專利名稱：最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法。
背景技術(shù)：
脫硫劑可再生的脫硫方法是目前正在推廣應(yīng)用的脫硫方法。它是利用對S02具有 強(qiáng)烈地選擇性吸收作用的胺液或者離子液在吸收塔內(nèi)將S(^捕獲，并在解吸塔內(nèi)將其釋放 并使胺液或者離子液獲得再生，以實(shí)現(xiàn)其重復(fù)利用。該方法包括待脫硫煙氣的預(yù)處理(目
前通常的做法是進(jìn)行洗滌冷卻等)、so2的吸收、脫硫劑的解吸以及對so2的回收等步驟。 最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法屬于上述工藝方法的延伸。它包括待 脫硫煙氣的預(yù)處理(目前通常的做法是進(jìn)行洗滌冷卻等)、S02的吸收、脫硫劑的解吸以及 對so2的回收與制取硫酸等步驟。 通常，解吸過程所需的熱量是由低壓蒸汽提供，該低壓蒸汽通過再沸器加熱來自 解吸塔的胺液或者離子液，形成解吸塔的內(nèi)生蒸汽，并利用它進(jìn)行汽提、蒸餾，以實(shí)現(xiàn)對脫 硫劑的解吸。在對由解吸塔排出的混合氣中的S02的回收步驟中，還利用冷凝的方法脫除 由解吸塔排出的混合氣中的水分，以獲得純度較高的S(V為了獲得硫酸，又利用加氧、增溫
和催化的手段，將so2進(jìn)一步氧化成so3后，再經(jīng)過吸收的步驟，來達(dá)到獲得硫酸的目的。 現(xiàn)有技術(shù)的主要不足之處在于 1.由于采用的是利用內(nèi)生蒸汽的解吸工藝，且由解吸塔排出的混合汽中S(^濃度 僅僅在5%左右，這就在一方面，大量的水蒸氣連同S02 —起被送往S02的回收工序，本身就 構(gòu)成了能量的很大浪費(fèi)；在另一方面，在冷凝脫水的過程中，又要消耗掉大量的冷卻水使進(jìn) 入冷凝脫水步驟的水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水，更是造成了能量的雙重浪費(fèi)。 2.在后續(xù)的制取硫酸的步驟中，還存在添加大量空氣的增氧過程，使得已經(jīng)獲得
的具有較高濃度(或純度)的S(^的價(jià)值大打折扣，形成了功能過剩的浪費(fèi)。 3.由于現(xiàn)有技術(shù)存在著的能量浪費(fèi)現(xiàn)象，特別是由于大量的水蒸氣連同S02 —起
被送往S(^的回收工序，在造成的能量浪費(fèi)的同時(shí)，使得通過再沸器注入解吸塔的能量大約
是其理論能耗的兩倍，這就使得再沸器的尺寸成倍增加，造成初次投資的增加。以一臺265
平方米燒結(jié)機(jī)的脫硫系統(tǒng)為例，僅僅由于再沸器的尺寸成倍增加所造成的初次投資的增加
額，就大約合人民幣500萬圓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題，是現(xiàn)有技術(shù)中存在的能量雙重浪費(fèi)的問題、功能過剩的浪 費(fèi)問題和初次投資較大的問題。換句話說，本發(fā)明就是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的，是要提供一種具有節(jié)能、可以消除功能過剩以及可以降低初次投 資的額度等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，以滿足不同類型的脫 硫工程的需要；同時(shí)，本方法還特別適用于燒結(jié)機(jī)的脫硫系統(tǒng)。 本發(fā)明要提供的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，包括待脫硫煙氣的預(yù)處理、S02的吸收、脫硫劑的解吸以及對S02的回收與制取硫酸等步驟，其特征是采用含
氧量大于10%的熱工藝氣替代解吸塔的內(nèi)生蒸汽、解吸能量主要由進(jìn)入解吸塔的吸收液提 供和由解吸塔排出的混合氣中，S02的體積百分比濃度控制在^ 3%。 除了含氧量之外，這里對所述的熱工藝氣的來源，并沒有特別的限制，必要時(shí)，還 可使用經(jīng)加熱后的空氣；至于其含氧量，也可以加以提高，例如，可以大于15%、18%、20% 或者更高；需要特別說明的是，利用燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的廢棄熱氣作為熱工藝氣的來源，具有較 高的節(jié)能價(jià)值。所謂燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的廢棄熱氣主要包括兩種來源，一是燒結(jié)過程本身產(chǎn)生的 燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣，二是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，如帶冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)，產(chǎn)出的廢棄熱 氣，且這類廢棄熱氣的品質(zhì)較好。 