排出氣體中污染物的再生回收的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于從排出氣體中選擇性去除污染物的方法。更具體而言，本發(fā)明的各種實(shí)施方案涉及在實(shí)現(xiàn)良好能量效率的再生二氧化硫吸收/解吸方法中，對(duì)排出氣體中的二氧化硫的選擇性去除和回收。通過將熱從所述汽提塔氣體間接轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)來從在解吸循環(huán)中產(chǎn)生的濕法汽提塔塔頂氣流中回收能量，并且所述能量被用于產(chǎn)生用于從吸收液中汽提污染物的蒸汽。可任選地冷卻吸收區(qū)以增強(qiáng)用于吸收污染物氣體的吸收介質(zhì)的容量，從而降低在吸收/解吸循環(huán)中必須被泵送、處理、加熱和冷卻的吸收介質(zhì)和富含污染物的吸收液的體積。
【專利說明】排出氣體中污染物的再生回收 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于從排出氣體中選擇性去除污染物的方法。更具體而言，本發(fā)明的 各種實(shí)施方案涉及在實(shí)現(xiàn)良好能量效率的再生二氧化硫吸收/解吸方法中，對(duì)排出氣體中 二氧化硫的選擇性去除和回收。本發(fā)明的回收方案適用于去除和回收其它酸性氣體（如硫 化氫、二氧化碳和氯化氫）以及其它污染物氣體（如氨氣）。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 多種操作會(huì)產(chǎn)生含污染物氣體的氣態(tài)排出物。例如，二氧化硫產(chǎn)生于各種化學(xué)和 冶金操作，包括硫磺制酸工藝、廢舊硫酸廠、硫化物金屬礦石和精礦的煅燒或冶煉以及含硫 碳燃料的燃燒（例如燃煤發(fā)電廠的煙道氣）。碳燃料在發(fā)電中扮演重要角色，提供了用于加 熱的能量和用于運(yùn)輸?shù)娜剂?。大多碳燃料包含硫，其在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為二氧化硫。排放的二氧 化硫?qū)е麓蠓秶沫h(huán)境和健康問題。隨著新興經(jīng)濟(jì)體的擴(kuò)張，它們對(duì)能量的需求迅速增加， 并且隨著含硫量較低的碳燃料的耗盡，越來越多的具有越來越高含硫量的石油和煤炭儲(chǔ)備 將被采用，導(dǎo)致二氧化硫排放的增加。
[0004] 在世界范圍內(nèi)，也存在著減少二氧化硫排放與日俱增的監(jiān)管壓力。去除二氧化硫 的最常用的方法是通過吸收或吸收技術(shù)。一種常用的方法是使二氧化硫與含廉價(jià)堿的含水 流接觸。二氧化硫溶解在水中形成亞硫酸（H 2SO3),進(jìn)而與堿反應(yīng)形成鹽。常用的堿為氫氧 化鈉、碳酸鈉和石灰（氫氧化鈣，Ca(OH) 2)。pH開始為約9,并且與二氧化硫反應(yīng)后降低至 約6。單級(jí)濕法洗滌系統(tǒng)通常去除超過95%的二氧化硫。濕法洗滌器和相似的干法洗滌器 要求資金投入、由于石灰消耗和固體處理的變動(dòng)成本，并且消耗能量和設(shè)備來操作此類二 氧化硫去除系統(tǒng)。
[0005] 作為與堿（如石灰）反應(yīng)的替代，可回收排出氣體中的二氧化硫以作為精煉的二 氧化硫產(chǎn)品出售或被用作接觸法硫酸廠進(jìn)料氣的一部分，并且作為硫酸和/或發(fā)煙硫酸回 收以滿足化肥工業(yè)持續(xù)增長的全球需求，或進(jìn)料至克勞斯（Claus)廠用于制備元素硫。除 了解決與二氧化硫排放相關(guān)的環(huán)境和健康問題，這種方法從煤炭和其它含硫碳燃料中回收 硫值。但是，這些氣流通常具有相對(duì)較低的二氧化硫濃度和高水蒸氣濃度。當(dāng)進(jìn)料至硫酸 廠的氣體中二氧化硫濃度低于約4體積％至5體積％時(shí)，在制酸廠可能會(huì)出現(xiàn)有關(guān)水平衡 和能量平衡兩者的問題。更具體而言，常規(guī)硫酸廠中的物料平衡要求進(jìn)料至工廠的含二氧 化硫的氣流中H 2CVSO2摩爾比不高于產(chǎn)品酸中的H2CVSO3摩爾比。如果所需的產(chǎn)品酸的濃度 為98. 5百分比或更高，在進(jìn)料至工廠的含二氧化硫的氣流中，這個(gè)比率不能高于約1.08。 當(dāng)產(chǎn)生時(shí)，來自冶金過程的排出氣體和來自含硫碳燃料燃燒的煙道氣通常具有遠(yuǎn)高于1. 08 比率的水蒸氣含量，在沒有消耗巨大資金和能量的情況下，這不能通過冷卻氣體來顯著地 降低。此外，如果源氣體的二氧化硫氣體濃度低于約4體積％至5體積％，那么這可能對(duì)催 化轉(zhuǎn)化器的自熱操作是不夠的。也就是說，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的熱量可能不足夠大 以將進(jìn)入的氣體加熱至催化操作溫度，并且因此，必須供應(yīng)來自一些外部來源的熱量。這也 進(jìn)而同時(shí)增加了對(duì)硫酸設(shè)備的操作成本和資本要求。
[0006] 可通過在適合的溶劑中選擇性吸收二氧化硫并且隨后汽提所吸收的二氧化硫以 產(chǎn)生再生溶劑和富含二氧化硫含量的氣體來增強(qiáng)氣態(tài)排出物的二氧化硫濃度。多種水溶液 和有機(jī)溶劑以及有機(jī)溶液已用于再生二氧化硫吸收/解吸方法。例如，堿金屬的水溶液（例 如亞硫酸鈉/亞硫酸氫鈉溶液）、胺（例如烷醇胺、四羥乙基亞烷基二胺等）、銨鹽和各種有 機(jī)酸的鹽已被用作可再生二氧化硫吸收劑。
[0007] 無機(jī)含水緩沖溶液對(duì)吸收二氧化硫也是有效的。Fung等（2000)提供了比率為約 I. 57Na/P04的磷酸和碳酸鈉的1摩爾濃度的溶液隨溫度變化的二氧化硫溶解度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù) 是對(duì)于初始混合物和添加1，OOOppm的己二酸以增強(qiáng)二氧化硫溶解度的混合物。Fung等也 表明，當(dāng)達(dá)到沸騰溫度時(shí)，對(duì)于初始混合物和含己二酸的混合物，分別去除了 95%和65% 的二氧化硫。溶液PH的計(jì)算顯示了一旦二氧化硫被吸收，那么pH從6改變至約3。對(duì)于有 機(jī)溶劑，存在著二氧化硫與氧形成三氧化硫的輕微反應(yīng)。雖然這個(gè)反應(yīng)是非常有限的，并且 當(dāng)使用Na 2COJt，所述反應(yīng)通過其與在氧化期間形成的自由基的反應(yīng)而被進(jìn)一步抑制，但 是形成的三氧化硫?qū)е铝肆蛩徕c的形成，其中如果通過結(jié)晶去除硫酸鈉，那么它作為硫酸 鈉十水合物（Na 2SO4 · IOH2O),也被稱為格勞伯氏鹽（Glauber' s salt)被去除。這種鹽可 通過采用滑流（slipstream)并且將其冷卻以迫使易于結(jié)晶的格勞伯氏鹽沉淀來去除，并 且可通過篩網(wǎng)、過濾、離心或其它固/液分離技術(shù)去除。
[0008] 美國專利號(hào)4, 133, 650 (Gamerdonk等）公開了一種用于從廢氣中回收二氧化硫的 再生方法，其使用可再生含水二羧酸（如鄰苯二甲酸、馬來酸、丙二酸和戊二酸及它們的混 合物）洗滌溶液，所述溶液被緩沖至約2. 8至9的pH。所回收的二氧化硫可用于生產(chǎn)硫酸。
[0009] 相似地，美國專利號(hào)2, 031，802(Tyrer)提出在用于從排出氣體中回收二氧化硫 的再生方法中，使用基本上非揮發(fā)性的酸的鹽，所述酸在40升/克分子的稀釋度和25°C的 溫度下測(cè)量具有l(wèi)x KT2與lx KT5之間的解離常數(shù)（例如乳酸、乙醇酸、檸檬酸和正磷酸）。 [0010] 美國專利號(hào)4, 366, 134(K〇r〇sy)公開了一種再生煙道氣脫硫方法，其采用緩沖至 約3至約9的pH的檸檬酸鉀水溶液。
[0011] 用于二氧化硫吸收/解吸方法的有機(jī)溶劑包括二甲基苯胺、四乙二醇二甲醚和丁 基磷酸二丁酯。如同大多溶劑，通過更高的壓力和更低的溫度來增強(qiáng)有機(jī)溶劑的容量。然 后通過降低壓力和/或增加溫度來回收二氧化硫氣體（并且使溶劑再生）。在吸收/解吸 工藝中，這些有機(jī)溶劑要求使用金屬構(gòu)造，并且由于硫酸的形成，并且在一些情況中由于溶 劑與因二氧化硫與氧的副反應(yīng)而形成的三氧化硫的反應(yīng)而常常要求溶劑再生。有機(jī)溶劑通 常比含水吸收液昂貴。
[0012] 從燃煤發(fā)電廠排放的顯著較高的煙道氣流速導(dǎo)致了非常大的設(shè)備尺寸以回收二 氧化硫。要求金屬構(gòu)造的有機(jī)溶劑通常在經(jīng)濟(jì)上不能與濕法洗滌器很好地競爭，所述濕法 洗滌器通常使用纖維增強(qiáng)塑料（FRP)構(gòu)造、涂層容器或低成本合金。
[0013] 常規(guī)有機(jī)溶劑也受制于與用于二氧化硫吸收/解吸循環(huán)的吸收劑所需的特性相 關(guān)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。許多這些溶劑具有相對(duì)低的二氧化硫吸收容量，尤其是在含很少二 氧化硫的排放物中通常遇到的二氧化硫分壓下（例如從約0. IkPa至約5kPa)。這些溶劑常 常從含二氧化硫的排出物中吸收大量的水蒸氣，導(dǎo)致溶劑的二氧化硫吸收容量顯著降低。 因此，需要滿足所需的二氧化硫吸收效率的這些溶劑的摩爾流速增大。此外，溶劑中大量水 蒸氣的吸收可導(dǎo)致用于二氧化硫吸收/解吸工藝中加工設(shè)備的過度腐蝕。此外，當(dāng)溶劑暴 露于酸性環(huán)境中的高溫下并且/或者遭受高揮發(fā)性時(shí)，一些這些溶劑易于過度降解（如水 解、或其它副反應(yīng)或分解），從而導(dǎo)致?lián)p耗大量溶劑。
[0014] 2011年10月28日提交并且作為US 2012/0107209 Al公布的共同未決且共同轉(zhuǎn) 讓的美國序列號(hào)13/283, 671，描述了一種二氧化硫的回收方法，其采用緩沖含水吸收液，所 述吸收液包含某些少量無機(jī)或有機(jī)酸或其鹽，優(yōu)選某些多元羧酸或其鹽，以從排出氣體中 選擇性地吸收二氧化硫。接著汽提所吸收的二氧化硫以再生吸收液并且產(chǎn)生富含二氧化硫 含量的氣體。富含二氧化硫的氣體可用作一部分進(jìn)料氣體供應(yīng)至接觸法硫酸廠或克勞斯廠 以制備元素硫，或可用于生產(chǎn)精煉的二氧化硫。US 2012/0107209 Al中描述的方法特別適 用于從二氧化硫含量相對(duì)較少的排出氣體生產(chǎn)富含二氧化硫的氣體。所述申請(qǐng)還描述了用 于從排出氣體中同時(shí)去除二氧化硫和氮氧化物（NO x)并且回收二氧化硫的方法。該方法采 用還包括金屬螯合物的緩沖含水吸收液以從氣體中吸收二氧化硫和NOx并且隨后還原所吸 收的NO x以形成氮?dú)狻?br> [0015] 雖然US 2012/0107209 Al的方法在高能量效率下操作，但是未來的經(jīng)濟(jì)仍保留著 對(duì)使用再生二氧化硫回收方法中的能量的需要。
[0016] 發(fā)明概述
[0017] 本發(fā)明涉及用于從氣態(tài)排出物中回收二氧化硫和其它污染物的新穎方法，其包含 在再生吸收/解吸循環(huán)中增強(qiáng)能量效率的特征。在所述方法的某些實(shí)施方案中，從解吸循 環(huán)中產(chǎn)生的濕的污染物氣流中回收能量。在這些和其它實(shí)施方案中，可任選地且有利地冷 卻吸收區(qū)以增強(qiáng)用于吸收污染物氣體的含水吸收介質(zhì)的容量，從而降低在吸收/解吸循環(huán) 中必須被泵送、處理、加熱和冷卻的含水吸收介質(zhì)和富含污染物的吸收液的體積。
[0018] 如上所述，本發(fā)明的方法的主要應(yīng)用就是從各種化學(xué)和冶金排出氣體中回收二氧 化硫。但是，本文所述的改進(jìn)也可適用于回收其它酸性氣體（例如&5、0) 2、腸!￡或!1(：1)，并 且還適用于回收其它污染物氣體（如氨氣）。
