凈化的多級(jí)嵌套吸收-解析的檸檬酸鹽工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙氣脫除SO2的領(lǐng)域，涉及到使用檸檬酸鹽溶液作為吸收劑的多級(jí)嵌 套吸收-解析的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的煙氣脫硫技術(shù)中，應(yīng)用較廣泛的鈣法、鎂法、氨法、海水法都屬于對(duì)脫硫劑 不進(jìn)行再生的吸收一一轉(zhuǎn)移法。其主要特點(diǎn)是：均采用脫硫劑吸收煙氣中的30 2;生成的產(chǎn) 物不進(jìn)行再生，而是轉(zhuǎn)移或者拋棄。
[0003] 1)濕式鈣法的脫硫劑采用CaCO3或者CaO,產(chǎn)物為CaSO4，總體反應(yīng)是：
[0004]Ca0+S02+l/202+2H20 -CaSO4 ? 2H20
[0005] 2)鎂法以MgO漿液為脫硫劑，產(chǎn)物為MgSO3，總體反應(yīng)是：
[0006]Mg0+S02-MgSO3
[0007] 3)氨法是利用氨液吸收煙氣中的SO2生成亞硫酸銨溶液，并在有氧條件下將亞硫 酸銨氧化成硫酸銨，總體反應(yīng)是：
[0008] 2NH3+H20+S02+l/202- (NH4)2SO4
[0009] 4)海水法是利用海水的天然堿性吸收煙氣中SO2后排入大海，海水與煙氣中的SO2 接觸發(fā)生以下主要反應(yīng)：
[0010] S02(g)+H20+l/202= 2H++S042
[0011] 這類(lèi)方法的缺點(diǎn)是形成了事實(shí)上的轉(zhuǎn)移污染。
[0012] 關(guān)于檸檬酸鹽脫硫法見(jiàn)諸報(bào)道的有：
[0013] 1)美國(guó)礦產(chǎn)局于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的檸檬酸鹽溶液吸收煙氣中的SO2-一通過(guò)化學(xué)反應(yīng) 對(duì)吸收液進(jìn)行再生的方法。吸收液再生的產(chǎn)物是可從溶液中分離的硫磺顆粒。溶液再生后 循環(huán)用于吸收煙氣中的SO2。兩步反應(yīng)是：
[0014]吸收：SO2(g)+H2O(I) =HS03-+H+
[0015]吸收液再生：H++HS03 一+2H2S= 3S(s) +3H20
[0016] 2)國(guó)內(nèi)金川集團(tuán)采用了檸檬酸鹽溶液吸收煙氣中的SO2并通過(guò)加熱對(duì)吸收液進(jìn)行 再生。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)中的方法均為單級(jí)檸檬酸鹽溶液吸收工藝，目前，沒(méi)有使用檸檬酸鹽溶 液吸收煙氣中的30 2的多級(jí)嵌套吸收一一解析工藝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為以檸檬酸鹽溶液為吸收劑的煙氣脫SO2工藝提 供多級(jí)嵌套吸收-解析設(shè)備疊加的工藝應(yīng)用，以降低煙氣脫硫裝置能耗、減少裝置設(shè)備重 量。
[0019] 為了更好地理解本發(fā)明，在對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述之前，需要對(duì)本發(fā)明描述中 所使用的部分術(shù)語(yǔ)進(jìn)行解釋。
[0020] 在本發(fā)明中，待脫硫的含硫煙氣（簡(jiǎn)稱(chēng)"煙氣"）包括燒結(jié)煙氣、冶金煙氣、電站鍋 爐煙氣等中的一種或多種，所說(shuō)脫硫是指脫除煙氣中的SO2。