這里所說的解吸能量主要由進(jìn)入解吸塔的吸收液提供是指，解吸能量至少70%或 者80%、85%、90%、92%、95%、97%甚至99%是由進(jìn)入解吸塔的吸收液提供。要使進(jìn)入解 吸塔的吸收液獲得如此大的熱能，就必須配置熱交換器對其加熱；而該熱交換器的能源供 給，可以由傳統(tǒng)的外部提供的低壓蒸汽來完成，也可以采用特設(shè)加熱爐的辦法來完成等。特 別地，加熱進(jìn)入解吸塔的吸收液的熱源可以是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，如帶冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)， 產(chǎn)出的廢棄熱氣和/或燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣。利用燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的廢棄熱氣作為所述的 加熱熱源，具有節(jié)能的良好效果，值的推薦。至于解吸能量的不足部分，則建議首先由含氧 量大于10%的熱工藝氣帶入；如仍嫌不足或考慮留出備用裕量和/或備用裝置，可采用傳 統(tǒng)的辦法予以解決。 由解吸塔排出的混合氣中，S02的體積百分比濃度控制在^ 3%乃是一個(gè)下限值， 還可以根據(jù)具體的工藝條件按照^ 4%、> 6%、> 8%、> 10%、> 15%、> 20%、> 30%、 > 35%甚至> 40%來進(jìn)行控制。 為了控制由解吸塔排出的混合氣中的水蒸氣的分壓，可將解吸塔內(nèi)的壓力控制 在0.01MPa 0. 15MPa(表壓)的范圍內(nèi)。依據(jù)不同的工藝條件，解吸塔內(nèi)的壓力控制的 范圍，也可以是0. OlMPa 0. 05MPa、0. 03MPa 0. 08MPa、0. 06MPa 0. 10MPa、0. O證a 0. 15MPa、0. lOMPa 0. 16MPa、0. 12MPa 0. 18MPa、0. 15MPa 0. 20MPa、0. 02MPa 0. 15MPa、0. 05MPa 0. 15MPa。 用于替代解吸塔的內(nèi)生蒸汽的、含氧量大于10%的熱工藝氣，在進(jìn)入解吸塔時(shí)的 推薦溫度是在10(TC 40(TC的范圍內(nèi)。由于該溫度較高時(shí)，可以將更多的熱量帶入解吸 塔因此，根據(jù)具體的工藝條件應(yīng)盡量選用較高的溫度范圍，例如，150°C 400°C 、 180°C 400。C、22(TC 400。C、26(TC 400。C等，必要時(shí)，甚至可以將該溫度范圍擴(kuò)展至300°C 650°C。 要使含氧量大于10%的熱工藝氣具有上述較高的溫度，雖然可以采用加熱的方法 來取得，但是，這需要增加能耗，因此，推薦采用燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，例如帶冷機(jī)或環(huán)冷 機(jī)，產(chǎn)出的廢棄熱氣和/或燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣。 在本發(fā)明中，經(jīng)過加熱的、進(jìn)入解吸塔的吸收液的溫度可以控制在9(TC 140°C 的范圍內(nèi)。根據(jù)具體的工藝條件，還可以按照97°C 135°C 、 101°C 135°C 、 105°C 135°C 、 98°C 14(TC或者102°C 140°C的范圍進(jìn)行控制，必要時(shí)，甚至可以將該溫度范圍擴(kuò)展至 106°C 250°C。 在本發(fā)明中，當(dāng)解吸塔排出的混合氣夾帶的水蒸氣的含量較低時(shí)，例如水蒸氣的體積百分比含量低于15%時(shí)，由解吸塔排出的混合氣可以直接進(jìn)入制酸工序，從而可以免
除掉冷凝除水的步驟。 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是 1.節(jié)能，且節(jié)能效果是從兩方面獲得的。 —方面是由于解吸原理的改變而導(dǎo)致的。由于在解吸過程中采用熱工藝氣替代解
吸塔的內(nèi)生蒸汽，使得由解吸塔排出的混合氣夾帶的水蒸氣的含量較低，大大降低了由解
吸塔排出的蒸汽量，也同時(shí)降低了它的冷凝量，從而獲得了雙重的節(jié)能的效果，同時(shí)還兼有
節(jié)水的效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這一部分可以節(jié)約總能耗的25% 48%。 另一方面是由于利用了廢棄熱量而導(dǎo)致的。由于在解吸過程中所需的熱量的主要
部分可以取自燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，例如帶冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)，產(chǎn)出的廢棄熱氣和/或燒結(jié)
機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣，當(dāng)不計(jì)動力裝置附加帶入的能量時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其理論上的總