[0019] 簡單地說，因此本發(fā)明涉及一種用于從含污染物的源氣體中選擇性去除和回收污 染物氣體的方法，其中使包含源氣體的進(jìn)料氣流與包含用于污染物氣體的吸附劑的含水吸 收介質(zhì)在污染物吸收塔中接觸，從而將污染物氣體從進(jìn)料氣流吸收到吸收介質(zhì)中，并且產(chǎn) 生已從中去除污染物氣體的廢氣和富含污染物的吸收液。將富含污染物的吸收液與汽提蒸 汽在吸收液汽提塔中接觸，以從富含污染物的吸收液中解吸污染物，并且從而產(chǎn)生再生污 染物吸收介質(zhì)和包含水蒸氣和污染物氣體的初級(jí)汽提塔氣體排出物。從吸收液汽提塔的液 體出口抽出再生吸收介質(zhì)，并且從吸收液汽提塔的蒸氣出口抽出初級(jí)汽提塔氣體排出物。 通過使熱量從初級(jí)汽提塔氣體排出物間接轉(zhuǎn)移至初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中的冷 卻介質(zhì)來使水從初級(jí)汽提塔氣體排出物中冷凝，從而產(chǎn)生帶有污染物的冷凝物。使離開初 級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的帶有污染物的冷凝物與蒸汽在冷凝物汽提塔中接觸，以產(chǎn) 生被汽提的冷凝物和含有水蒸氣和污染物氣體的冷凝物汽提塔氣體排出物。熱量從初級(jí)汽 提塔氣體冷卻器/冷凝器中的初級(jí)汽提塔氣體排出物轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)包含 被汽提的冷凝物的至少一部分，從而從被汽提的冷凝物產(chǎn)生蒸汽。將由初級(jí)汽提塔氣體冷 卻器/冷凝器中被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽，作為用于與富含污染物的吸收液接觸以由此 解吸污染物的汽提蒸汽，引入吸收液汽提塔。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮從吸收液汽提塔抽出的初級(jí)汽提塔氣體排出 物，并且通過將熱量從經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔氣體排出物間接轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)，來使水從 經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔氣體排出物中冷凝，所述冷卻介質(zhì)包含初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷 凝器中被汽提的冷凝物的至少一部分，從而在超過吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口壓力的壓力 下，從被汽提的冷凝物產(chǎn)生蒸汽。然后將由初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中被汽提的冷 凝物產(chǎn)生的蒸汽，作為用于與富含污染物的吸收液接觸以從中解吸污染物的汽提蒸汽，弓丨 入吸收液汽提塔。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，由初級(jí)汽提塔汽提冷卻器/冷凝器中被汽提的冷 凝物產(chǎn)生的蒸汽，在超過吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口壓力的壓力下被壓縮。然后將經(jīng)過壓 縮的蒸汽，作為用于與富含污染物的吸收液接觸以從中解吸污染物的汽提蒸汽，引入吸收 液汽提塔。
[0022] 在這些和其它實(shí)施方案中，可冷卻吸收區(qū)以增強(qiáng)用于吸收污染物氣體的含水吸收 介質(zhì)的容量。在這些實(shí)施方案中，富含污染物氣體的吸收液的一部分在吸收塔與換熱器之 間循環(huán)，在所述換熱器中吸收熱通過轉(zhuǎn)移至冷卻流體而被去除。
[0023] 其它目標(biāo)和特征將部分地是顯而易見的并且將在下文中部分地指出。
[0024] 附圖簡述
[0025] 圖1和圖2為用于從含二氧化硫的源氣體中選擇性去除和回收二氧化硫的吸收/ 解吸方法的替代性的示意性流程圖，其中通過與流通蒸汽在汽提柱中接觸來實(shí)現(xiàn)吸收液中 二氧化硫的解吸，并且通過將熱量從汽提塔塔頂氣體間接轉(zhuǎn)移至包含汽提塔氣體冷卻器/ 冷凝器中的沸水流的冷卻介質(zhì)來產(chǎn)生流通蒸汽；
[0026] 圖3和圖4為繪示了隨溫度變化的某些吸收溶劑中的二氧化硫溶解度的曲線；
[0027] 圖5為用于從含二氧化硫的源氣體中選擇性去除和回收二氧化硫的吸收/解吸方 法的流程圖，其中吸收液在吸收塔與一個(gè)或多個(gè)外部換熱器之間循環(huán)以冷卻吸收液并且增 強(qiáng)用于轉(zhuǎn)移來自氣相的二氧化硫的吸收介質(zhì)的容量；
[0028] 圖6繪示了氣體組合物、吸收介質(zhì)組合物和液體流速的各種組合的氣相中二氧化 硫的含量和氣相中二氧化硫的回收百分比，其作為距反流吸收塔的底部的距離的函數(shù)；并 且
[0029] 圖7描繪了用于回收二氧化硫的吸收/解吸方法中吸收液溫度和氣相中二氧化硫 摩爾百分比的曲線，其中為吸收塔提供了不同數(shù)目的冷卻回路。
[0030] 在整個(gè)附圖中對(duì)應(yīng)的參考字符指示對(duì)應(yīng)的部件。
[0031] 優(yōu)選實(shí)施方案的描述
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，已開發(fā)了若干新穎的工藝方案以用于在相對(duì)高的能量效率下，從源 氣體回收污染物氣體。本發(fā)明的方法特別適用于回收酸性氣體，如二氧化硫、氮的氧化物、 硫化氫、二氧化碳等，但在回收其它污染物氣體（例如氨氣）中也是有用且有價(jià)值的。本文 使用了通用術(shù)語"污染物"，因?yàn)橥ǔ１景l(fā)明的方法用于清理化學(xué)、冶金或發(fā)電設(shè)施中的排 出氣流以使酸性氣體或其它氣體組分的排放減至最少，否則其將成為大氣中的污染物。但 是，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的，從氣體排放流中去除的污染物氣體通常具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值， 并且可通過本發(fā)明的方法回收，并且然后應(yīng)用至商業(yè)價(jià)值用途，例如二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧 化硫和硫酸、從二氧化硫和硫化氫回收元素硫、回收鹽酸或氨水以用于化學(xué)處理、回收氯化 氫并且將其轉(zhuǎn)化為元素氯和氫等。
[0033] 可通過回收二氧化硫的具體例子來說明本發(fā)明的方法。在本發(fā)明的實(shí)踐中，多種 水性和有機(jī)溶劑可用作二氧化硫吸收介質(zhì)。例如，吸收介質(zhì)可包括堿金屬的水溶液（例如 亞硫酸鈉/亞硫酸氫鈉溶液）、胺（例如烷醇胺、四羥乙基亞烷基二胺等）、銨鹽和各種有機(jī) 酸的鹽?？蛇x地，二氧化硫吸收介質(zhì)可包括有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑包括例如二甲基苯胺、 四乙二醇二甲醚或丁基磷酸二丁酯。在吸收/解吸過程中，一些有機(jī)溶劑要求使用金屬構(gòu) 造，并且由于硫酸的形成，并且在一些情況中由于溶劑與因二氧化硫與氧的副反應(yīng)而形成 的三氧化硫的反應(yīng)而常常要求溶劑再生，并且所述有機(jī)溶劑通常比無機(jī)吸收介質(zhì)昂貴。燃 煤發(fā)電廠排放的大量的煙道氣流速導(dǎo)致了非常大的設(shè)備尺寸以回收二氧化硫。常規(guī)有機(jī)溶 劑也可受制于如上所述與二氧化硫吸收介質(zhì)所需的特性相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。
[0034] 鑒于這些和其它的考慮，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，二氧化硫吸收介質(zhì)包 含相對(duì)較少的多元羧酸的鹽（例如蘋果酸鈉）的緩沖水溶液，如前所述的美國序列號(hào) 13/283, 671中描述的那樣，所述美國序列號(hào)13/283, 671于2011年10月28日提交并且作 為US 2012/0107209 Al公布，所述美國序列號(hào)13/283,671的全部內(nèi)容特此以引用的方式 并入本文。在下面的描述中，參照包含多元羧酸的鹽的優(yōu)選吸收介質(zhì)和包含四乙二醇二甲 醚（四甘醇二甲醚）的吸收介質(zhì)。但是，應(yīng)理解本文描述的方法的各種特征易于適合采用 其它吸收介質(zhì)的系統(tǒng)。如上所述，還應(yīng)理解本文所述的改進(jìn)同樣地可適用于使用本領(lǐng)域已 知的適合的常規(guī)污染物吸收介質(zhì)的去除和回收酸性氣體和污染物的系統(tǒng)。例如，本文所述 的方法可用于從排出氣流中再生吸收和解吸各種污染物，所述污染物包括硫化氫、二氧化 碳和氯化氫、氮氧化物以及其它污染物氣體（如氨氣及其混合物）。
[0035] 如圖1所示，將包含含有二氧化硫的源氣體的任選調(diào)節(jié)的工藝進(jìn)料氣流10引入具 有一個(gè)或多個(gè)理論級(jí)數(shù)的二氧化硫吸收塔11，在此其與包含用于二氧化硫的吸附劑的含水 吸收介質(zhì)接觸以吸收二氧化硫。二氧化硫吸收塔11包含含有氣/液接觸區(qū)13的立式柱或 塔12,所述立式柱或塔12包含用于促進(jìn)氣相與液相之間質(zhì)量轉(zhuǎn)移的裝置，所述裝置可包括 如鞍或環(huán)等不規(guī)整填料的床、規(guī)整填料或其它接觸設(shè)備。優(yōu)選地，為了將二氧化硫的轉(zhuǎn)移最 大化，將工藝進(jìn)料氣流與含水吸收液逆流接觸。如圖1所示，通過靠近塔12底部的氣體入 口 14引入工藝進(jìn)料氣流10,并且進(jìn)入氣體/液體接觸區(qū)13的底部，同時(shí)通過靠近塔頂部的 液體入口 16引入包含從二氧化硫汽提塔30再循環(huán)的再生含水吸收介質(zhì)的流15 (下文中描 述），并且分布和進(jìn)入氣/液接觸區(qū)的頂部。從靠近塔12底部的液體出口 18抽出離開氣/ 液接觸區(qū)13底部的富含二氧化硫的吸收液流17,并且從靠近塔頂部的氣體出口 20抽出離 開區(qū)13頂部的基本上不含二氧化硫的廢氣流19。雖然可采用常規(guī)不規(guī)整填充的塔作為吸 收塔11，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)領(lǐng)會(huì)可合適地采用其它構(gòu)造。例如，吸收塔12可包含規(guī)整 填料或可包括盤式塔，在它們的任一者中，工藝流優(yōu)選逆流流動(dòng)。雖然優(yōu)選在吸收塔中工藝 進(jìn)料氣流10與含水吸收介質(zhì)之間逆流流動(dòng)，但可并流操作吸收塔。但是，這種布置易于負(fù) 面地影響吸收容量和效率，并且通常不優(yōu)選。
[0036] 在與二氧化硫化學(xué)結(jié)合的酸式鹽吸收劑或其它物質(zhì)作為含水吸收介質(zhì)中的主要 吸附劑存在的情況下，吸收介質(zhì)中吸附劑的濃度和吸收介質(zhì)流動(dòng)的速率應(yīng)該是這樣的，在 吸收塔液體出口的主要溫度下，多余的吸收容量保留在吸收液中。優(yōu)選地，剩余的容量為進(jìn) 入吸收塔的總吸收容量的至少10%，優(yōu)選至少20%。出于這個(gè)目的，進(jìn)入吸收塔的吸附劑 濃度和吸收介質(zhì)的流速應(yīng)足以提供相對(duì)于二氧化硫從工藝進(jìn)料氣流中回收的速率，吸附劑 流過吸收塔的速率的化學(xué)計(jì)量過量，優(yōu)選超過相對(duì)于進(jìn)料流的總二氧化硫含量，從而補(bǔ)償 若干因素，如：在吸收介質(zhì)的再生之后吸收介質(zhì)中剩余的二氧化硫含量；富含二氧化硫的 汽提塔氣體中二氧化硫的濃度；微酸性組分（如二氧化碳）的可能存在；但主要在于補(bǔ)償 優(yōu)選吸附劑（如含水多元羧酸/鹽吸收系統(tǒng)）所需的相對(duì)弱的吸收親和力。為了通過溫和 溫度升高和/或壓力降低來促進(jìn)二氧化硫的后續(xù)解吸，優(yōu)選相對(duì)弱的吸收親和力。因此，達(dá) 到所需去除效率所必要的吸附劑在含水吸收介質(zhì)中的濃度隨所采用的酸、二氧化硫在待處 理氣體中的濃度以及吸收塔的質(zhì)量轉(zhuǎn)移特性而變化，并且可易于由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。 通常，吸收液中每摩爾多元羧酸鹽所吸收的二氧化硫的化學(xué)計(jì)量當(dāng)量比在約0. 1至約1的 范圍內(nèi)。在用包含蘋果酸的鈉鹽的含水吸收液來處理包含約2600ppmv (每百萬分之一體積 份）二氧化硫的氣體的情況下，吸收液中蘋果酸鹽的濃度可適合地在約1摩爾％至約7摩 爾％的范圍內(nèi)。
