塔3的集液段3-1设有环集烟气进口和富液出口，环集吸收塔3的吸收段3-2设有脱硫吸收液进口，环集吸收塔3的回收段3-3设有回收液出口、回收液进口以及环集烟气出口。

所述吸收段3-2主要是利用填料来增加气液两相的接触面积。环集烟气从环集吸收塔3集液段3-1的环集烟气进口进入，当通过吸收段3-2填料层时，与自上而下的脱硫吸收液逆流接触，进行传质传热，烟气中SO₂被吸收，脱硫后烟气进入回收段3-3；所述回收段3-3用脱盐水作为回收剂，用于回收烟气中夹带的离子液，最后烟气经捕沫网除去烟气中液沫和雾滴后，经塔顶出口流出送入下游工序；所述集液段3-1用于收集自上而下流至环集吸收塔3底部富含SO₂的富液。

环集吸收塔集液段3-1的富液出口通过管路和环集富液泵4相连，环集富液泵4的出口通过管路和环集贫富液换热器5的管程进口相连，环集贫富液换热器5的管程出口和再生塔6的富液进口相连，再生塔6的贫液出口和和环集贫富液换热器5的壳程进口相连，环集贫富液换热器5的壳程出口管路上设有环集贫液泵9，环集贫液泵9的出口通过环集贫液管道和环集贫液冷却器8的管程进口相连、通过硫尾贫液管道和硫尾贫液冷却器13的管程进口相连，环集贫液冷却器8的管程出口通过管路环集吸收塔3的脱硫吸收液进口相连，硫尾贫液冷却器13的管程出口通过管路和硫尾吸收塔12的脱硫吸收液进口相连，硫尾吸收塔12的富液出口通过管路以及设于管路上的硫尾富液泵14和环集贫液管道相连。

所述环集回收槽2的顶部进口通过管路和环集吸收塔12回收液出口相连；所述环集回收槽2的下部出口通过管路以及设于管路上的环集回收泵1和环集吸收塔12回收液进口连接。

所述环集回收槽2用于收集储存环集吸收塔3回收段3-3的回收液；所述环集回收槽2顶部通过管路和回收段3-3回收液出口连接；所述环集回收槽2的出液口通过管路和回收段3-3的回收液进口连接，管路上设有环集回收泵1。

所述环集回收泵1用于将环集回收槽2内的回收液送至环集吸收塔3的回收段3-3上部进行喷淋，对经过回收段3-3填料层的环集烟气进行洗涤处理。

所述环集富液泵4用于抽取环集吸收塔3集液段3-1底部的富液送至环集贫富液换热器5进行换热，所述环集富液泵4通过管路和环集吸收塔3富液出口连接。

所述环集贫富液换热器5用于对来自再生塔6的贫液和来自环集吸收塔3的富液进行换热；所述环集贫富液换热器5贫液侧进出口通过管路分别和再生塔6贫液出口、环集贫液泵9进液口连接；所述环集贫富液换热器5富液侧进出口通过管路分别和环集富液泵4出液口和再生塔6富液进口连接。

所述环集贫液泵9主要用于将再生塔6底部排出的贫液送至环集贫液冷却器8和硫尾贫液冷却器13进行换热。所述环集贫液泵9出液口通过管路分别和环集贫液冷却器8及硫尾贫液冷却器13进液口连接。

所述环集贫液冷却器8用于对进入环集吸收塔3的吸收液进行降温；所述环集贫液冷却器8通过管路和环集吸收塔3吸收段3-2脱硫吸收液进口连接。

所述硫尾吸收塔12是硫酸尾气离子液脱硫的核心设备，塔体结构和环集吸收塔3相同，直径6.8m，高30m，为立式圆筒形复合钢结构，即碳钢内衬2~3mm厚SMO254不锈钢，内部同样填充有PP聚丙烯孔板波纹规整填料。所述硫尾吸收塔12整体分为三部分，由下到上依次为集液段12-1、吸收段12-2、回收段12-3，塔顶出口端设有捕沫网，各分段功能均同于环集吸收塔3，在此不一一赘述。

硫尾吸收塔12的集液段12-1设有硫酸尾气进口和硫尾富液出口，硫尾吸收塔12的吸收段12-2设有脱硫吸收液进口，硫尾吸收塔12的回收段12-3设有回收液出口、回收液进口以及硫酸尾气出口。