[0021] 檸檬酸鹽溶液，依據(jù)在吸收過(guò)程中的作用區(qū)分為吸收劑和吸收液；"吸收劑"指用 于吸收煙氣中SO2的檸檬酸鹽溶液；"吸收液"指已經(jīng)吸收了SO2的檸檬酸鹽溶液。
[0022] "吸收液"依據(jù)吸收劑應(yīng)用于所對(duì)應(yīng)的吸收設(shè)備的吸收級(jí)數(shù)和302富集程度區(qū)分為 "第R級(jí)富液、……、第2級(jí)富液、直至第1級(jí)吸收得到的富液。因此第R級(jí)富液、……、第 2級(jí)富液到第1級(jí)富液的SO2含量依次增加，即從第R級(jí)富液、……、第2級(jí)富液、到第1級(jí) 富液吸收SO2的能力依次降低。
[0023] "富液"指送往解析單元的、吸收了SO2的檸檬酸鹽溶液；"貧液"指已經(jīng)解析出所 吸收的302的檸檬酸鹽溶液，并依據(jù)溶液歷經(jīng)的解析級(jí)數(shù)和解析程度區(qū)分為"第1級(jí)貧液"、 "第2級(jí)貧液"……最后一級(jí)解析得到的溶液為"末極貧液";如果富液僅通過(guò)一級(jí)解析來(lái)脫 出所吸收的SO2，那么一級(jí)解析后的溶液就成為"末級(jí)貧液"。因此從第1級(jí)貧液、第2級(jí)貧 液、……、到末級(jí)貧液的SO2含量依次減少，即從第1級(jí)貧液、第2級(jí)貧液、……、到末級(jí)貧 液吸收SO2的能力依次提高。
[0024] 為了更好地解釋本發(fā)明，在此對(duì)各實(shí)施例中各種設(shè)備、介質(zhì)和介質(zhì)特性的代碼和 編號(hào)規(guī)則做以下統(tǒng)一的說(shuō)明。
[0025] 設(shè)備編號(hào)由3位數(shù)構(gòu)成。首位數(shù)為0~5,分別對(duì)應(yīng)為：0-一體化設(shè)備內(nèi)的隔板； 1 一吸收設(shè)備；2-換熱設(shè)備；3-解析設(shè)備；4一流體輸送設(shè)備；5-塔內(nèi)液體分布器。吸收設(shè) 備和解析設(shè)備后兩位數(shù)為吸收設(shè)備和解析設(shè)備的級(jí)數(shù)號(hào)，對(duì)應(yīng)于吸收或解析流程中的級(jí)數(shù) 依次編號(hào)；一體化設(shè)備內(nèi)的隔板、換熱設(shè)備、流體輸送設(shè)備和塔內(nèi)液體分布器依流程順序 依次編號(hào)。
[0026] 介質(zhì)代碼為i，用作下標(biāo)的標(biāo)注；i的編號(hào)由兩位數(shù)構(gòu)成，對(duì)工藝中各介質(zhì)依流程 順序依次編號(hào)。
[0027] 各介質(zhì)特性用X;、yJPF;描述。X;為液相介質(zhì)中的SO2濃度，單位為g/L;y;為氣 相介質(zhì)中的SO2濃度，單位為g/m3;F;為介質(zhì)的流量，單位為m3/h。i為介質(zhì)編號(hào)。
[0028] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：
[0029] 1、多級(jí)吸收：吸收單元的吸收裝置由多級(jí)吸收設(shè)備疊加配置組合而成，用以分級(jí) 吸收凈化煙氣中的SO2。以煙氣流動(dòng)方向經(jīng)過(guò)的各級(jí)吸收設(shè)備依次稱(chēng)為：第1級(jí)、第2級(jí)…… 第R級(jí)。含502的煙氣依次由第1級(jí)至最后一級(jí)的吸收設(shè)備的底部進(jìn)入，與吸收劑逆流接 觸，經(jīng)過(guò)多級(jí)吸收后排放。