[0037] 可通過常規(guī)設(shè)計(jì)實(shí)踐來測(cè)定含水吸收液流15和引入至二氧化硫吸收塔11的工藝 進(jìn)料氣流10的質(zhì)量流速比率（L/G)，所述比率對(duì)于實(shí)現(xiàn)二氧化硫從源氣體到吸收液的實(shí)質(zhì) 性轉(zhuǎn)移是必要的。更具體而言，可基于進(jìn)入吸收塔的氣流的污染物含量、含水吸收介質(zhì)中吸 附劑的濃度和在吸收塔中液體/氣體的主要溫度下吸附劑的單元吸收容量來選擇L/G。通 常選擇L/G以使得進(jìn)入吸收塔的吸附劑的流量超過進(jìn)入吸收塔的污染物氣體的流量的至 少10%至20%。最佳的超過程度取決于氣/液接觸區(qū)中質(zhì)量轉(zhuǎn)移和熱量轉(zhuǎn)移的速率。
[0038] 優(yōu)選地，對(duì)二氧化硫吸收塔進(jìn)行設(shè)計(jì)并且操作，以使得離開吸收塔的廢氣流19的 二氧化硫含量小于約500ppmv，更優(yōu)選小于約200ppmv (例如低至10ppmv-20ppmv)。這種痕 量的二氧化硫連同含在工藝進(jìn)料氣流中的二氧化碳、氧氣、氮?dú)夂推渌栊晕镔|(zhì)被作為從 吸收塔的頂部放出的廢氣流19的一部分而從系統(tǒng)消除。廢氣流與吸收液基本上平衡，并且 根據(jù)進(jìn)料至吸收塔的工藝進(jìn)料氣流中水蒸氣的含量和吸收塔的條件，可能在吸收塔中存在 水的凈增益或損耗。如果必要，可使用鼓風(fēng)機(jī)21以將氣體驅(qū)動(dòng)至煙囪。為了實(shí)現(xiàn)滿意的排 放標(biāo)準(zhǔn)，可使廢氣流19通過除霧器或相似的設(shè)備以在通過煙囡被排放之前回收夾帶的液 體。此外或替代性地，在一些情況下，可通過與工藝進(jìn)料氣的來流在換熱器22中的間接熱 交換或者使用其它加熱介質(zhì)或如下所述在換熱器64中加熱廢氣流19,以使得在通過煙囪 排出后，任何煙羽都不具有降落的傾向。
[0039] 如圖1所示，其中吸附劑包含多元羧酸，金屬堿（如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸 鈉等）的補(bǔ)充源23,與包含再生含水吸收介質(zhì)的流15在其從靠近吸收塔12的頂部被 引入之前，在吸附劑罐24中合并。金屬堿與多元羧酸反應(yīng)形成金屬鹽吸收劑。根據(jù)US 2012/0107209 Al中的公開內(nèi)容，引入足夠的金屬堿以中和至少一些酸基團(tuán)，以使得酸被中 和至酸解離當(dāng)量點(diǎn)的約20%內(nèi)，更優(yōu)選約10%內(nèi)，所述酸解離具有在25°C時(shí)約3至約10， 優(yōu)選在25°C時(shí)約4至約7的pKa值。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用已知的pH控制技術(shù)和儀器， 以將堿添加至與含二氧化硫氣體在吸收塔中接觸的再生吸收液，以相對(duì)于PKa值的當(dāng)量點(diǎn) 維持所需的中和程度。此外，應(yīng)添加足夠的堿來維持金屬離子濃度。例如，如下所述，隨著 在結(jié)晶器操作中去除硫酸鹽，一些金屬離子將被損耗。每去除一摩爾的硫酸鈉，就添加兩摩 爾的堿（例如氫氧化鈉）。通過取樣并且在工廠實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行金屬分析，可適合地監(jiān)測(cè)并且 控制金屬離子濃度。
[0040] 將離開吸收塔11的富含二氧化硫的吸收液17加熱至中溫（如下所述），并且將預(yù) 熱的吸收液引入二氧化硫汽提塔30,其中二氧化硫從吸附劑中解離并且從吸收液中解吸。 汽提塔30包括含有蒸氣/液體接觸區(qū)32的立式柱或塔31，所述立式柱或塔31包括用于 促進(jìn)氣相與液相之間質(zhì)量轉(zhuǎn)移的裝置。類似于吸收塔11，汽提塔30被構(gòu)造為填充塔的形 式，其包含常規(guī)不規(guī)整填料的床、規(guī)整填料、盤或任何其它氣液接觸設(shè)備。塔31內(nèi)蒸氣/液 體接觸區(qū)32的下（汽提）段可進(jìn)料根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生（如下所述）的流通蒸汽并且可用于 從吸收液中去除二氧化硫。蒸氣/液體接觸區(qū)32的上（精煉）段用于降低所解吸的二氧 化硫中的水量。包含基本上用水蒸氣飽和的二氧化硫的初級(jí)富含二氧化硫的汽提塔氣體排 出物33產(chǎn)生于蒸氣/液體接觸區(qū)32上方汽提塔30的塔頂，并且從塔31頂部的蒸氣出口 34抽出；并且離開蒸氣/液體接觸區(qū)的再生吸收液15從塔底部的液體出口 35抽出并且再 循環(huán)回吸收塔11，以完成循環(huán)。雖然優(yōu)選如圖1中所示的汽提塔中富含二氧化硫的吸收液 與汽提蒸汽之間逆流流動(dòng)，但也可并流操作汽提塔。但是，這種布置易于負(fù)面地影響汽提效 率，并且通常不優(yōu)選。
[0041] 吸收塔11中二氧化硫吸收介質(zhì)的平均溫度通常保持在約KTC至約70°C的范圍 內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，吸收塔中二氧化硫吸收液的平均溫度優(yōu)選保持為約20°C至約60°C。雖然 通常在較低吸收介質(zhì)溫度下，二氧化硫的吸收得到增強(qiáng)，但吸收液需要從吸收溫度加熱至 足夠高的溫度，并且/或在減壓下，以釋放二氧化硫，并且提供這種顯熱導(dǎo)致了更高的能量 要求。在再生期間，同樣合乎需要的是，減小水的蒸發(fā)量以降低所消耗的能量并且避免吸收 介質(zhì)中的低水濃度，水濃度低可能引起二氧化硫吸附劑（例如弱多元羧酸或鹽）的沉淀。當(dāng) 吸收相對(duì)強(qiáng)烈地依賴于溫度并且循環(huán)的吸收和解吸級(jí)數(shù)之間的溫度處于更窄的范圍時(shí)，二 氧化硫吸收/解吸方法的總體效率得以改善。
[0042] 汽提塔30中二氧化硫吸收液的平均溫度通常保持在約60°C直至在汽提塔操作壓 力下所述吸收液沸點(diǎn)的范圍內(nèi)。
[0043] 分別通過增大或減小吸收塔11和汽提塔30的操作壓力可增強(qiáng)二氧化硫的吸收和 解吸。吸收塔11中適合的操作壓力為約70kPa至約200kPa絕對(duì)壓力。吸收塔中增大的壓 力增大了吸收介質(zhì)可吸收的二氧化硫的分?jǐn)?shù)，但優(yōu)選在相對(duì)低的壓力下進(jìn)行吸收，從而降 低設(shè)備成本。相似地，汽提塔30中適合的操作壓力為約40kPa至約200kPa絕對(duì)壓力，但可 采用更高或更低的操作壓力。
[0044] 通過控制進(jìn)料至這些操作的各種工藝流的溫度，可實(shí)現(xiàn)吸收塔11和汽提塔30內(nèi) 的溫度控制。優(yōu)選地，通過控制富含二氧化硫的吸收液17和靠近汽提塔的底部的蒸氣/液 體接觸區(qū)32的汽提段引入的蒸汽的溫度將汽提塔30的溫度保持在所需范圍內(nèi)。再次參 照?qǐng)D1，溫度為約l〇°C至約70°C，更優(yōu)選為約20°C至約60°C的離開吸收塔11的富含二氧 化硫的吸收液17通過熱交換器40,在此其通過熱量自從汽提塔30再循環(huán)而來的再生吸收 介質(zhì)15間接轉(zhuǎn)移至二氧化硫吸收塔而被預(yù)熱至中溫。在交換器內(nèi)熱量從再生吸收介質(zhì)轉(zhuǎn) 移至吸收液增大了再生吸收介質(zhì)的吸收容量，并且加熱吸收液以有助于促進(jìn)二氧化硫從中 汽提。如果需要進(jìn)一步加熱以便在汽提塔中實(shí)現(xiàn)所需的溫度，可使富含二氧化硫的液體17 通過溶劑加熱器41，在此其被預(yù)熱（例如通過熱量從離開工藝的回收的二氧化硫產(chǎn)物流的 間接轉(zhuǎn)移），并且/或者通過與蒸汽的間接熱交換或與熱的冷凝物流70的間接熱交換而被 進(jìn)一步加熱。在某些有利的實(shí)施方案中，在不添加外部熱量的情況下，通過使自工藝進(jìn)料氣 流和/或再生二氧化硫吸收介質(zhì)轉(zhuǎn)移熱量來加熱富含二氧化硫的吸收液。在這種實(shí)施方案 中，工藝進(jìn)料氣流的溫度優(yōu)選不降低至約50°C以下，并且引入汽提塔的富含二氧化硫的吸 收液與再生吸收介質(zhì)之間的溫度差低于約40°C。
[0045] 溫度為約60°C至約140°C的離開汽提塔30底部的再生含水吸收介質(zhì)15在交換器 40中通過將熱量轉(zhuǎn)移至離開二氧化硫吸收塔11的富含二氧化硫的吸收液17而被冷卻。相 似地，如果需要進(jìn)一步冷卻以便保持吸收塔中所需的溫度，可使離開交換器40的再生吸收 介質(zhì)通過溶劑冷卻器42,并且通過與冷卻塔水的間接熱交換而被進(jìn)一步冷卻。換熱器40的 使用減少了系統(tǒng)的能量需求，使得可能不需要使用溶劑加熱器和/或溶劑冷卻器。
[0046] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，通過任選轉(zhuǎn)移離開汽提塔30以處理去除硫酸鹽的 再生吸收介質(zhì)15的至少清除部分90,將包含多元羧酸鹽的含水吸收液中的硫酸鹽污染物 水平保持在可接受的水平。清除部分的相對(duì)體積隨再生吸收介質(zhì)中吸附劑的濃度和吸收和 汽提過程中二氧化硫?qū)ρ趸拿舾行远兓Ｍǔ?，在將蘋果酸鹽用作吸收劑的操作中，清 除部分可占低于再生吸收介質(zhì)流的約5%。
[0047] 清除部分的處理包括在蒸發(fā)結(jié)晶器92中從清除部分90中蒸發(fā)水以產(chǎn)生硫酸鹽過 飽和的濃縮溶液。然后，在結(jié)晶器中，硫酸鹽晶體從濃縮含水吸收液中沉淀，以形成包含沉 淀的硫酸鹽晶體和母液的結(jié)晶漿液94。在常規(guī)的固/液分離設(shè)備96 (如真空過濾器或離心 機(jī)）中，中漿液中分離硫酸鈉晶體與漿液，并將母液部分98再循環(huán)至溶劑罐24中，在此其 與再生吸收介質(zhì)的主要流混合以返回吸收塔11。通過加熱和/或降低壓力或者增大至再沸 器的蒸汽流量以閃蒸水，可適合地實(shí)現(xiàn)含水吸收液的濃縮。通常，在濃縮期間，在汽提塔操 作壓力下，將含水吸收液加熱到至少約40°C、更優(yōu)選至少約60°C的溫度并且優(yōu)選加熱至吸 收液的沸點(diǎn)，以抑制十水硫酸鈉或格勞伯氏鹽（Na 2SO4^lOH2O)的形成和沉淀。格勞伯氏鹽 傾向于形成膠狀或粘稠的沉淀物，其不易于通過離心或過濾與母液分離。
[0048] 可在大氣壓或真空下操作結(jié)晶器。作為通過離心或過濾分離硫酸鈉鹽晶體的替代 性方法，可設(shè)計(jì)結(jié)晶器以從結(jié)晶漿液連續(xù)地潷析母液。此外，可用水洗滌硫酸鹽晶體，并且 同樣將所得的包含多元羧酸鹽吸收劑的洗滌水導(dǎo)向溶劑罐以返回吸收塔。來自結(jié)晶器的塔 頂蒸氣流可被冷凝并且返回吸收塔?；蛘?，來自結(jié)晶器的塔頂流可作為汽提蒸汽源而被輸 送到汽提塔。