所述硫酸尾气从硫尾吸收塔12下部进入，当通过吸收段12-2填料层时，与自上而下的贫液逆流接触，进行传质传热，烟气中SO₂被吸收，脱硫后烟气进入回收段12-3，经脱盐水洗涤回收烟气中夹带的离子液，最后烟气经捕沫网除去烟气中液沫和雾滴后，经塔顶出口流出送入下游工序。

所述硫尾回收槽11的顶部进口通过管路和硫尾吸收塔12回收液出口相连；所述硫尾回收槽11的下部出口通过管路以及设于管路上的硫尾回收泵10和硫尾吸收塔12回收液进口连接。

所述硫尾回收槽11用于收集储存硫尾吸收塔12回收段12-3的回收液；所述硫尾回收槽11顶部通过管路和回收段12-3回收液出口连接；所述硫尾回收槽11的出液口通过管路和回收段12-3的回收液进口连接，管路上设有硫尾回收泵10。

所述硫尾回收泵10用于将硫尾回收槽11内的回收液送至硫尾吸收塔12的回收段12-3上部进行喷淋，对经过回收段12-3填料层的硫酸尾气进行洗涤处理。

所述硫尾富液泵14用于抽取硫尾吸收塔12集液段12-1底部的硫尾富液送至环集烟气吸收塔3。

所述硫尾吸收塔12的硫尾富液和来自环集贫富液换热器5换热后的部分贫液汇合作为脱硫吸收液，再经环集贫液冷却器8降温后送入环集吸收塔3进行烟气脱硫。

所述硫尾贫液冷却器13用于对进入硫尾吸收塔12的贫液进行降温；所述硫尾贫液冷却器13通过管路和硫尾吸收塔12吸收段12-2脱硫吸收液进口连接。

所述再生塔6用于富液解吸再生；所述再生塔6直径2.8m，高20m，采用立式筒体结构，设备材质为碳钢内衬SMO254不锈钢，内设316L不锈钢规整填料。来自环集贫富液换热器5的富液从再生塔6的上部进入，在塔内自上而下经过规整填料后，通过汽提解吸出部分SO₂，然后进入再沸器7，经低压蒸汽间接加热，富液在再沸器7中进一步加热，解吸出SO₂后转变为贫液进入再生塔6底部；所述再生塔6内解吸出的高浓度SO₂气体从再生塔6的顶部流出至下游工序。

所述再沸器7为管壳式换热器，其管程流通介质为离子液，进出口通过管路和再生塔6连接，其壳程通入0.35MPa低压饱和蒸汽作为工艺热源，用于间接加热离子液；所述低压饱和蒸汽通过换热后转换为蒸汽冷凝水，通过壳程出口流出。

所述环集烟气脱硫系统和硫酸尾气脱硫系统共用一套离子液解吸再生系统。

使用时，所述环集吸收塔3和硫尾吸收塔12的脱硫吸收液温度为40～45℃；所述再生塔6底部再生离子液的温度为105～110℃。述进入环集吸收塔3和硫尾吸收塔12的富液生成量分别为200～250m³/h和60～90m³/h。所述进入硫尾吸收塔12贫液SO₂负载量为0.5~1.5g/L，硫尾富液SO₂负载量为1~3g/L。所述硫尾富液SO₂负载量远未达到饱和值，由送入再生塔6解吸再生改为进入环集吸收塔3作为脱硫吸收液进行循环再吸收，间接降低再生塔6处理负荷；所述再生塔6解吸再生处理富液量由260～340m³/h降至200～250m³/h。

所述环集贫液泵9出液口通过管路和硫尾贫液冷却器13进液口连接；所述硫尾富液泵14出液口通过管路和环集贫液泵9至环集贫液冷却器8之间的管路相连接，硫尾富液可串液至环集吸收塔3作为脱硫吸收液，从而实现硫尾富液循环再吸收。

