本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保技術領域，特別涉及一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝。
背景技術：
二氧化硫污染已成為制約我國經濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素，因此控制二氧化硫污染勢在必行。到目前為止，煙氣脫硫工藝方法不下幾十種。有的脫硫工藝已成功的應用于工業(yè)幾十年，有的還處于研究階段。煙氣脫硫方法大類上分為濕法、半干法、干法三種。濕法又分為許多種工藝，若從脫硫劑上分，可分為石灰石/石灰-石膏法、雙堿法、氨法等，目前應用最廣泛的是濕法石灰石脫硫工藝：該法具有脫硫反應速度快、脫硫效率高等優(yōu)點,但存在投資和運行維護費用都很高、治理煙氣中的so2后卻新增了co2的排放、脫硫后副產品石膏質量不高，銷售困難，拋棄和長期堆放又會產生二次污染等問題。雙堿法適合煙氣中so2濃度比較高的情況，存在副產物回收困難、投資較高、運行費用高等缺點。氨法工業(yè)應用技術較成熟，副產品可做化肥用，無廢棄物，缺點是氨消耗量大，氨的運輸和貯存存在一定安全隱患。
因此，有必要發(fā)明一種全新的煙氣脫硫技術，以解決現(xiàn)有煙氣脫硫資源回收利用率低、成本高以及排放不達標的問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是克服上述缺陷，提供一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：
一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝，包括如下工藝步驟：
(1)配制吸收液：將檸檬酸鹽加水或貧液配制成濃度為1～5mol/l的檸檬酸鹽吸收液；
(2)so2吸收：檸檬酸鹽吸收液輸送進so2吸收裝置中，與煙氣中so2進行多級逆流接觸，生成含so2的富液；
(3)so2解析：將步驟(2)所得富液輸送進so2解析裝置中，通過蒸汽加熱解析，富液變貧液，得到so2氣體；
(4)so2氧化吸收：將解析出來的so2氣體在氧化裝置與o2反應生成so3，并在吸收裝置內與水接觸吸收制得硫酸；
(5)so2壓縮：將解析出來的so2氣體在壓縮裝置中壓縮成液體so2；
(6)硫化鈉吸收：將硫化鈉溶液輸送進吸收裝置中，與解析出來的二氧化硫氣體進行多級逆流接觸，生成含na2s2o3、nahso3、na2s等物質的混合液；
(7)自氧化還原：將步驟(6)所得混合液輸送進自氧化還原裝置中，通過自氧化還原反應生成硫磺和硫酸鈉；
(8)硫酸鈉還原：上述硫酸鈉與煤粉經配比后進入還原裝置進行還原，還原后得到硫化鈉。
優(yōu)選的，步驟(1)所述貧液為步驟(3)中所得的貧液。
優(yōu)選的，由于煙氣溫度高并含有灰塵等固體顆粒物，為保證后續(xù)吸收工作的正常實施，在so2吸收過程中，需要對煙氣進行降溫除塵凈化處理。同上述理由，步驟(8)中硫酸鈉與煤粉還原過程產生的煙氣合并進行凈化處理。
優(yōu)選的，步驟(3)解析后的so2氣體濃度高、溫度高且含有水分，在分別進行壓縮、氧化吸收或na2s吸收時均需要在改裝置內進行預處理，除去水分、降低溫度或配氣稀釋。
優(yōu)選的，步驟(8)得到的硫化鈉可循環(huán)用于步驟(6)中，實現(xiàn)資源的回收利用。
本發(fā)明的另一目的是提供一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化的系統(tǒng)，包括吸收液配置裝置、so2吸收裝置、so2解析裝置、so2氧化吸收裝置、so2壓縮裝置、硫化鈉吸收裝置、自氧化還原裝置、硫酸鈉還原裝置。
優(yōu)選的，在so2吸收裝置之前，設立煙氣凈化裝置，硫酸鈉與煤粉還原過程產生的煙氣也合并進行凈化處理。該裝置內，高溫煙氣可以進入換熱器初冷，再進入噴淋洗滌塔采用噴頭噴霧對煙氣進行降溫增濕除塵，保證后續(xù)吸收工藝的穩(wěn)定。