[0049] 雖然上述處理有效保持在循環(huán)吸收液中可接受的硫酸鹽水平，但根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施方案，可在吸收液中包含氧化抑制劑，以分別降低亞硫酸氫鹽和亞硫酸鹽至硫酸氫 鹽和硫酸鹽污染物的氧化。存在著若干不同類型的可用于本發(fā)明的實(shí)踐的氧化抑制劑，其 包括：氧清除劑和自由基捕捉劑，如對(duì)苯二胺和對(duì)苯二酚；NO x催化氧化的抑制劑，如抗壞 血酸；以及螯合劑，如隔離并且抑制金屬催化氧化的乙二胺四乙酸（EDTA)。此類氧化抑制 劑可單獨(dú)或以不同組合的方式采用，并且可根據(jù)需要添加到引入吸收塔的再生含水吸收液 中。取決于所采用的抑制劑的類型，通常吸收液中的濃度范圍為幾個(gè)ppm到約1重量％至約 10重量％。由于抑制劑將逐漸被氧化消耗，因此通常過量添加（例如至少約IOOOppm)?？?壞血酸和對(duì)苯二酚對(duì)在蘋果酸鈉吸收液中抑制氧化特別有效。當(dāng)金屬存在于吸收液中時(shí)， 預(yù)期EDTA為有效的氧化抑制劑。
[0050] 在吸收液中增大的酸性具有增大二氧化硫汽提效率的作用。因此，在吸收液中留 下小濃度的溶解的二氧化硫或保留一些硫酸鹽導(dǎo)致了汽提塔中更高的效率。例如，在汽提 塔中小濃度的硫酸鹽和/或亞硫酸使吸收液的再生消耗較少能量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方案，將吸收液中硫酸鹽的濃度保持在約〇. 5重量％至約11重量％，優(yōu)選約3重量％至約 11重量％，并且將小部分二氧化硫保留在再生含水吸收液中，從而使溶液略微更具酸性并 且因此使二氧化硫的解吸消耗較少能量。
[0051] 從被汽提的冷凝物產(chǎn)生汽提蒸汽
[0052] 為提供能量源以用于產(chǎn)生汽提蒸汽，在適合增大初級(jí)汽提塔氣體排出物壓力的設(shè) 備中，壓縮來自吸收液汽提塔30的初級(jí)汽提塔氣體排出物33。適合的設(shè)備包括機(jī)械壓縮機(jī) 和熱壓縮機(jī)（即蒸汽噴射壓縮器）。如圖1所示，優(yōu)選通過穿過蒸汽噴射壓縮器36來壓縮 初級(jí)汽提塔氣體排出物。在從接觸法硫酸廠的尾氣中回收二氧化硫的情況下，產(chǎn)生于三氧 化硫吸收熱回收的蒸汽可為噴射壓縮器提供動(dòng)力蒸汽。
[0053] 雖然已知用于回收二氧化硫的吸收/解吸系統(tǒng)，其中濕的二氧化硫汽提塔氣體被 壓縮，并且水蒸氣冷凝的潛熱從壓縮氣體轉(zhuǎn)移至富含二氧化硫的吸收液，但是在這種系統(tǒng) 中，飽含二氧化硫的冷凝物離開系統(tǒng)。這個(gè)方案造成不可接受的排放，所述排放也等同于損 耗二氧化硫值，除非在獨(dú)立的系統(tǒng)中捕捉從冷凝物中排出的二氧化硫。
[0054] 在上述US 2012/0107209 Al中描述的方法中，從冷凝物汽提柱中的冷凝物回收二 氧化硫，但這需要額外的能耗。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的方法，通過將被汽提的冷凝物用作用于吸收液汽提塔的汽提蒸汽的 來源，基本上回收了用于汽提冷凝物所需的能量。需要進(jìn)一步的能量輸入以在足夠使冷凝 物流進(jìn)汽提塔基底的壓力下蒸發(fā)冷凝物。在本發(fā)明的方法中，汽提塔氣體的水蒸氣組分中 的潛熱提供了那個(gè)能量源。對(duì)離開吸收液汽提塔的汽提塔氣體的適度壓縮造成適度溫度 差，所述溫度差足以將熱量從壓縮的汽提塔氣體轉(zhuǎn)移至被汽提的冷凝物，從而在足以將所 得蒸汽驅(qū)動(dòng)至汽提塔中的壓力下蒸發(fā)被汽提的冷凝物。
[0056] 對(duì)汽提塔中濕的含二氧化硫的氣體排出物進(jìn)行壓縮優(yōu)選地將流的壓力增大了約 30kPa至約65kPa的增量。如果在較低的壓力下（例如在真空下）操作汽提塔30,以增大二 氧化硫相對(duì)于水的相對(duì)揮發(fā)性并且增強(qiáng)解吸并且減小給定回流所需的理論級(jí)數(shù)的數(shù)目，那 么二氧化硫的分離得到增強(qiáng)。此外，較低的壓力導(dǎo)致系統(tǒng)中較低的溫度，允許使用較低壓力 的蒸汽來加熱富含二氧化硫的吸收液。但是，在適度較高的操作壓力下，能量回收被優(yōu)化， 并且這也降低了塔31的必需直徑和相關(guān)資金成本。舉例來說，在輕微真空（例如-35kPa 表壓）下操作汽提塔并且適度增大離開汽提塔的富含二氧化硫的汽提塔氣體的壓力（例如 至約20kPa表壓）代表了一種經(jīng)濟(jì)方法。不過，在大氣壓或大氣壓以上的壓力下操作汽提 塔也可能是有吸引力的方法。經(jīng)濟(jì)優(yōu)化可確定具體的操作條件。綜合這些考慮，離開吸收 液汽提塔的初級(jí)汽提氣體排出物的壓力最優(yōu)選保持在約40kPa至約170kPa絕對(duì)壓力）。
[0057] 將含有二氧化硫的汽提塔氣體的加壓流體導(dǎo)向初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 50。通過將熱量間接轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)，在冷卻器/冷凝器50中使大部分水蒸氣自初級(jí)汽提 塔氣體排出物冷凝。根據(jù)本發(fā)明，從冷凝物汽提塔或水柱60流向冷卻器/冷凝器50 (所述 操作在下文描述）的流51中被汽提的冷凝物用作冷卻介質(zhì)，并且冷凝潛熱被轉(zhuǎn)移至被汽 提的冷凝物，從而產(chǎn)生在吸收液汽提塔30中用作汽提介質(zhì)的蒸汽。如圖1所示，將離開柱 60的被汽提的冷凝物流51導(dǎo)向蒸氣-液體分離器52 (例如蒸汽鼓）并且經(jīng)由管線54在 分離器與冷卻器/冷凝器50之間循環(huán)，在此來自初級(jí)汽提塔氣體的熱量轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了用于汽 提塔的蒸汽53。在分離器52中分離被汽提的冷凝物和蒸汽，所述蒸汽經(jīng)由管線57導(dǎo)向汽 提塔30,冷凝物的至少一部分經(jīng)由管線54循環(huán)至初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50,并且 另一部分可經(jīng)由管線55任選被再次循環(huán)并且與再生二氧化硫吸收液15合并并且返回吸收 塔11，并且/或者可將部分56從系統(tǒng)中清除?？蛇x地，可設(shè)計(jì)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 50的冷凝物側(cè)面，以允許在換熱器本身內(nèi)部將蒸汽與水脫離，從而允許不含夾帶的水的蒸 汽流體從冷卻器/冷凝器直接流向吸收塔，而無需獨(dú)立的蒸氣/液體分離器。
[0058] 在初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由管線57引入汽提塔30， 在此所述蒸氣與吸收液在蒸氣/液體接觸區(qū)32接觸，向吸收液供應(yīng)熱量并且用作用于從液 相中去除二氧化硫的汽提氣體。加熱吸收液汽提塔中的液相降低了其中二氧化硫的平衡濃 度并且增強(qiáng)了用于將二氧化硫轉(zhuǎn)移至蒸氣相的驅(qū)動(dòng)力。在將熱量轉(zhuǎn)移至液相時(shí)，由冷卻器 /冷凝器50中被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽部分地在汽提塔內(nèi)冷凝，從而基本上用作可冷凝 的汽提氣體?？蛇x地，由產(chǎn)生于初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中被汽提的冷凝物的蒸汽 供應(yīng)的汽提熱可由再沸器37中的外部來源供應(yīng)的熱量補(bǔ)充，來自吸收液汽提塔的液相循 環(huán)通過所述再沸器37。輔助再沸器為方法的水平衡控制提供完全的靈活性。通常，待通過 再沸器的吸收液從汽提塔的貯槽中抽出，并且返回貯槽上方的蒸氣/液體接觸區(qū)32的下 部。
[0059] 在初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50中，初級(jí)汽提塔氣體排出物33的水蒸氣含 量中的大部分被冷凝，并且因此大部分潛熱通過轉(zhuǎn)移至從冷凝物汽提塔60返回的被汽提 冷凝物而被去除。通過使水蒸氣自初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝獲得的含水冷凝物包含溶解 的二氧化硫。將此冷凝物從冷卻器/冷凝器50中去除，并且經(jīng)由管線58進(jìn)料至冷凝物汽 提塔或水柱60并且加熱（例如用蒸汽或再沸器），以解吸二氧化硫并且產(chǎn)生包含水蒸氣和 解吸自含水冷凝物的二氧化硫的冷凝物汽提塔氣體。如圖1所示，冷凝物汽提塔氣體與來 自初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50的濕的含二氧化硫的排放氣59合并。離開冷凝物汽 提塔柱60的頂部的合并的最終冷凝物汽提塔氣體61在低溫冷凝器62中冷卻至通常低于 約70°C的溫度（例如在50°C用冷卻水），以冷凝水蒸氣并且產(chǎn)生包含回收的二氧化硫的產(chǎn) 物流63。如圖1所述，通過首先使氣體通過換熱器64,可從冷凝物汽提塔氣體，或從離開冷 凝物汽提塔柱60的頂部的合并的最終冷凝物汽提塔氣體61中分離出少量額外的冷凝物， 在所述換熱器64中通過將熱量轉(zhuǎn)移至離開吸收塔11的廢氣19的一部分來冷卻冷凝物汽 提塔氣體。冷卻后，從二氧化硫回收方法中去除所回收的二氧化硫產(chǎn)物流63，并且將其導(dǎo)向 其可被使用的去向，例如引入用于轉(zhuǎn)化為三氧化硫的接觸法硫酸廠的干燥塔或催化階段、 用于產(chǎn)生元素硫的克勞斯廠操作、堿金屬亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽的制造工藝、造紙操作或 用于液化為液體二氧化硫的壓縮和致冷單元。
[0060] 耗乏二氧化硫的被汽提的冷凝物流51離開冷凝物汽提塔柱60的底部，并且導(dǎo)向 初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50,其中使水蒸氣自壓縮的初級(jí)氣提塔氣體排出物33冷凝 將熱量轉(zhuǎn)移至汽提塔冷凝物，從而在吸收液汽提塔30中產(chǎn)生蒸汽用作合并的加熱介質(zhì)和 汽提氣體（例如作為冷凝汽提介質(zhì)）。優(yōu)選地，可將部分56從系統(tǒng)中清除。
[0061] 來自吸收液汽提塔30的初級(jí)汽提塔氣流排出物33的壓縮程度必須足以使被壓縮 的蒸氣的溫度足夠高，以使可通過加熱初級(jí)汽提氣體冷卻器/冷凝器50中被汽提的冷凝物 來產(chǎn)生壓力比塔31內(nèi)蒸氣/液體接觸區(qū)32的下（汽提）段的壓力高的蒸汽。但是優(yōu)選將 壓縮程度控制為由被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽流入汽提塔所需的最小值。更具體而言，優(yōu) 選的是，在不高于吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口 35的液相溫度約30°C的溫度下，或更具體而 言，不高于離開汽提塔內(nèi)蒸氣/液體接觸區(qū)32的底部的液相溫度約20°C或不高于其約5°C 至約l〇°C下，由被汽提的冷凝物產(chǎn)生蒸汽。在某些特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過加熱初級(jí) 汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50中被汽提的冷凝物而產(chǎn)生的蒸汽的溫度不高于、等同于或甚 至可低于吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口處或蒸氣/液體接觸區(qū)底部的液相的溫度。更一般而 言，優(yōu)選在初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器50中產(chǎn)生的蒸汽的溫度與汽提塔內(nèi)在其液體出 口處的再生吸收介質(zhì)的溫度或液相的溫度相比，或與離開吸收液汽提塔內(nèi)的蒸氣/液體接 觸區(qū)的下（汽提）段的液相的溫度相比變化不超過約±l〇°C。為了使蒸汽流入吸收液汽提 塔，在冷卻器/冷凝器50中產(chǎn)生的蒸汽的壓力必須高于汽提塔中的總壓力，并且因此高于 蒸氣/液體接觸區(qū)汽提段內(nèi)液相的，甚至高于汽提段的液相出口處液相的平衡蒸氣壓力， 所述汽提段中二氧化硫的分壓作為極限接近零。
