凈化的多級吸收-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S02的領(lǐng)域，涉及到使用檸檬酸鹽溶液作為吸收劑的多級吸 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CaC03或者CaO,產(chǎn)物為CaSO4，總體反應(yīng)是：
[0004] Ca0+S02+l/202+2H20 -CaS04 · 2H20
[0005] 2)鎂法以MgO漿液為脫硫劑，產(chǎn)物為MgS03，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S02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)2S04
[0009] 4)海水法是利用海水的天然堿性吸收煙氣中S02后排入大海，海水與煙氣中的S02 接觸發(fā)生以下主要反應(yīng)：
[0010] S02(g)+H20+l/202= 2H++S042
[0011] 這類方法的缺點(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諸報(bào)道的有：
[0013] 1)美國礦產(chǎn)局于實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的檸檬酸鹽溶液吸收煙氣中的S02-一通過化學(xué)反應(yīng) 對吸收液進(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：S02(g)+H20(l) =HS03-+H+
[0015] 吸收液再生：H++HS03 一+2H2S= 3S(s) +3H20
[0016] 2)國內(nèi)金川集團(tuán)采用了檸檬酸鹽溶液吸收煙氣中的S02并通過加熱對吸收液進(jìn)行 再生。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)中的方法均為單級檸檬酸鹽溶液吸收工藝，目前，沒有使用檸檬酸鹽溶 液吸收煙氣中的30 2的多級吸收一解析工藝方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為以檸檬酸鹽溶液為吸收劑的煙氣脫S02工藝提 供多級吸收-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，在對技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述之前，需要對本發(fā)明描述中 所使用的部分術(shù)語進(jìn)行解釋。
[0020] 在本發(fā)明中，待脫硫的含硫煙氣（簡稱"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S02的檸檬酸鹽溶液；"吸收液"指已經(jīng)吸收了S0 2的檸檬酸鹽溶液。
[0022] "吸收液"依據(jù)吸收劑應(yīng)用于所對應(yīng)的吸收設(shè)備的吸收級數(shù)和302富集程度區(qū)分為 "第R級富液、……、第2級富液、直至第1級吸收得到的富液。因此第R級富液、……、第 2級富液到第1級富液的S02含量依次增加，即從第R級富液、……、第2級富液、到第1級 富液吸收S02的能力依次降低。
[0023] "富液"指送往解析單元的、吸收了S02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)的解析級數(shù)和解析程度區(qū)分為"第1級貧液"、 "第2級貧液"……最后一級解析得到的溶液為"末級貧液";如果富液僅通過一級解析來脫 出所吸收的S02，那么一級解析后的溶液就成為"末級貧液"。因此從第1級貧液、第2級貧 液、……、到末級貧液的S02含量依次減少，即從第1級貧液、第2級貧液、……、到末級貧 液對30 2的吸收能力依次提高。
[0024] 為了更好地解釋本發(fā)明，在此對各實(shí)施例中各種設(shè)備、介質(zhì)和介質(zhì)特性的代碼和 編號規(guī)則做以下統(tǒng)一的說明。
[0025] 設(shè)備編號由3位數(shù)構(gòu)成。首位數(shù)為0~5,分別對應(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)備的級數(shù)號，對應(yīng)于吸收或解析流程中的級數(shù) 依次編號；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。
[0026] 介質(zhì)代碼為i，用作下標(biāo)的標(biāo)注；i的編號由兩位數(shù)構(gòu)成，對工藝中各介質(zhì)依流程 順序依次編號。
[0027] 各介質(zhì)特性用Xi、yjpFi描述。X;為液相介質(zhì)中的S0 2濃度，單位為g/L;yi為氣 相介質(zhì)中的S02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。
[0028] 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為：
[0029] 1、多級吸收：吸收單元的吸收裝置由多級吸收設(shè)備疊加配置組合而成，用以分級 吸收凈化煙氣中的S02。以煙氣流動(dòng)方向經(jīng)過的各級吸收設(shè)備依次稱為：第1級、第2級…… 第R級。含502的煙氣依次由第1級至最后一級的吸收設(shè)備的底部進(jìn)入，與吸收劑逆流接 觸，經(jīng)過多級吸收后排放。
[0030] 2、溶液在吸收設(shè)備級間梯級利用：后一級吸收器排出的吸收液全部作為前一級吸 收器的吸收劑使用。例如：二級吸收器中，吸收了煙氣中的S02的二級吸收液稱為第二級富 液，全部送往一級吸收器作一級吸收劑。
[0031] 3、多級解析：解析單元的解析裝置由多級解析設(shè)備疊加配置，用以分級解析富液。 以需解析的吸收液的流動(dòng)方向經(jīng)過的各級解析設(shè)備依次稱為：第1級、第2級……第R級。 出一級吸收器的富液全部送入第一級解析器解析再生，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解析器進(jìn)一步解析再生，直至最后一級解析器得到的解析溶液 (末級貧液）全部送到吸收單元；各級解析器得到的解析氣體（酸汽）由后至前經(jīng)過前設(shè) 各級解析器后，所有解析的30 2氣體從第1級解析器頂排出。
