WO2021232692A1 - 一种烟气低温吸附脱硫方法 - Google Patents

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许世森
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王绍民
赵贺
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牛红伟
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刘练波
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    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides

Definitions

  • the flue gas produced by burning coal contains a large amount of SO 2 , which is one of the main causes of air pollution.
  • the mainstream coal-fired flue gas desulfurization technology is limestone-gypsum wet desulfurization technology, which removes insoluble calcium sulfate (gypsum) by reacting SO 2 with limestone slurry.
  • Wet desulfurization uses a large amount of limestone as a desulfurizing agent.
  • the massive mining of limestone causes serious mountain damage, and generates a large amount of desulfurization wastewater, which also brings treatment problems to the power plant.
  • the activated coke (carbon) dry desulfurization technology is also one of the more mature desulfurization technologies at present, and it is widely used in Japan, Germany and my country.
  • Operating temperature desulfurization active coke (carbon) is generally dry adsorption at 100-150 °C, at this temperature, with SO 2 in the flue gas O 2 and H 2 O react to form H 2 SO 4, and therefore adsorbed SO 2 Adsorption is achieved in the form of H 2 SO 4 through chemical adsorption.
  • the adsorbed H 2 SO 4 is regenerated by heating to generate high-concentration SO 2 to produce products such as sulfuric acid or sulfur; or the adsorbed H 2 SO 4 is washed out through water washing regeneration.
  • Heating regeneration reaction 2H 2 SO 4 +C ⁇ CO 2 +2SO 2 +2H 2 O (main reaction at 350-450°C)
  • the heating regeneration temperature is high, generally higher than 350°C, the heat consumption is large, and it is easy to produce activated coke (char) spontaneous combustion. Therefore, it is necessary to prevent the contact with oxygen during the regeneration process, and the safety is poor;
  • the flue gas containing SO 2 enters the flue gas cooling system, and the flue gas is cooled to below room temperature through the flue gas cooling system, and then the moisture in the flue gas is removed through the dehumidification system, and then sent to the adsorption desulfurization system, through the adsorption desulfurization system Activated carbon, activated coke or molecular sieve in the gas adsorb and remove the SO 2 in the flue gas, and finally the cold energy is recovered and discharged through the chimney or enters the external flue gas purification system for further purification treatment.
  • the flue gas is cooled to -100°C ⁇ 25°C through the flue gas cooling system.

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Abstract

一种烟气低温吸附脱硫方法，包括以下步骤：含SO 2的烟气进入到烟气冷却系统（1）中，通过烟气冷却系统（1）将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统（2）中，通过吸附脱硫系统（2）中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO 2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理；该方法对SO 2吸附量较高，安全性较高，同时吸附剂消耗较低。