[0062] 不考慮蒸氣相與液相之間的溫差，后續(xù)蒸氣相水壓力驅(qū)動(dòng)力由此導(dǎo)致水蒸氣在汽 提塔中發(fā)生冷凝，導(dǎo)致液相在蒸氣/液體接觸區(qū)的汽提段內(nèi)的冷凝和加熱，即使蒸汽在不 高于、或甚至稍微低于液相溫度的溫度下引入所述區(qū)。由于液相中溶質(zhì)（即吸附劑，如多元 羧酸鹽）的抑制效果，因此液相的蒸氣壓力可稍微低于相同溫度下蒸汽的壓力，或甚至有 時(shí)液相溫度稍微高于蒸汽溫度。
[0063] 為了滿足這些優(yōu)選條件，初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的對(duì)數(shù)平均溫差（Λ t) 不低于約I. 5°C、約2°C、約3°C、約4°C或約5°C，并且不高于約10°C、約8°C、約6°C或約5°C。 例如，初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的對(duì)數(shù)平均溫差（At)為約1.5°C至約10°C、或約 2°C至約9°C、或約2. 5°C至約8°C。
[0064] 取決于總工藝能量和水平衡，來自冷凝物汽提塔60的被汽提的冷凝物的體積可 超過吸收液汽提塔30中蒸汽的需求。因此，可在（i)導(dǎo)向初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 50的作為用于使水自汽提塔氣體冷凝的冷凝物流，從而將被汽提的冷凝物至少部分地轉(zhuǎn)化 為蒸汽以用于引入吸收液汽提塔的冷卻流體；和（ii)用于從工藝中去除水的排放水流之 間，有效地分開被汽提的冷凝物。
[0065] 作為排放水來自冷凝物汽提塔60的被汽提的冷凝物的一部分還可任選地用于調(diào) 節(jié)含二氧化硫的源氣體或工藝進(jìn)料氣流10。如圖1所示，來自蒸氣-液體分離器52的被汽 提的冷凝物通過管線70并且被引入相對(duì)于進(jìn)料氣體流動(dòng)的二氧化硫吸收塔11的上游的飽 和器71。飽和器可包含單級(jí)接觸器（例如通常由包含不規(guī)整或規(guī)整填料的填充柱或塔、或 噴霧柱組成），其中被汽提的冷凝物與氣流接觸，從而增大了進(jìn)入二氧化硫吸收塔的進(jìn)料氣 體的濕度。離開飽和器的水流可從工藝中去除。飽和器還可通過蒸發(fā)冷卻來冷卻含二氧化 硫的氣體并且在其進(jìn)入吸收塔之前去除酸性氣體（例如硫酸、鹽酸、三氧化硫）。飽和器有 利地準(zhǔn)許采用較低品質(zhì)的水潤濕進(jìn)料氣流，這與在吸收塔中所采用的水應(yīng)被去離子或蒸餾 以避免雜質(zhì)堆積的情況下來潤濕氣體相比，提供了顯著的成本節(jié)約。雖然離開飽和器的水 飽含二氧化硫，但此流的體積非常小。此外，例如在從硫酸工廠的尾氣中回收二氧化硫的情 況下，離開飽和器的負(fù)載二氧化硫的水流可被用作SO 3吸收塔中的稀釋水。在層間工廠中， 水有利地用于層間吸收塔中的稀釋，并且涉及的二氧化硫的最小凈流量通過二氧化硫回收 單元返回并且在工藝中無損耗。
[0066] 圖1中的方法壓縮初級(jí)汽提塔氣體排出物以提供溫差，借此將通過使水蒸氣自初 級(jí)汽提塔氣體冷凝所回收的潛熱轉(zhuǎn)移至被汽提的冷凝物以產(chǎn)生蒸汽，引入蒸汽以影響吸收 液汽提塔中吸收液的汽提。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于產(chǎn)生這種溫差并且驅(qū)動(dòng)汽提操作的其 它替代性方案。
[0067] 圖2例示了圖1中的工藝的替代性方案，其中由被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽，在冷 卻器/冷凝器50的蒸汽出口與吸收液汽提塔30之間的流動(dòng)期間，被壓縮機(jī)39壓縮。該圖 示出了通過機(jī)械壓縮機(jī)壓縮蒸汽，但是還應(yīng)將蒸汽引入蒸汽噴射壓縮器的喉部以實(shí)現(xiàn)需要 的壓縮。設(shè)置汽提塔30直徑的尺寸，并且設(shè)計(jì)汽提塔30的蒸氣/液體接觸區(qū)32內(nèi)的填料 或其它質(zhì)量轉(zhuǎn)移促進(jìn)結(jié)構(gòu)，以在氣相/蒸氣相向上通過該區(qū)期間避免過度壓降。也設(shè)置用 于轉(zhuǎn)移初級(jí)汽提塔氣體排出物33至冷卻器/冷凝器50的初級(jí)汽提塔氣體出口 34和管線 的尺寸，以避免過度壓降。通過在冷卻器/冷凝器50的初級(jí)汽提塔氣體側(cè)保留高于該交換 器的被汽提的冷凝物側(cè)壓力的壓力，通過隨著水蒸氣從初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝并且蒸 汽在冷凝物側(cè)產(chǎn)生以用于汽提塔30將熱量轉(zhuǎn)移至被汽提的冷凝物，來建立溫差。將在冷卻 器/冷凝器50中產(chǎn)生的蒸汽引入壓縮機(jī)39的抽吸側(cè)，所述壓縮機(jī)39壓縮蒸汽以將其經(jīng)由 管線57引入汽提塔。
[0068] 為了回收來自汽提氣體的水蒸氣冷凝的潛熱，壓縮機(jī)39將蒸汽的壓力增大到這 樣的水平，當(dāng)初級(jí)汽提塔氣體到達(dá)冷卻器/冷凝器50時(shí)，冷卻器/冷凝器的汽提塔氣體側(cè) 的壓力高于由冷卻器/冷凝器的被汽提的冷凝物側(cè)上被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽的壓力。 更具體而言，壓縮程度足以使水飽和壓力（在此壓力下，水蒸氣在冷卻器/冷凝器的初級(jí)汽 提塔氣體側(cè)上冷凝）高于在冷卻器/冷凝器的被汽提的冷凝物側(cè)上產(chǎn)生蒸汽時(shí)的壓力。
[0069] 優(yōu)選在圖2工藝中實(shí)現(xiàn)的溫差和壓力差與圖1的實(shí)施方案中冷卻器/冷凝器50 中主要的基本相同，其中初級(jí)汽提塔氣體排出物在從汽提塔的氣體出口流至冷卻器/冷凝 器的氣體入口期間被壓縮。也優(yōu)選蒸氣/液體接觸區(qū)中主要的絕對(duì)壓力在與圖1和圖2中 分別示出的每一個(gè)實(shí)施方案相同的范圍內(nèi)。在這兩種情況下，在汽提塔中保持壓力稍微高 于大氣壓，例如約15psia至18psia(約IOOkPa至約125kPa絕對(duì)壓力），是理想的。但是， 因?yàn)閳D2工藝中僅壓縮了蒸汽，圖2工藝的吸收液汽提區(qū)域內(nèi)的最佳壓力可略低于圖1工 藝中的最佳壓力，其中水蒸氣將在冷卻器/冷凝器50的被汽提的冷凝物側(cè)，在高于沸水溫 度下冷凝，在使水蒸氣的分壓達(dá)到所述水蒸氣冷凝的水平的同時(shí)，也必須壓縮初級(jí)汽提塔 氣體的二氧化硫組分。
[0070] 以基本等同于相對(duì)于圖1上述那樣的方式來操作圖2工藝的其余部分。
[0071] 雖然圖1和圖2的工藝提供了相當(dāng)?shù)哪芰啃剩菆D2工藝的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)過壓 縮的流基本上不含二氧化硫。這意味著經(jīng)過壓縮的流體的腐蝕性通常低于圖1工藝中壓縮 的流體，并且因此為維護(hù)壓縮機(jī)或噴射壓縮器和選擇構(gòu)造其的材料均提供了節(jié)約。
[0072] 依賴由初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中被汽提的冷凝物產(chǎn)生的飽和蒸汽，作為 用于自吸收液汽提二氧化硫的單一能量源，可導(dǎo)致水在循環(huán)回吸收塔的再生吸收介質(zhì)中的 凈吸積，并且最終在吸收塔與汽提塔之間的吸附劑介質(zhì)線路中的凈吸積。實(shí)際上，由于蒸汽 的增量，必須添加所述蒸汽以提供二氧化硫蒸發(fā)的熱和由于熱損耗到環(huán)境的增量，所以僅 依賴流通蒸汽的任何汽提塔操作需要具有這種效果。因此，在此線路中控制水平衡要求一 些去除水部分的指標(biāo)，否則所述水部分可在此操作方案中獲得。出于此目的，可使用各種選 擇。例如，再沸器37中由外部來源供應(yīng)的能量可略增大初級(jí)汽提塔氣體的溫度，以使得所 述初級(jí)汽提塔氣體攜帶了稍微較高的水蒸氣負(fù)載，并且初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器可 在略高于At并且略高于排放氣溫度下操作，以去除足夠增量的水蒸氣以保持水平衡。這 可要求圖1實(shí)施方案中對(duì)初級(jí)汽提塔氣體略高的壓縮，或圖2實(shí)施方案中對(duì)汽提蒸汽略高 的壓縮。替代性地，一些或全部再生吸收液可旁路通過交換器40和/或調(diào)溫冷卻器42,從 而允許吸收塔在略高的溫度下操作以遞增地增大廢氣的水蒸氣含量來保持平衡。
[0073] 圖1工藝的典型操作中，在吸收塔/汽提塔線路的每一個(gè)周轉(zhuǎn)期間，水的體積經(jīng)受 了約2%的增加。在一個(gè)實(shí)施方案中，其中煙道氣在反映煤炭或其它含硫碳燃料中硫含量的 水平下包含二氧化硫，在27°C下將所述煙道氣輸送至吸收塔，通過圍繞交換器40和調(diào)整冷 卻器42旁路通過再生吸收介質(zhì)，并且在40°C下將吸收介質(zhì)進(jìn)料至吸收塔，可實(shí)現(xiàn)平衡。在 35°C下離開吸收塔的廢氣攜帶了足以平衡來自蒸汽增量增加的水蒸氣，所述蒸汽的增量是 必須的以蒸發(fā)吸收液汽提塔的吸收液的二氧化硫。
[0074] 富氣流中二氧化硫的回收
[0075] 本發(fā)明的方法適合于從接觸法硫酸廠和產(chǎn)生二氧化硫含量相對(duì)微小的排出物的 其它操作中回收二氧化硫。但是，可適用于要求回收二氧化硫的其它工藝操作，包括產(chǎn)生相 對(duì)富含二氧化硫的氣流的操作。因?yàn)?，用于吸收來自進(jìn)料氣體的二氧化硫的反應(yīng)通常為放 熱反應(yīng)，因此大量反應(yīng)熱在吸收塔中產(chǎn)生，其中工藝被用于從包含例如約2體積％至約4體 積％或更高的二氧化硫的富氣中回收二氧化硫，包括其中二氧化硫含量可高達(dá)10體積％、 15體積％、20體積％、25體積％、30體積％、40體積％或甚至更高的氣流。例如，硫酸濃度 可為至少約4體積％、或至少約5體積％、或至少約10體積％、或至少約15體積％、或至少 約20體積％、或至少約30體積％。
[0076] 本發(fā)明的工藝非常容易地適應(yīng)于從這類富含二氧化硫的氣流中回收二氧化硫。但 是，在氣流中二氧化硫含量較高的情況下，由放熱吸收反應(yīng)產(chǎn)生的顯熱可急劇增大吸收液 的溫度，在一些情況下，所述溫度增大至嚴(yán)重危及循環(huán)吸收介質(zhì)的吸收效率和/或吸收容 量的水平。例如，在使用四甘醇二甲醚作為吸附劑的吸收系統(tǒng)中，其中進(jìn)入的進(jìn)料氣體的二 氧化硫濃度達(dá)到2. 9體積％，吸收液的溫度可從通常優(yōu)選溫度17°C增大至吸收塔中另外適 合的L/G比率下的溫度30 °C。在進(jìn)氣的二氧化硫含量為43摩爾％的情況下，溫度通?？蓮?17°C增至49°C。對(duì)于四甘醇二甲醚吸收系統(tǒng)，這種溫度升高可嚴(yán)重危及用于吸收二氧化硫 的吸收介質(zhì)的容量。
[0077] 圖3和圖4例示了溫度對(duì)兩種已知的二氧化硫吸收溶劑的平衡吸收容量的不良影 響。如圖3所示，使用IOOwt. %四甘醇二甲醚（100S)作為對(duì)氣體中4摩爾％ SO2的吸附劑， 隨著即使在20°C至30°C狹窄的范圍內(nèi)溫度的上升，吸收介質(zhì)的吸收容量顯著下降。在甚至 更高的溫度下，吸收容量持續(xù)降低，雖然下降得不那么劇烈。如圖4所示，在進(jìn)料氣體包含 30摩爾％ 302的情況下，隨著溫度的增加，純四甘醇二甲醚（100S)的吸收容量下降得更加 均勻。也如圖3和圖4所示，使用另一種四甘醇二甲醚吸附劑，即955_5W(95wt. %四甘醇二 甲醚和5wt. %水），吸收容量發(fā)生了相當(dāng)?shù)南陆怠Ｒ虼?，?duì)包含高于2體積％二氧化硫的富 氣，增大吸收介質(zhì)流動(dòng)通常要求降低通過吸收塔的液相溫度升高的程度，這導(dǎo)致了富含二 氧化硫的吸收液中二氧化硫的濃度相對(duì)較低。