節(jié)能量可達(dá)100%。 2.消除了功能過剩造成的浪費(fèi)。主要表現(xiàn)在消除了先獲得高濃度(或純度)的 S(^，然后再將其與空氣混合稀釋、進(jìn)行制酸的不合理過程。 3.降低了初次投資的額度。由于本發(fā)明具有因解吸原理的改變而導(dǎo)致的節(jié)能效 果，因此，輸入解吸系統(tǒng)的總能量可降低25% 48%，這就意味著熱交換器的尺寸和重量 也將減少，從而降低了初次投資的額度。


本發(fā)明共有附圖1頁，共1幅，用于說明本發(fā)明的實(shí)施例1。 圖中，1是待脫硫煙氣的入口管道，2是預(yù)處理塔，通常也被稱為洗滌冷卻塔，3是 預(yù)處理后的待脫硫煙氣的輸送管道，4是吸收塔，5是脫硫后的煙氣排放管道，6是來自吸收 塔的富含S02的富液輸送管道，7是貧富液熱交換器，8是給進(jìn)入解吸塔的吸收液提供熱能 的熱交換器，9是解吸塔，10是來自解吸塔的含S02的量相對很少的貧液輸送管道，11是將 貧液進(jìn)一步冷卻到工藝要求的熱交換器，12是含氧量大于10%的熱工藝氣的入口管道，13 是從解吸塔排出混合氣的管道，14是除水冷凝器，15是冷凝液回流通道，16是除水后的混 合氣的輸送管道，17是制取硫酸過程中的干燥環(huán)節(jié)，18是制取硫酸過程中的轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，19 是制取硫酸過程中的吸收環(huán)節(jié)，20是成品酸的輸出通道，21是尾氣的排放通道，22是吸收 塔內(nèi)的液位線，23是解吸塔內(nèi)的液位線，24是當(dāng)省略掉除水冷凝器14時(shí)的假想連通管道。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，可結(jié)合實(shí)施例1即附圖來加以說明。 本實(shí)施例的主要工藝流程是這樣的待脫硫煙氣由入口管道1進(jìn)入預(yù)處理塔2，在 預(yù)處理塔2內(nèi)，通常是對待脫硫煙氣進(jìn)行洗滌冷卻。由于為預(yù)處理塔2配備的冷卻水循環(huán)、 處理系統(tǒng)屬于基本常識，因此未加以表示。經(jīng)預(yù)處理后的待脫硫煙氣由輸送管道3送往吸 收塔4的下部，由進(jìn)一步冷卻到工藝要求的貧液吸收掉其中的S(^，然后通過脫硫后的煙氣 排放管道5排放。隨著上述過程的持續(xù)進(jìn)行，吸收塔4內(nèi)的貧液逐漸成為富液，并通過富液 輸送管道6送往解吸塔9，在送往解吸塔9的途中，先經(jīng)過貧富液熱交換器7，充分吸收來自 解吸塔9的貧液所攜帶熱量，以節(jié)約能源。由于本發(fā)明要求解吸能量主要由進(jìn)入解吸塔的吸收液提供，因此，僅僅依靠從貧富液熱交換器7中獲得的熱量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以就增加 了給進(jìn)入解吸塔的吸收液提供熱能的熱交換器8，在熱交換器8中，吸收液獲得了足夠的熱 能，并達(dá)到預(yù)期的溫度要求，例如如前所述的經(jīng)過加熱的、進(jìn)入解吸塔的吸收液的溫度可以 控制在9(TC 14(TC的范圍內(nèi)。根據(jù)具體的工藝條件，還可以按照97t: 135°C、101°C 135°C、105°C 135°C、98°C 14(TC或者102°C 140°C的范圍進(jìn)行控制等，必要時(shí)，甚至 可以將該溫度范圍擴(kuò)展至106°C 250°C。在熱交換器8中，加熱熱源可以是由傳統(tǒng)的外 部提供的低壓蒸汽來完成，也可以采用特設(shè)加熱爐的辦法來完成等；特別地，加熱進(jìn)入解吸 塔的吸收液的熱源可以是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，如帶冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)，產(chǎn)出的廢棄熱氣和/ 或燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣。已經(jīng)具有相對較高溫度的富液進(jìn)入解吸塔后，其自身已經(jīng)具 備解吸條件，再加上通過入口管道12送入的含氧量大于10%的熱工藝氣的作用，足以使解 吸過程滿足工藝要求。當(dāng)然，通過入口管道12送入的熱工藝氣可以具有更高的含氧量，例 如，還可以大于15%、18%、20%或者更高；需要特別說明的是，利用燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的廢棄熱 氣作為熱工藝氣的來源，具有較高的節(jié)能價(jià)值。所謂燒結(jié)機(jī)產(chǎn)出的廢棄熱氣主要包括兩部 分， 一是燒結(jié)過程本身產(chǎn)生的燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣，二是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備，如帶 冷機(jī)或環(huán)冷機(jī)，產(chǎn)出的廢棄熱氣，且這類廢氣的品質(zhì)較好。