[0032] 本發(fā)明吸收煙氣中302所用的吸收劑為：檸檬酸鹽的水溶液。
[0033]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。
[0034] 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。
[0035]所述吸收單元中，從第1級吸收設(shè)備開始，所得到的液相和氣相的S02濃度依次減 小。
[0036] 所述吸收單元中，可對吸收裝置中的各級設(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級開始依次減小。
[0037] 所述R通常為2~4級，優(yōu)選為2~3級。
[0038] 當(dāng)R為3級時(shí)，煙氣從一級吸收器底部進(jìn)入，在一級吸收器內(nèi)部與一級吸收劑逆流 接觸，脫除部分30 2;再進(jìn)入后一級吸收器即：二級吸收器，在二級吸收器內(nèi)部與二級吸收劑 逆流接觸。煙氣經(jīng)過多級疊加配置的吸收器達(dá)到凈化指標(biāo)后排放。
[0039]所述多級解析中，各級排出解析液的S02濃度依次降低，最后1級解析設(shè)備排出的 吸收劑中S02濃度為最低。
[0040] 所述多級解析中，各級解析器得到的解析氣體（酸汽）由后至前經(jīng)過前設(shè)各級解 析器后，酸汽中so2分壓提高；酸汽中所含的水汽則在前級解析器中被冷凝的同時(shí)，也為前 級解析器提供解析所需的部分熱量。
[0041] 所述多級解析，其級數(shù)不多于相配套的多級吸收設(shè)備的級數(shù)，即：不多于R級（R優(yōu) 選為2~4)。
[0042] 所述解析單元中，氣液兩相逆流接觸，從第1級解析設(shè)備到最后一級，各級所得到 的解析液和出口解析氣體（酸汽）的302濃度依次減小。
[0043] 所述解析單元中，解析裝置的各級設(shè)備的溶液處理負(fù)荷均不相同；從第1級開始 依次減小。
[0044]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中檸檬酸鹽工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0045] 1.第二級及以后級的吸收設(shè)備的液氣比低于單級吸收工藝，從而使得吸收設(shè)備體 積減?。晃談└鶕?jù)濃度差進(jìn)行配置，后一級吸收液作為前一級吸收劑梯級利用；送往解 析單元的富液濃度升高；總體吸收劑用量減小，吸收劑利用效能提高；輸送電耗降低。
[0046] 2.由于富液濃度比單級吸收工藝升高，提高了解析推動(dòng)力，各級解析過程中能耗 降低：1)入第1級解析的富液，其&提高，推動(dòng)力增加，分離所需解析器理論板數(shù)減少，因此 設(shè)備體積、能耗均減??；2)至最末級排出的末級貧液&等于現(xiàn)有技術(shù)，但從第二級至最后 級各級處理量（依次）進(jìn)一步減少，相應(yīng)解析設(shè)備體積減小，進(jìn)一步降低能耗。
[0047] 3.出一級吸收器的富液全部送入第一級解析器解析再生，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解析器進(jìn)一步解析再生，流程簡單，工藝設(shè)備減少。
[0048] 4.前一級貧液只有一部分送往下一級解析器，入下一級解析器的502濃度較低，分 離所需的理論板數(shù)減少，下一級解析器的塔高較低，節(jié)約設(shè)備投資。
[0049] 5.整個(gè)解析塔的各級解析器為串聯(lián)操作，壓力體系一致，便于操作。
[0050] 6.根據(jù)煙氣進(jìn)出口S02濃度，本工藝吸收-解析的級數(shù)情況可疊加配置，工藝介質(zhì) 流程明晰；工藝單元各級設(shè)備配置優(yōu)化。
【附圖說明】
[0051] 圖1常壓多級吸收-解析工藝流程
[0052]圖中，
[0053] 01:入一級吸收器的煙氣；02:出一級吸收器煙氣；03:出二級吸收器煙氣；04:出 三級吸收器煙氣；05 :三級吸收劑；06 :入二級吸收器的第3級富液；07 :二級吸收劑；08 : 入一級吸收器的第2級富液；09 :-級吸收劑；10 :出一級吸收器的第1級富液；11 :入一級 吸收器的第1級貧液；12 :入二級解析器的第1級貧液；13 :入二級吸收器的第2級貧液； 14 :入三級解析器的第2級貧液；15 :末級貧液；16 :出三級解析器的酸汽；17 :出二級解析 器的酸汽；18 :出一級解析器的酸汽。
[0054] 101:-級吸收器；102:二級吸收器；103:三級吸收器；104:-體化吸收塔。
[0055] 201:第1級貧液冷卻器；202:第2級貧液冷卻器；203:第3級貧液冷卻器；204: 第1級貧富液換熱器；205 :第2級貧富液換熱器；206 :第3級貧富液換熱器；207 :-級再沸 器；208 :二級再沸器；209 :三級再沸器。
[0056] 301:-級解析器；302:二級解析器；303:三級解析器；304:-體化解析塔。
[0057] 401:第1級富液栗；402:第1級貧液栗；403:第2級貧液栗；404:末級貧液栗。
[0058] 501：一級吸收器的液體分布器；502:二級吸收器的液體分布器；503:三級吸收器 的液體分布器；504 :-級解析器的液體分布器；505 :二級解析器的液體分布器；506 :三級 解析器的液體分布器。
[0059] 001~004:-體化設(shè)備內(nèi)的級間隔板。
[0060] 圖2為一體化設(shè)備隔板示意圖
[0061] 19:溢流液位；20:溢流的液體流道；21:上升的氣體流道；22:不進(jìn)入下一級的液 體外排出口。
[0062] 圖3為獨(dú)立設(shè)備間介質(zhì)流道示意圖
[0063] 其中，圖1為摘要附圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳細(xì)說明，以下僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不