[0078] 吸收介質(zhì)和吸收液增大的流動(dòng)以兩種重要的方式使吸收液汽提塔負(fù)重荷。它增大 了用于將吸收液加熱至用于從中汽提二氧化硫的合適的溫度的能量需求，從而減少了工藝 的能量效率。但是它也強(qiáng)加了貫穿汽提柱增大的質(zhì)量流動(dòng)，這增大了整個(gè)柱的直徑，所述柱 的直徑被要求適應(yīng)液體流動(dòng)而不淹沒蒸氣/液體接觸區(qū)。更高的液相流速也還要求吸收柱 直徑增大。
[0079] 根據(jù)二氧化硫吸收工藝的另一優(yōu)選特征，在吸收塔的基部提供冷卻以降低吸收介 質(zhì)在其通過吸收（即氣/液接觸）區(qū)時(shí)的溫升，并且從而使吸收塔和汽提塔均可在相對(duì)低 的L/G比率下操作。對(duì)吸收介質(zhì)，尤其吸收區(qū)較低部分的溫升的控制，保留了吸收介質(zhì)的平 衡容量，并且從而保留了吸收區(qū)內(nèi)將二氧化硫從氣相質(zhì)量轉(zhuǎn)移至液相的驅(qū)動(dòng)力，也保留了 二氧化硫與液相吸附劑反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力。相對(duì)較低的液相溫度也有利于液相內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化 硫加合物的程度，其中二氧化硫與吸附劑之間的反應(yīng)為熱平衡反應(yīng)。優(yōu)選地，吸收液在吸收 塔內(nèi)從氣液/接觸區(qū)抽出，通過外部換熱器循環(huán)并且返回吸收區(qū)。更具體而言，在冷卻的循 環(huán)吸收液返回區(qū)所處的區(qū)域下方隔開的區(qū)域中，從氣/液接觸區(qū)去除循環(huán)吸收液，從而在 吸收區(qū)內(nèi)冷卻的循環(huán)吸收液返回區(qū)所處的區(qū)域的下方界定一個(gè)段，在二氧化硫吸收主體優(yōu) 選發(fā)生在所述區(qū)域中并且產(chǎn)生吸收熱主體。
[0080] 例如，如圖5所示，熱的富含二氧化硫的吸收液17的部分從液體出口 18,或從靠近 吸收塔11的立式氣/液接觸區(qū)13的底部的區(qū)域13. 1抽出，并且通過外部換熱器80循環(huán)， 在此吸收的熱量通過將其轉(zhuǎn)移至冷卻流體被去除。經(jīng)過冷卻的吸收液在氣/液接觸區(qū)的區(qū) 域13. 2處返回吸收塔，所述區(qū)域13. 2在抽出熱的吸收液的區(qū)域的上方而與其分隔，但在氣 /液接觸區(qū)頂部的下方而與其分隔。更優(yōu)選地，經(jīng)過冷卻的循環(huán)吸收液返回到區(qū)域13. 2,所 述區(qū)域13. 2在氣/液接觸區(qū)較低的部分中。
[0081] 吸收液在二氧化硫吸收塔11與外部換熱器80之間的循環(huán)引起增大的質(zhì)量流動(dòng)和 吸收液不可避免的反混，所述反混在吸收區(qū)落入?yún)^(qū)域13. 1和區(qū)域13. 2之間的循環(huán)段中，并 且這可略偏移用于去除區(qū)中該段中的二氧化硫的質(zhì)量轉(zhuǎn)移的增加。優(yōu)選地，因此返回區(qū)域 13. 2在氣/液接觸區(qū)頂部的下方相隔至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度，從而限定了吸收區(qū)的精餾 段，所述精餾段在區(qū)頂部的下方包含至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元。優(yōu)選地，精餾段包含至少兩個(gè)轉(zhuǎn)移 單元。返回區(qū)域13. 2相隔至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度也是優(yōu)選的，更優(yōu)選在抽出區(qū)域13. 1 上方至少兩個(gè)轉(zhuǎn)移單元。為了適應(yīng)吸收區(qū)的循環(huán)段與精餾段兩者之間的足夠的質(zhì)量轉(zhuǎn)移容 量，作為整體的吸收區(qū)優(yōu)選包含至少三個(gè)，更優(yōu)選至少四個(gè)轉(zhuǎn)移單元，所述循環(huán)段在返回區(qū) 域13. 2與抽出區(qū)域13. 1之間，所述精餾段在返回區(qū)域13. 2與吸收區(qū)頂部之間。因?yàn)闅饬?與液流均在精餾段內(nèi)的基本活塞流中，在該段中提供用于質(zhì)量轉(zhuǎn)移的最大驅(qū)動(dòng)力，從而允 許廢氣中二氧化硫的濃度降低至符合排放標(biāo)準(zhǔn)的水平?；趨^(qū)域的選擇對(duì)循環(huán)液體返回區(qū) 域13. 2的位置進(jìn)行合理選擇，其中從中向上流動(dòng)的氣體的二氧化硫水平不足夠高以在精 餾段產(chǎn)生吸收/反應(yīng)熱，這可對(duì)含水吸收介質(zhì)的吸收容量或精餾段中質(zhì)量轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)力有顯 著的負(fù)面影響。
[0082] 優(yōu)選地，有時(shí)吸附劑為四甘醇二甲醚，將氣/液接觸區(qū)中經(jīng)過冷卻的循環(huán)吸收液 返回所處的區(qū)域13.2保持在不高于約401，更優(yōu)選不高于約301，通常為約151至約 25°C的溫度下。在四甘醇二甲醚系統(tǒng)中，將氣/液接觸區(qū)中去除熱的循環(huán)吸收液所處的區(qū) 域13. 1的溫度保持在不高于約45°C，更優(yōu)選不高于約35°C，通常為約15°C至約30°C的溫 度下。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到對(duì)其它吸附劑，不同的（在一些情況下基本不同的）溫 度范圍是最佳的。例如，在吸附劑為蘋果酸鈉的情況下，將氣/液接觸區(qū)中經(jīng)過冷卻的循環(huán) 吸收液返回所處的區(qū)域13. 2保持在不高于約45°C，更優(yōu)選不高于約45°C，通常為約20°C 至約40°C的溫度下。在此情況中，將氣/液接觸區(qū)中去除熱的循環(huán)吸收液所處的區(qū)域13. I 的溫度保持在不高于約50°C，更優(yōu)選不高于約40°C，通常為約25°C至約35°C的溫度下。在 每一種情況下，區(qū)域13. 1與區(qū)域13. 2之間的循環(huán)速率由這些溫度限制和吸收工藝產(chǎn)生的 單元能量產(chǎn)生決定。
[0083] 便利地，熱的富含二氧化硫的吸收液17的順流部分從外部換熱器80上游的循環(huán) 吸收液流中抽出并且導(dǎo)向吸收液汽提塔30。
[0084] 可基于二氧化硫吸收區(qū)的吸收曲線來選擇循環(huán)吸收液回流區(qū)域13. 2的位置。在 圖6中示出使用不同吸收介質(zhì)的典型曲線。
[0085] 在進(jìn)料氣與吸收介質(zhì)在氣/液接觸區(qū)中接觸時(shí)，如果吸收是即刻的并且大致定量 的，單個(gè)吸收液冷卻線路通常足以保留吸收效率并且將吸收液的體積流動(dòng)控制在與吸收液 汽提塔中有效能量使用一致的水平。但是，有時(shí)用于二氧化硫的吸附劑的親和力是非常受 限的，因?yàn)槠鋵?duì)吸收液汽提塔的有效操作的目的是所需的，通過吸收區(qū)的二氧化硫濃度梯 度，即氣流（和液流）中二氧化硫的濃度的速率隨著氣體入口上方距吸收區(qū)的距離而下降， 可能僅是適度的。在這種情況下，通過使用沿著吸收（即氣/液接觸）區(qū)內(nèi)的氣流路徑垂 直隔開的兩個(gè)或更多個(gè)冷卻回路可實(shí)現(xiàn)吸收塔和汽提塔的操作的更大的效率。例如，如圖5 所示，其示出了兩個(gè)這種冷卻回路。在第二個(gè)冷卻回路中，在吸收塔11的氣/液接觸區(qū)13 中下行的熱的富含二氧化硫的吸收液的第二部分從區(qū)域13. 3中抽出，并且循環(huán)穿過通過 轉(zhuǎn)移至冷卻流體去除吸收的熱所處的外部換熱器81，所述區(qū)域13. 3在第一冷卻回路中氣/ 液接觸區(qū)中經(jīng)過冷卻的循環(huán)吸收液返回所處的區(qū)域13. 2的上方。經(jīng)過冷卻的吸收液在氣 /液接觸區(qū)的區(qū)域13. 4返回吸收塔，所述區(qū)域13. 4在抽出熱的吸收液的區(qū)域13. 3的上方 而與其分隔，但在氣/液接觸區(qū)頂部的下方而與其分隔。
[0086] 圖7例示了吸收塔/汽提塔系統(tǒng)的操作，其中二氧化硫僅對(duì)吸附劑具有適度的親 和力，從而二氧化硫梯度相對(duì)較淺。圖7標(biāo)繪了在每一種情況下，隨著吸收區(qū)中位置變化的 吸收區(qū)內(nèi)吸收液的溫度和氣流中二氧化硫的濃度，分別對(duì)不含冷卻回路、含一個(gè)冷卻回路、 含兩個(gè)冷卻回路和含三個(gè)冷卻回路的系統(tǒng)使用不同的曲線，將所述位置變化表示為轉(zhuǎn)移單 元距頂部（即區(qū)的氣體出口）的距離。有關(guān)一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)冷卻回路的效果的數(shù)據(jù)也在 表1中列出。
[0087] 表1 :冷卻回路對(duì)蒸汽要求的影響
[0088]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于從含污染物的源氣體中選擇性去除和回收污染物氣體的方法，所述方法包 括： 在污染物氣體吸收塔中使包含所述源氣體的進(jìn)料氣流與包含用于所述污染物氣體的 吸附劑的含水吸收介質(zhì)接觸，從而將污染物氣體從所述進(jìn)料氣流中吸收至所述吸收介質(zhì) 中，并且產(chǎn)生已從中去除污染物氣體的廢氣和富含污染物的吸收液； 在吸收液汽提塔中使所述富含污染物的吸收液與汽提蒸汽接觸，以從所述富含污染物 的吸收液中解吸所述污染物，并且從而產(chǎn)生再生污染物吸收介質(zhì)和包含水蒸氣和污染物氣 體的初級(jí)汽提塔氣體排出物； 從所述吸收液汽提塔的液體出口抽出再生吸收介質(zhì)，并且從所述吸收液汽提塔的蒸氣 出口抽出初級(jí)汽提塔氣體排出物； 壓縮所述初級(jí)汽提塔氣體排出物； 通過將來自所述經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔氣體排出物的熱量間接轉(zhuǎn)移至初級(jí)汽提塔氣 體冷卻器/冷凝器中的冷卻介質(zhì)，使水自所述經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝，從 而產(chǎn)生帶有污染物的冷凝物； 在冷凝物汽提塔中使離開所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的所述帶有污染物的 冷凝物與蒸汽接觸，以產(chǎn)生被汽提的冷凝物和含有水蒸氣和污染物氣體的冷凝物汽提塔氣 體排出物； 其中在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，熱量從所述經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔 氣體排出物轉(zhuǎn)移至所述冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)包含所述被汽提的冷凝物的至少一部分， 從而在超過所述吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口壓力的壓力下，從所述被汽提的冷凝物產(chǎn)生蒸 汽；并且 將在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中由所述被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽，作為 用于與富含污染物的吸收液接觸以從中解吸污染物的汽提蒸汽，引入所述吸收液汽提塔。