[0030] 2、溶液在吸收設(shè)備級(jí)間梯級(jí)利用：后一級(jí)吸收器排出的吸收液全部作為前一級(jí)吸 收器的吸收劑使用。例如：二級(jí)吸收器中，吸收了煙氣中的SO2的二級(jí)吸收液稱(chēng)為第二級(jí)富 液，全部送往一級(jí)吸收器作一級(jí)吸收劑。
[0031] 3、吸收液部分在級(jí)內(nèi)循環(huán)嵌套使用，吸收器中富集502的吸收液，可以部分送往該 級(jí)吸收器的頂部，與解析器送來(lái)的貧液匯集成為吸收劑，吸收煙氣中的SO2。最終，減少各級(jí) 吸收器所需補(bǔ)充吸收劑的量以及需解析再生的吸收液（富液）量。例如：一級(jí)吸收器中，吸 收了煙氣中的SO2的一級(jí)吸收液稱(chēng)為第1級(jí)富液，部分送往一級(jí)吸收器作為一級(jí)吸收劑。
[0032] 4、多級(jí)解析：解析單元的解析裝置由多級(jí)解析設(shè)備疊加配置，用以分級(jí)解析富液。 以需解析的吸收液的流動(dòng)方向經(jīng)過(guò)的各級(jí)解析設(shè)備依次稱(chēng)為：第1級(jí)、第2級(jí)……第R級(jí)。 出一級(jí)吸收器的富液部分送入第一級(jí)解析器解析再生，得到的解析溶液部分送到吸收單 元，其余部分再送入后一級(jí)解析器進(jìn)一步解析再生，直至最后一級(jí)解析器得到的解析溶液 (末級(jí)貧液）全部送到吸收單元；各級(jí)解析器得到的解析氣體（酸汽）由后至前經(jīng)過(guò)前設(shè) 各級(jí)解析器后，所有解析的30 2氣體從第一級(jí)解析器頂排出。
[0033] 本發(fā)明吸收煙氣中SO2K用的吸收劑為：檸檬酸鹽的水溶液。
[0034] 所述檸檬酸鹽通常是檸檬酸鉀或檸檬酸鈉中的一種；檸檬酸鹽在溶液中起緩沖劑 作用。
[0035] 所述吸收-解析單元的設(shè)備是一座集成的一體化設(shè)備或者是串聯(lián)的多座。
[0036] 所述吸收單元中，可以通過(guò)吸收液部分在級(jí)內(nèi)循環(huán)嵌套使用的方法來(lái)調(diào)整每級(jí)吸 收設(shè)備的吸收劑濃度和液氣比。
[0037] 所述吸收單元中，從第1級(jí)吸收設(shè)備開(kāi)始，所得到的液相和氣相的SO2濃度依次減 小。
[0038] 所述吸收單元中，可對(duì)吸收裝置中的各級(jí)設(shè)備應(yīng)用不同或相同的液氣比；液氣比 如若不相同，則從第1級(jí)開(kāi)始依次減小。
[0039] 所述R通常為2~4級(jí)，優(yōu)選為2~3級(jí)。
[0040] 當(dāng)R為3級(jí)時(shí)，煙氣從一級(jí)吸收器底部進(jìn)入，在一級(jí)吸收器內(nèi)部與一級(jí)吸收劑逆流 接觸，脫除部分30 2;再進(jìn)入后一級(jí)吸收器即：二級(jí)吸收器，在二級(jí)吸收器內(nèi)部與二級(jí)吸收劑 逆流接觸。煙氣經(jīng)過(guò)多級(jí)疊加配置的吸收器達(dá)到凈化指標(biāo)后排放。
[0041] 所述每級(jí)吸收設(shè)備排出的、所需解析再生的吸收液流量不大于該級(jí)所用的吸收劑 流量。
[0042] 所述多級(jí)解析中，各級(jí)排出解析液的SO2濃度依次降低，最后1級(jí)解析設(shè)備排出的 吸收劑中SO2濃度為最低。
[0043] 所述多級(jí)解析中，各級(jí)解析器得到的解析氣體（酸汽）由后至