Description

一种烟气低温吸附脱硫方法 技术领域
本发明属于烟气干法脱硫技术领域，涉及一种烟气低温吸附脱硫方法。
背景技术
燃煤产生的烟气中含有大量的SO 2，是造成大气污染的主要成因之一。目前，燃煤烟气主流脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术，该方法通过将SO 2与石灰石浆液反应，生成难溶的硫酸钙(石膏)脱除。湿法脱硫使用大量的石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量开采造成严重的山体破坏，产生大量的脱硫废水也给电厂带来了处理难题。
此外，活性焦(炭)干法脱硫技术也是目前比较成熟的脱硫技术之一，在日本、德国以及我国都有广泛应用。活性焦(炭)干法脱硫技术运行温度一般在100-150℃进行吸附，在该温度下，SO 2与烟气中的H 2O和O 2反应生成H 2SO 4，因此SO 2的吸附是通过化学吸附的方式，以H 2SO 4的形态实现吸附的。吸附的H 2SO 4通过加热再生，生成高浓度的SO 2，制取硫酸或硫磺等产品；或通过水洗再生方式，将吸附的H 2SO 4洗涤出来。
活性焦(炭)干法脱硫的吸附和加热再生机理如下：
吸附反应：SO 2+H 2O+1/2O 2＝H 2SO 4
加热再生反应：2H 2SO 4+C→CO 2+2SO 2+2H 2O(350-450℃时的主要反应)
H 2SO 4+C→CO+SO 2+H 2O(450℃以上时的主要反应)
活性焦(炭)干法脱硫技术有以下几个缺点：
1、硫容(SO 2吸附量)较低，一般低于30mg/g，活性焦(炭)装填量大，吸附设备大；
2、加热再生温度高，一般高于350℃，热耗较大，且容易产生活性焦(炭)自燃，因此再生过程中必须防止与氧气的接触，安全性较差；
3、加热再生过程中活性焦(炭)参与反应，吸附剂消耗很大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种烟气低温吸附脱硫方法，该方法对SO 2吸附量较高啊，安全性较高，同时吸附剂消耗较低。
为达到上述目的，本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法包括以下步骤：
含SO 2的烟气进入到烟气冷却系统中，通过烟气冷却系统将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统中，通过吸附脱硫系统中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO 2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附有SO 2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生。
通过烟气冷却系统将烟气冷却至-100℃～25℃。
采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法在具体操作时，先将烟气冷却 至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后通过吸附脱硫系统中的活性炭、活性焦或者分子筛对吸附并去除烟气中的SO 2，通过烟气降温，去除烟气中的湿气，抑制化学吸附(SO 2转化成H 2SO 4吸附)，吸附量以及吸附速率远大于常规活性焦(炭)化学吸附脱硫方法，可广泛适用于包括电厂烟气、钢厂烧结烟气、焦炉烟气等燃煤烟气，同时活性炭、活性焦或者分子筛采用加热再生的方式或真空抽吸再生的方式再生，再生温度低于常规活性焦(炭)干法脱硫再生工艺，安全性较高。另外，SO 2解吸过程为物理解吸，不消耗吸附剂，与常规活性焦(炭)干法脱硫再生机理不同，附剂消耗较低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为活性炭硫容与吸附温度的关系图。
其中，1为烟气冷却系统、2为吸附脱硫系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法包括以下步骤：
含SO 2的烟气进入到烟气冷却系统1中，通过烟气冷却系统1将烟气冷却至-100℃～25℃，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统2中，通过吸附脱硫系统2中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO 2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
本发明还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附 有SO 2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生后重复使用，其中，采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃，另外，再生获得高浓度的SO 2，制取液态SO 2、硫酸、硫磺、硫酸盐等高附加值硫产品。
烟气冷却系统1及吸附脱硫系统2均作保冷设置，减少低温烟气冷量损失。
实施例及对比实施例中的烟气参数为：脱硫前烟气成分：SO 2：3000mg/Nm 3，CO 2：12％，O 2：6％，H 2O：5％。烟气流量：1L/min。
实施例
烟气降温至-30℃，除去冷凝水分，流经5g粒径为30-40目的活性炭，经过活性炭床层后的烟气SO 2含量通过烟气分析仪检测，SO 2穿透时长和饱和吸附量如表1所示。
SO 2吸附饱和后的活性炭分别加热至100℃、200℃、300℃和400℃进行再生，通过总硫仪测量活性炭中残留SO 2含量，计算SO 2解吸率，如表2所示。
对比实施例：
烟气加热至100℃，其它工艺同实施例。
表1
  实施例 对比实施例
吸附温度 -20℃ 100℃
穿透时长 300分钟 37分钟
SO 2吸附量 180mg/g 22mg/g
表2
Figure PCTCN2020126258-appb-000001
Figure PCTCN2020126258-appb-000002
通过实施例和对比实施例的分析结果表明，低温下具有更好的SO 2吸附效果，SO 2在-20℃烟气温度下的吸附量是100℃烟气温度下吸附量的8倍；低温环境下吸附，因水分较少，SO 2以物理吸附为主，解吸容易，在加热至100℃时SO 2解吸率接近80％；而在100℃高温下吸附时，因水分较多，SO 2主要以H 2SO 4的形式吸附(化学吸附)，解吸困难，需要加热至400℃时左右才能有效解吸。因此，本发明所诉低温吸附脱硫方法比常规吸附脱硫方法更具优势。

Claims (4)