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收液汽提塔包含柱，所述柱包含立式蒸氣/液 體接觸區(qū)，并且將在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中產(chǎn)生的蒸汽引入所述蒸氣/液 體接觸區(qū)的底部，并且將富含污染物的吸收液引入所述蒸氣/液體接觸區(qū)的頂部。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中初級(jí)汽提塔氣體排出物在所述蒸氣/液體接觸區(qū)的 所述頂部，從所述吸收液汽提塔的所述蒸氣出口抽出，并且再生污染物吸收介質(zhì)在所述蒸 氣/液體接觸區(qū)的所述底部，從所述吸收液汽提塔的所述液體出口抽出。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中將在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中由 所述被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽引入所述吸收液汽提塔的所述蒸氣/液體接觸區(qū)的所述 底部，并且所述蒸氣的至少一部分在所述蒸氣/液體接觸區(qū)中冷凝以加熱液相，從而降低 所述液相中所述污染物的平衡濃度并且增強(qiáng)用于將污染物轉(zhuǎn)移至所述蒸氣相的驅(qū)動(dòng)力。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括使從所述吸收液汽提塔中抽出的 所述再生吸收介質(zhì)的一部分循環(huán)通過再沸器，其中所述再沸器使用來自外部來源的蒸汽來 加熱。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝 器引入所述吸收液汽提塔的所述蒸汽的溫度比在所述吸收液汽提塔內(nèi)在其所述液體出口 或在所述蒸氣/液體接觸區(qū)的所述底部的所述液相的溫度高不超過約5°C至約KTC。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中從所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器引入所述吸 收液汽提塔的所述蒸汽的溫度等于或低于在所述吸收液汽提塔內(nèi)在其所述液體出口或在 所述蒸氣/液體接觸區(qū)的所述底部的所述液相的溫度。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中從所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器引入所 述吸收液汽提塔的所述蒸汽的溫度與在所述吸收液汽提塔內(nèi)在其所述液體出口的所述液 相的溫度或在所述蒸氣/液體接觸區(qū)的所述底部的所述液相的溫度相差不超過約± 10°C
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 中的對(duì)數(shù)平均溫差（At)不大于約10°C、約8°C、約6°C或約5°C。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 中的對(duì)數(shù)平均溫差（At)不低于約I. 5°C、約2°C、約3°C、約4°C或約5°C。
11. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器 中的對(duì)數(shù)平均溫差（At)為約I. 5°C至約10°C、或約2°C至約9°C、或約2. 5°C至約8°C。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中離開所述吸收液汽提塔的所述初級(jí) 汽提塔氣體排出物的壓力為約40kPa和約170kPa絕對(duì)壓力。
13. 如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中壓縮來自所述吸收液汽提塔的所述 初級(jí)汽提塔氣體排出物使其壓力增大約30kPa至約65kPa。
14. 如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過穿過蒸汽噴射壓縮器來壓縮來 自所述吸收液汽提塔的所述初級(jí)汽提塔氣體排出物并且將所述經(jīng)過壓縮的初級(jí)汽提塔氣 體引入所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中。
15. 如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中最終汽提塔氣體通過調(diào)整冷凝器以 冷凝包含在其中的水蒸氣，所述最終汽提塔氣體包含合并了冷凝物汽提塔氣體排出物與來 自所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的排放氣的流。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中來自所述調(diào)整冷凝器的冷凝物返回到所述冷凝物 汽提塔。
17. 如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中將來自所述冷凝物汽提塔的所述被 汽提的冷凝物分開以提供：（i)作為冷卻介質(zhì)導(dǎo)向所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的 冷凝物流，其用于使水自所述初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝并且產(chǎn)生用于引入所述吸收液汽 提塔的蒸汽；和（ii)用于從所述方法中去除水的排放水流。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述排放水流的至少一部分與所述含污染物的源 氣體或所述進(jìn)料氣流在相對(duì)于進(jìn)料氣體流在所述污染物氣體吸收塔的上游的飽和器中接 觸，從而增大進(jìn)入所述污染物氣體吸收塔的所述進(jìn)料氣流的濕度。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中將離開所述飽和器的水流從所述方法中去除。
20. 如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中使再生含水吸收介質(zhì)再循環(huán)至所述 污染物氣體吸收塔以從所述進(jìn)料氣流的進(jìn)一步流動(dòng)中進(jìn)一步吸收污染物。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中使再循環(huán)的再生含水吸收介質(zhì)在從所述吸收液汽 提塔再循環(huán)至所述污染物氣體吸收塔的過程中通過吸收液交換器，使富含污染物的吸收液 在從所述污染物氣體吸收塔轉(zhuǎn)移至所述吸收液汽提塔的過程中通過所述交換器，并且使熱 量在所述交換器內(nèi)從再生吸收介質(zhì)轉(zhuǎn)移至富含污染物的吸收液。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的方法，其中已從中去除了污染物氣體的廢氣離 開所述污染物氣體吸收塔并且通過污染物氣體調(diào)整冷卻器，其中熱量從最終汽提塔氣體排 出物轉(zhuǎn)移至所述廢氣，所述最終汽提塔氣體排出物包含合并了冷凝物汽提塔氣體排出物和 來自所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的排放氣的流。
23. 如從屬于權(quán)利要求16的權(quán)利要求22所述的方法，其中相對(duì)于所述最終汽提塔氣體 排出物的流動(dòng)，所述污染物氣體調(diào)整冷卻器位于所述調(diào)整冷凝器的上游。
24. 如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的方法，其中富含污染物氣體的吸收液在所述污 染物氣體吸收塔與外部換熱器之間循環(huán)，在所述換熱器中，吸收的熱量通過轉(zhuǎn)移至冷卻流 體而被去除。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述污染物氣體吸收塔包含含有立式反流氣/液 接觸區(qū)的柱，所述進(jìn)料氣流在所述氣/液接觸區(qū)的底部被引入，所述污染物氣體吸收介質(zhì) 在所述氣/液接觸區(qū)的頂部被引入，所述廢氣從所述氣/液接觸區(qū)的所述頂部被去除，并且 富含污染物的吸收液從所述氣/液接觸區(qū)的所述底部被去除。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述冷卻的循環(huán)吸收液返回至所述氣/液接觸 區(qū)所處的區(qū)域之下隔開的區(qū)域中，熱的循環(huán)的吸收液從所述氣/液接觸區(qū)被去除。
27. 如權(quán)利要求25或26所述的方法，其中所述氣/液接觸區(qū)包含多個(gè)轉(zhuǎn)移單元并且所 述冷卻的循環(huán)吸收液返回到所述氣/液接觸區(qū)中所述氣/液接觸區(qū)頂部下方相隔至少一個(gè) 轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述冷卻的循環(huán)吸收液返回到所述氣/液接觸區(qū) 中所述氣/液接觸區(qū)頂部下方相隔至少兩個(gè)轉(zhuǎn)移單元或所述氣/液接觸區(qū)頂部下方相隔至 少三個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中。
29. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中從所述氣/液接觸區(qū)中所述冷卻的循環(huán)吸收 液返回所述氣/液接觸區(qū)所處的區(qū)域下方相隔至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中去除所 述熱的循環(huán)吸收液。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中從所述氣/液接觸區(qū)中所述冷卻的循環(huán)吸收液返 回所述氣/液接觸區(qū)所處的區(qū)域下方相隔至少兩個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中去除所述熱 的循環(huán)吸收液。
31. 如權(quán)利要求29或30所述的方法，其中從所述氣/液接觸區(qū)的底部基本上去除所述 熱的循環(huán)吸收液。
32. 如權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體選自由S02、C02、N0 x、 H2S、HCl和氨氣組成的組。
33. 如權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體包含酸性氣體。
34. 如權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體包含二氧化硫。
35. 如權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)料氣流的污染物氣體含量 為至少約4體積％、或至少約5體積％、或至少約10體積％、或至少約15體積％、或至少約 20體積％、或至少約30體積％。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述冷卻的循環(huán)吸收液在不高于約40°C的溫度下 返回到所述氣/液接觸區(qū)。
37. 如權(quán)利要求35或36所述的方法，其中在不高于約50°C的溫度下，從所述氣/液接 觸區(qū)去除所述熱的循環(huán)吸收液。
38. 如權(quán)利要求37所述的方法，其中在約25°C至約35°C的溫度下，從所述氣/液接觸 區(qū)去除所述熱的循環(huán)吸收液。
39. 如權(quán)利要求24至38中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述外部換熱器的上游從所述污 染物氣體吸收塔抽出富含污染物的吸收液的順流部分，并且將所述順流部分引至所述吸收 液汽提塔。