優(yōu)選的，在so2氧化吸收裝置、so2壓縮裝置、na2s吸收裝置之前，還要設立so2預處理裝置，由于解析出的so2氣體濃度高、溫度高且含有水份，在分別進行壓縮、氧化吸收或na2s吸收時均需要在預處理裝置內進行預處理，除去水份、降低溫度或配氣稀釋。
優(yōu)選的，吸收液配制裝置用于將檸檬酸鹽與水或貧液配制成一定濃度的檸檬酸鹽吸收液向so2吸收裝置提供吸收液。該裝置包括貧液槽，用于解析塔底部解析后的貧液中轉；還包括一個檸檬酸鹽配制槽，用于將定量貧液和檸檬酸鹽在配制槽內混合，制成脫so2用的檸檬酸鹽吸收液。
優(yōu)選的，so2吸收裝置為三級檸檬酸鹽脫硫塔，降溫后的飽和煙氣進入三級檸檬酸鹽脫硫塔對煙氣中so2進行脫除，每級塔吸收液進行本塔循環(huán)。為保證吸收效率，控制一級吸收塔循環(huán)液的ph＝1～3.5左右，二級吸收塔ph＝1.5～4左右，三級吸收塔ph＝2～4.5左右，三級吸收塔為串聯(lián)垂直布置。一級吸收塔的飽和so2富液(so2濃度20～45g/l)的一部分送so2解析塔進行再沸脫吸。三級檸檬酸溶液總脫硫效率在97％以上。吸收后的煙氣經換熱后送煙囪排放，煙囪出口so2濃度<50mg/nm3。
優(yōu)選的，so2解析裝置用于接收來自so2吸收裝置的富含二氧化硫的檸檬酸鹽吸收液，在該裝置內富液通過蒸汽加熱，富液變貧液，解析得到so2氣體。
優(yōu)選的，so2壓縮裝置用于將解析出來的so2氣體經預處理裝置中硫酸干燥，在該裝置中通過機械壓縮機灌裝制得液體so2。
優(yōu)選的，na2s吸收裝置，用于將解析出來的so2氣體經預處理裝置，通過降低溫度、配氣稀釋，在該裝置中與na2s溶進行多級逆流接觸反應，生成含na2s2o3、nahso3、na2s等物質的混合液。
優(yōu)選的，自氧化還原裝置，用于將na2s吸收處理后的混合液，在該裝置中一定溫度和壓力下生成硫磺和硫酸鈉。混合液分離出硫磺和硫酸鈉溶液，硫磺經熔硫、熱濾、造粒，得到產品硫磺，硫酸鈉溶液通過蒸發(fā)結晶得到固體硫酸鈉，母液用于配制na2s溶液。
優(yōu)選的，硫酸鈉還原裝置，用于將自氧化還原裝置處理后的硫酸鈉，在該裝置中與煤粉按一定比例進行還原，還原后得到固體硫化鈉。固體硫化鈉返回到na2s吸收裝置循環(huán)利用。
與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的有益效果是：
1)變廢為寶：本工藝方案將煙氣中so2作為生產硫磺的原料，采用化工過程進行吸收和解析，終端產出硫磺等產品，實現(xiàn)了資源回收、變廢為寶，克服了現(xiàn)有脫硫方法直接將煙氣中so2作為廢物去除的缺點。
2)煙氣脫硫可以實現(xiàn)贏利：本工藝方案終端產出硫磺等產品，銷售所得可以補償脫硫運行費用，實現(xiàn)了經濟效益和環(huán)境保護的同步，有助于提高項目建設單位的市場競爭力。
3)真正實現(xiàn)近零排放：采用本工藝方案對脫硫裝置進行升級改造，通過吸收解析過程對煙氣so2深度捕集，總脫硫效率在96.5％以上，煙囪出口so2濃度＜50mg/nm3，可達零排放標準，遠低于現(xiàn)有國標限值，同時pm2.5也幾乎完全得到去除。
4)脫硫石膏的困擾不再：本工藝方案終端產出硫磺等產品，消除了石灰石-石膏法所帶來的產生大宗固廢脫硫石膏處置難題。
5)爐料硫分選擇更加容易：采用本工藝方案脫硫，爐料硫分相當于原料“品位”，在保證生產正常的情況下，硫分越高產出越好，所以對爐料硫分不再限制。
附圖說明
圖1是實施例1中檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化的工藝流程圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
實施例1