所述环集吸收塔3以再生塔6解吸后生成的贫液和硫尾吸收塔12脱硫后生成的硫尾富液作为脱硫吸收液的来源。

以某铜冶炼厂离子液烟气脱硫技术所处理的硫酸尾气和环集烟气为例，进行能耗经济效益核算，具体参数如下表所示：

由上述数据可见，采用本实用新型处理低浓度SO₂冶炼烟气，在满足脱硫效率的同时，再生塔处理富液量由290m³/h降至200m³/h，蒸汽消耗量由35t/h降至25t/h，节约幅度达28.57%，平均每回收1 kg SO₂的蒸汽消耗量由62.78kg降至44.84kg，作业天数按330天计，每年可节约蒸汽7.92万吨，蒸汽单价按80元/吨计，每年节省蒸汽费用633.6万元；同时通过优化流程配置，每小时可节约硫尾贫液泵运行电耗37kw·h，每年可节约用电29.30万度，电单价按0.75元/度计，每年节省电费21.98万元，全年可节省生产运行成本655.58万元，经济效益显著。

最后应当说明的是：上述实施例仅用于说明本实用新型具体实施的技术方案而非对其进行限制，所属技术领域的普通技术人员应该理解，在不违背本实用新型宗旨的前提下，未改变其性能或用途对本实用新型的实施方式进行的任何等同替代或明显变型，均应涵盖在本实用新型请求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，由环集烟气脱硫系统、硫酸尾气脱硫系统和再生系统组成，环集烟气脱硫系统包括环集吸收塔、环集回收槽、环集贫富液换热器和环集贫液冷却器，硫酸尾气脱硫系统包括硫尾吸收塔、硫尾回收槽和硫尾贫液冷却器，再生系统包括再生塔、再沸器，环集吸收塔的富液在再生系统转成贫液后分别进入环集吸收塔以及硫尾吸收塔，进入硫尾吸收塔的贫液在吸收硫酸尾气中的SO₂后和来自再生塔的贫液汇集后进入环集吸收塔吸收环集烟气中的SO₂后转变成富液再次进入再生系统进行再生。

2.根据权利要求1所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，环集吸收塔和硫尾吸收塔均自下而上由集液段、吸收段和回收段组成，环集吸收塔的集液段设有环集烟气进口和富液出口，环集吸收塔的吸收段设有脱硫吸收液进口，环集吸收塔的回收段设有回收液出口、回收液进口以及环集烟气出口，硫尾吸收塔的集液段设有硫酸尾气进口和硫尾富液出口，硫尾吸收塔的吸收段设有脱硫吸收液进口，硫尾吸收塔的回收段设有回收液出口、回收液进口以及硫酸尾气出口，再生塔设有贫液出口、富液进口和高浓度SO₂气体出口，再生塔的下部和再沸器相连。

3.根据权利要求2所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，环集吸收塔集液段的富液出口通过管路和环集贫富液换热器的管程进口相连，环集贫富液换热器的管程出口和再生塔的富液进口相连，再生塔的贫液出口和环集贫富液换热器的壳程进口相连，环集贫富液换热器的壳程出口管路上设有环集贫富液泵，环集贫富液泵的出口通过环集贫液管道和环集贫液冷却器的管程进口相连、通过硫尾贫液管道和硫尾贫液冷却器的管程进口相连，环集贫液冷却器的管程出口通过管路和环集吸收塔的脱硫吸收液进口相连，硫尾贫液冷却器的管程出口通过管路和硫尾吸收塔的脱硫吸收液进口相连，硫尾吸收塔的富液出口通过管路和环集贫液管道相连。

4.根据权利要求2所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，所述环集回收槽的顶部进口通过管路和环集吸收塔回收液出口相连；所述环集回收槽的下部出口通过管路和环集吸收塔回收液进口连接。

5.根据权利要求2所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，所述硫尾回收槽的顶部进口通过管路和硫尾吸收塔回收液出口相连；所述硫尾回收槽的下部出口通过管路和硫尾吸收塔回收液进口连接。

6.根据权利要求4所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，环集回收槽的出口和环集吸收塔回收液进口之间的管路上设有环集回收泵。

7.根据权利要求5所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，硫尾回收槽的出口和硫尾吸收塔回收液进口之间的管路上设有硫尾回收泵。

8.根据权利要求3所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，环集吸收塔的富液出口和环集贫富液换热器之间的管路上设有环集富液泵。

9.根据权利要求3所述高效节能型离子液烟气脱硫装置，其特征在于，硫尾吸收塔的富液出口的管路上设有硫尾富液泵。