  1. 一种烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
    含SO 2的烟气进入到烟气冷却系统(1)中，通过烟气冷却系统(1)将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统(2)中，通过吸附脱硫系统(2)中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO 2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
  2. 根据权利要求1所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附有SO 2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生。
  3. 根据权利要求1所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，通过烟气冷却系统(1)将烟气冷却至-100℃～25℃。
  4. 根据权利要求2所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116351199A (zh) * 2023-06-01 2023-06-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 具有冷量回收功能的吸附模块和低温吸附系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111569603A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法
CN111569604A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硫方法
CN111841065A (zh) * 2020-08-14 2020-10-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 近零排放型烟气多污染物一体化脱除系统及方法
CN113769636A (zh) * 2021-09-22 2021-12-10 天津汇能朗天环保设备有限公司 一种干法脱硫净化器中化学粉剂与烟气混合方法
CN216537812U (zh) * 2021-09-28 2022-05-17 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 用于生物质电厂烟气的低温脱硫脱硝系统

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524477A (en) * 1975-06-29 1977-01-13 Meiwa Tekko Kk Process for removal of sulfurous acid gas in exhaust gases by wet acti vated carbon method
CN101370564A (zh) * 2005-08-08 2009-02-18 琳德股份有限公司 纯化气体的系统和方法
JP2013188649A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Toshiba Corp 三酸化硫黄除去システム、三酸化硫黄除去方法、および二酸化炭素回収システム
CN206621959U (zh) * 2017-04-12 2017-11-10 江苏罗门扬环保工程有限公司 锅炉烟气脱硫设备
CN109499313A (zh) * 2018-12-07 2019-03-22 湖北申昙环保新材料有限公司 烧结烟气的低温脱硫脱硝方法
CN109513341A (zh) * 2018-12-07 2019-03-26 山东洲蓝环保科技有限公司 球团烟气低温脱硫脱硝方法
CN110743313A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硝方法
CN111495118A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种移动床式烟气低温吸附脱硫装置
CN111495113A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统及方法
CN111495111A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统
CN111495112A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种低温移动床一体化吸附脱硫脱硝系统
CN111569603A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法
CN111569604A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硫方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241829A (en) * 1989-11-02 1993-09-07 Osaka Prefecture Government Method of operating heat pump
KR100973070B1 (ko) * 2010-05-04 2010-07-29 (주)제일화인테크 저온창고용 자연대류식 증발기의 결빙제거장치
CN205127675U (zh) * 2015-10-12 2016-04-06 江苏蓝电环保股份有限公司 一种烟气脱硫装置
CN106422646A (zh) * 2016-11-10 2017-02-22 江苏科威环保技术有限公司 废气预冷吸附工艺及其装置
CN109806740A (zh) * 2018-12-07 2019-05-28 湖北申昙环保新材料有限公司 焦炉烟气脱硫脱硝的方法
CN109806742A (zh) * 2018-12-07 2019-05-28 湖北申昙环保新材料有限公司 焦炉烟气的脱硫脱硝方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524477A (en) * 1975-06-29 1977-01-13 Meiwa Tekko Kk Process for removal of sulfurous acid gas in exhaust gases by wet acti vated carbon method
CN101370564A (zh) * 2005-08-08 2009-02-18 琳德股份有限公司 纯化气体的系统和方法
JP2013188649A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Toshiba Corp 三酸化硫黄除去システム、三酸化硫黄除去方法、および二酸化炭素回収システム
CN206621959U (zh) * 2017-04-12 2017-11-10 江苏罗门扬环保工程有限公司 锅炉烟气脱硫设备
CN109499313A (zh) * 2018-12-07 2019-03-22 湖北申昙环保新材料有限公司 烧结烟气的低温脱硫脱硝方法
CN109513341A (zh) * 2018-12-07 2019-03-26 山东洲蓝环保科技有限公司 球团烟气低温脱硫脱硝方法
CN110743313A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硝方法
CN111495118A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种移动床式烟气低温吸附脱硫装置
CN111495113A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种固定床式烟气低温吸附脱硫系统及方法
CN111495111A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种低温固定床一体化吸附脱硫脱硝系统
CN111495112A (zh) * 2020-05-18 2020-08-07 中国华能集团有限公司 一种低温移动床一体化吸附脱硫脱硝系统
CN111569603A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种基于低温吸附原理的烟气一体化脱硫脱硝方法
CN111569604A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 中国华能集团有限公司 一种烟气低温吸附脱硫方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116351199A (zh) * 2023-06-01 2023-06-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 具有冷量回收功能的吸附模块和低温吸附系统
CN116351199B (zh) * 2023-06-01 2023-08-29 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 具有冷量回收功能的吸附模块和低温吸附系统

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