一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝，包括如下工藝步驟：
(1)配制吸收液：將檸檬酸鹽加貧液配制成濃度為1mol/l的檸檬酸鹽吸收液；
(2)凈化煙氣：將高溫煙氣通入凈化裝置，進入換熱器初冷，再進入噴淋洗滌塔采用噴頭噴霧對煙氣進行降溫增濕除塵，
(3)so2吸收：檸檬酸鹽吸收液輸送進so2吸收裝置中，與煙氣中so2進行多級逆流接觸，生成含so2的富液；
(4)so2解析：將步驟(3)所得富液輸送進so2解析裝置中，通過蒸汽加熱解析，富液變貧液，得到so2氣體，所得貧液用于步驟(1)中配制檸檬酸鹽吸收液；
(5)so2預處理：將步驟(4)解析后的so2進行預處理，除去水份、降低溫度或配氣稀釋；
(6)so2氧化吸收：將解析出來的so2氣體在氧化裝置與o2反應生成so3，并在吸收裝置內與水接觸吸收制得硫酸；
(7)so2壓縮：將解析出來的so2氣體在壓縮裝置中壓縮成液體so2；
(8)硫化鈉吸收：將硫化鈉溶液輸送進吸收裝置中，與解析出來的二氧化硫氣體進行多級逆流接觸，生成含na2s2o3、nahso3、na2s等物質的混合液；
(9)自氧化還原：將步驟(8)所得混合液輸送進自氧化還原裝置中，通過自氧化還原反應生成硫磺和硫酸鈉；
(10)硫酸鈉還原：上述硫酸鈉與煤粉經配比后進入還原裝置進行還原，還原后得到硫化鈉。
實施例2
一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝，包括如下工藝步驟：
(1)配制吸收液：將檸檬酸鹽加水配制成濃度為3mol/l的檸檬酸鹽吸收液；
(2)so2吸收：檸檬酸鹽吸收液輸送進so2吸收裝置中，與煙氣中so2進行多級逆流接觸，生成含so2的富液；
(3)so2解析：將步驟(2)所得富液輸送進so2解析裝置中，通過蒸汽加熱解析，富液變貧液，得到so2氣體；
(4)so2氧化吸收：將解析出來的so2氣體在氧化裝置與o2反應生成so3，并在吸收裝置內與水接觸吸收制得硫酸；
(5)so2壓縮：將解析出來的so2氣體在壓縮裝置中壓縮成液體so2；
(6)硫化鈉吸收：將硫化鈉溶液輸送進吸收裝置中，與解析出來的二氧化硫氣體進行多級逆流接觸，生成含na2s2o3、nahso3、na2s等物質的混合液；
(7)自氧化還原：將步驟(6)所得混合液輸送進自氧化還原裝置中，通過自氧化還原反應生成硫磺和硫酸鈉；
(8)硫酸鈉還原：上述硫酸鈉與煤粉經配比后進入還原裝置進行還原，還原后得到硫化鈉。
實施例3
一種檸檬酸鹽法煙氣脫硫及二氧化硫資源化工藝，包括如下工藝步驟：
(1)配制吸收液：將檸檬酸鹽加貧液配制成濃度為5mol/l的檸檬酸鹽吸收液；
(2)凈化煙氣：將高溫煙氣通入凈化裝置，進入換熱器初冷，再進入噴淋洗滌塔采用噴頭噴霧對煙氣進行降溫增濕除塵，
(3)so2吸收：檸檬酸鹽吸收液輸送進so2吸收裝置中，與煙氣中so2進行多級逆流接觸，生成含so2的富液；
(4)so2解析：將步驟(3)所得富液輸送進so2解析裝置中，通過蒸汽加熱解析，富液變貧液，得到so2氣體，所得貧液用于步驟(1)中配制檸檬酸鹽吸收液；
(5)so2預處理：將步驟(4)解析后的so2進行預處理，除去水份、降低溫度或配氣稀釋；
(6)so2氧化吸收：將解析出來的so2氣體在氧化裝置與o2反應生成so3，并在吸收裝置內與水接觸吸收制得硫酸；
(7)so2壓縮：將解析出來的so2氣體在壓縮裝置中壓縮成液體so2；
(8)硫化鈉吸收：將硫化鈉溶液輸送進吸收裝置中，與解析出來的二氧化硫氣體進行多級逆流接觸，生成含na2s2o3、nahso3、na2s等物質的混合液；
(9)自氧化還原：將步驟(8)所得混合液輸送進自氧化還原裝置中，通過自氧化還原反應生成硫磺和硫酸鈉；
(10)硫酸鈉還原：上述硫酸鈉與煤粉經配比后進入還原裝置進行還原，還原后得到硫化鈉。
以上為本發(fā)明較佳實施例，只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。