40. -種用于從含污染物的源氣體中選擇性去除和回收污染物氣體的方法，所述方法 包括： 在污染物吸收塔中使包含所述源氣體的進(jìn)料氣流與包含用于所述污染物氣體的吸附 劑的含水吸收介質(zhì)接觸，從而將污染物從所述進(jìn)料氣流中吸收至所述吸收介質(zhì)，并且產(chǎn)生 已從中去除了污染物的廢氣和富含污染物的吸收液； 在吸收液汽提塔中使所述富含污染物的吸收液與汽提蒸汽接觸，以從所述富含污染物 的吸收液中解吸所述污染物，并且從而產(chǎn)生再生污染物吸收介質(zhì)和包含水蒸氣和污染物氣 體的初級(jí)汽提塔氣體排出物； 從所述吸收液汽提塔的液體出口抽出再生吸收介質(zhì)，并且從所述吸收液汽提塔的蒸氣 出口抽出初級(jí)汽提塔氣體排出物； 通過在初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，將熱量從所述初級(jí)汽提塔氣體排出物間接 轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)，來使水自所述初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝，從而產(chǎn)生帶有污染物的冷凝 物； 在冷凝物汽提塔中使離開所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的所述帶有污染物的 冷凝物與蒸汽接觸，以產(chǎn)生被汽提的冷凝物和含水蒸氣和污染物氣體的冷凝物汽提塔氣體 排出物； 其中在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，熱量從所述初級(jí)汽提塔氣體排出物轉(zhuǎn) 移至冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)包含所述被汽提的冷凝物的至少一部分，從而從所述被汽提 的冷凝物中產(chǎn)生蒸汽； 在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，以超過所述吸收液汽提塔內(nèi)其液體出口處 的壓力的壓力，壓縮由所述被汽提的冷凝物產(chǎn)生的所述蒸汽；并且 然后將所述經(jīng)過壓縮的蒸汽，作為用于與富含污染物的吸收液接觸以從中解吸污染物 的汽提蒸汽，引入所述吸收液汽提塔。
41. 一種用于從含污染物的源氣體中選擇性去除和回收污染物氣體的方法，所述方法 包括： 在污染物吸收塔中使包含所述源氣體的進(jìn)料氣流與包含用于所述污染物氣體的吸附 劑的含水吸收介質(zhì)接觸，從而將污染物從所述進(jìn)料氣流中吸收至所述吸收介質(zhì)，并且產(chǎn)生 已從中去除了污染物的廢氣和富含污染物的吸收液； 在吸收液汽提塔中使所述富含污染物的吸收液與汽提蒸汽接觸，以從所述富含污染物 的吸收液中解吸所述污染物，并且從而產(chǎn)生再生污染物吸收介質(zhì)和包含水蒸氣和污染物氣 體的初級(jí)汽提塔氣體排出物； 從所述吸收液汽提塔的液體出口抽出再生吸收介質(zhì)，并且從所述吸收液汽提塔的蒸氣 出口抽出初級(jí)汽提塔氣體排出物； 通過在初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，將熱量從所述初級(jí)汽提塔氣體排出物間接 轉(zhuǎn)移至冷卻介質(zhì)，來使水自所述初級(jí)汽提塔氣體排出物冷凝，從而產(chǎn)生帶有污染物的冷凝 物； 在冷凝物汽提塔中使離開所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的所述帶有污染物的 冷凝物與蒸汽接觸，以產(chǎn)生被汽提的冷凝物和含水蒸氣和污染物氣體的冷凝物汽提塔氣體 排出物； 其中在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中，熱量從所述初級(jí)汽提塔氣體排出物轉(zhuǎn) 移至所述冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)包含所述被汽提的冷凝物的至少一部分，從而從所述被 汽提的冷凝物中產(chǎn)生蒸汽；并且 將在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中由所述被汽提的冷凝物產(chǎn)生的蒸汽，作為 用于與富含污染物的吸收液接觸以從中解吸污染物的汽提蒸汽，引入所述吸收液汽提塔。
42. 如權(quán)利要求41所述的方法，其中在水蒸氣在所述氣體冷卻器/冷凝器中從所述初 級(jí)汽提塔氣體中冷凝出來所處的溫度下，在低于水飽和壓力的壓力下，在所述初級(jí)汽提塔 氣體冷卻器/冷凝器中產(chǎn)生蒸汽。
43. 如權(quán)利要求41或42所述的方法，其中在低于所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝 器中所述初級(jí)汽提塔氣體壓力的壓力下，蒸汽在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器中產(chǎn) 生。
44. 如權(quán)利要求41至43中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述初級(jí)汽提塔氣體在所述吸收塔 的所述氣體出口與所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷凝器的所述氣體入口之間的流動(dòng)期間 被壓縮。
45. 如權(quán)利要求41至43中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器/冷 凝器中產(chǎn)生的蒸汽在所述初級(jí)汽提塔氣體冷卻器的所述蒸汽出口與所述吸收液汽提塔的 所述蒸汽入口之間的流動(dòng)期間被壓縮。
46. -種用于從含污染物的源氣體中去除污染物氣體的方法，所述方法包括： 在污染物氣體吸收塔中使包含所述源氣體的進(jìn)料氣流與包含用于所述污染物氣體的 吸附劑的含水吸收介質(zhì)接觸，從而將污染物氣體從所述進(jìn)料氣流中吸收至所述吸收介質(zhì) 中，并且產(chǎn)生已從中去除污染物氣體的廢氣和富含污染物的吸收液；以及 使所述富含污染物氣體的吸收液的一部分在所述吸收塔與吸收的熱量通過轉(zhuǎn)移至冷 卻流體而被去除的換熱器之間循環(huán)。
47. 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述吸收液在所述吸收塔與吸收的熱量通過轉(zhuǎn)移 至冷卻介質(zhì)而被去除的外部換熱器之間循環(huán)。
48. 如權(quán)利要求46或47所述的方法，其中所述污染物氣體吸收塔包含含有立式反流氣 /液接觸區(qū)的柱，在所述氣/液接觸區(qū)的底部引入所述進(jìn)料氣流，在所述氣/液接觸區(qū)的頂 部引入所述污染物氣體吸收介質(zhì)，從所述氣/液接觸區(qū)的所述頂部去除所述廢氣，并且從 所述氣/液接觸區(qū)的所述底部去除富含污染物的吸收液。
49. 如權(quán)利要求48所述的方法，其中在冷卻的循環(huán)吸收液返回所述氣/液接觸區(qū)所處 的區(qū)域下方隔開的區(qū)域中，從所述氣/液接觸區(qū)去除熱的循環(huán)吸收液。
50. 如權(quán)利要求48或49所述的方法，其中所述氣/液接觸區(qū)包含多個(gè)轉(zhuǎn)移單元，并且 在所述氣/液接觸區(qū)的所述頂部下方相隔至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中，所述冷卻的 循環(huán)吸收液返回到所述氣/液接觸區(qū)。
51. 如權(quán)利要求50所述的方法，其中在所述氣/液接觸區(qū)的所述頂部下方相隔至少兩 個(gè)轉(zhuǎn)移單元或所述氣/液接觸區(qū)的所述頂部下方相隔至少三個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中， 所述冷卻的循環(huán)吸收液返回到所述氣/液接觸區(qū)。
52. 如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中在所述冷卻的循環(huán)吸收液返回所述氣/液接 觸區(qū)所處的區(qū)域下方相隔至少一個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中，從所述氣/液接觸區(qū)中去除 所述熱的循環(huán)吸收液。
53. 如權(quán)利要求52所述的方法，其中在所述冷卻的循環(huán)吸收液返回所述氣/液接觸區(qū) 所處的區(qū)域下方相隔至少兩個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中，從所述氣/液接觸區(qū)中去除所述 熱的循環(huán)吸收液。
54. 如權(quán)利要求53所述的方法，其中在所述冷卻的循環(huán)吸收液返回所述氣/液接觸區(qū) 所處的區(qū)域下方相隔至少三個(gè)轉(zhuǎn)移單元的高度的區(qū)域中，從所述氣/液接觸區(qū)中去除所述 熱的循環(huán)吸收液。
55. 如權(quán)利要求52至54中任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述氣/液接觸區(qū)的所述底部基 本上去除所述熱的循環(huán)吸收液。
56. 如權(quán)利要求46至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體選自由SO 2、C02、 N0X、H2S、HCl和氨氣組成的組。
57. 如權(quán)利要求46至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體包含酸性氣體。
58. 如權(quán)利要求46至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述污染物氣體包含二氧化硫。
59. 如權(quán)利要求46至58中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述進(jìn)料氣流的污染物氣體含量 為至少約4體積％、或至少約5體積％、或至少約10體積％、或至少約15體積％、或至少約 20體積％、或至少約30體積％。
60. 如權(quán)利要求49至59中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述冷卻的循環(huán)吸收液在不高于約 40°C的溫度下返回到所述氣/液接觸區(qū)。
61. 如權(quán)利要求49至60中任一項(xiàng)所述的方法，其中在不高于約50°C的溫度下，從所述 氣/液接觸區(qū)中去除所述熱的循環(huán)吸收液。
62. 如權(quán)利要求49至61中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約25°C至約35°C的溫度下，從所 述氣/液接觸區(qū)中去除所述熱的循環(huán)吸收液。
63. 如權(quán)利要求46至62中任一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括： 在吸收液汽提塔中使所述富含污染物的吸收液與汽提蒸汽接觸，以從所述富含污染物 的吸收液中解吸所述污染物，并且從而產(chǎn)生再生污染物吸收介質(zhì)和包含水蒸氣和污染物氣 體的初級(jí)汽提塔氣體排出物。
64. 如權(quán)利要求63所述的方法，其中在所述外部換熱器的上游，從所述污染物氣體吸 收塔抽出富含污染物的吸收液的順流部分，并且將所述順流部分引至所述吸收液汽提塔。
【文檔編號(hào)】B01D53/50GK104519979SQ201380033195
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】E·維拉-卡斯塔尼達(dá) 申請(qǐng)人:Mecs公司