至于熱工藝氣的輸入溫度，建議 確定在10(TC 40(TC的范圍內(nèi)。由于該溫度較高時(shí)，可以將更多的熱量帶入解吸塔，因此， 根據(jù)具體的工藝條件應(yīng)盡量選用較高的溫度范圍，例如，150°C 400°C 、 180°C 400°C 、 220。C 400。C 、260。C 400°C等，必要時(shí)，甚至可以將該溫度范圍擴(kuò)展至300°C 650°C 。由 于熱工藝氣的輸入，解吸塔9中的水蒸氣的分壓將維持在一個(gè)相對于現(xiàn)有技術(shù)的較低的水 平上，這時(shí)，進(jìn)入解吸塔排出管道13的混合氣的含水量也較低。當(dāng)混合氣的含水量控制得 較為理想時(shí)，例如水蒸氣的體積百分比含量低于15%時(shí)，可以通過假想連通管道24將由解 吸塔排出的混合氣直接送入制酸工序，而不再啟用除水冷凝器14 ;當(dāng)混合氣的含水量控制 得不夠理想且較高時(shí)，可啟用除水冷凝器14，并同時(shí)切斷假想連通管道24。這時(shí)，冷凝液將 通過冷凝液回流通道15返回到解吸塔9，而經(jīng)過除水后，再將該混合氣送入制酸工序?？刂?解吸塔內(nèi)的壓力和溫度，實(shí)際上就間接控制著解吸塔內(nèi)的水蒸氣的分壓的大小，也就控制 了由解吸塔排出的混合氣的含水量，其壓力的控制范圍的建議值是O. 01MPa 0. 15MPa(表 壓)。依據(jù)不同的工藝條件，解吸塔內(nèi)的壓力控制的范圍，也可以是0. OlMPa 0. 05MPa、 0. 03MPa 0. 08MPa、0. 06MPa 0. 10MPa、0. 08MPa 0. 15MPa、0. 10MPa 0. 16MPa、 0. 12MPa 0. 18MPa、0. 15MPa 0. 20MPa、0. 02MPa 0. 15MPa、0. 05MPa 0. 15MPa。
需要說明的是，本實(shí)施例省略了屬于現(xiàn)有技術(shù)中的一些部分和利用現(xiàn)有技術(shù)就可 以解決的內(nèi)容，例如，省略了從吸收液中除鹽、濾除機(jī)械雜質(zhì)的步驟等等；再例如，省略了在 必要時(shí)，為獲得進(jìn)入解吸塔的熱工藝氣而對溫度較低的原始?xì)怏w進(jìn)行加熱的裝置等等。
權(quán)利要求
一種最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，包括待脫硫煙氣的預(yù)處理、SO2的吸收、脫硫劑的解吸以及對SO2的回收與制取硫酸等步驟，其特征是1.1采用含氧量大于10％的熱工藝氣替代解吸塔的內(nèi)生蒸汽，1.2解吸能量主要由進(jìn)入解吸塔的吸收液提供，1.3由解吸塔排出的混合氣中，SO2的體積百分比濃度控制在≥3％。
2. 如權(quán)利要求1所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，2. 1解吸塔內(nèi)的壓力控制在0.01MPa 0. 15MPa(表壓)的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，3. 1所述的熱工藝氣在進(jìn)入解吸塔時(shí)的溫度在100°C 40(TC的范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，4. 1加熱進(jìn)入解吸塔的吸收液的熱源是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備產(chǎn)出的廢棄熱氣。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，5. 1加熱進(jìn)入解吸塔的吸收液的熱源是燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，6. 1所述的含氧量大于10%熱工藝氣是燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)品冷卻設(shè)備產(chǎn)出的廢棄熱氣。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，7. 1所述的含氧量大于10%熱工藝氣是燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)廢棄熱煙氣。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，8. 1經(jīng)過加熱的、進(jìn)入解吸塔的吸收液的溫度控制在90°C 14(TC的范圍內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，其特征是，9. 1由解吸塔排出的混合氣直接進(jìn)入制酸工序。
全文摘要
一種最終產(chǎn)品為硫酸的脫硫劑可再生的脫硫方法，包括待脫硫煙氣的預(yù)處理、SO2的吸收、脫硫劑的解吸以及對SO2的回收與制取硫酸等步驟，其特征是采用含氧量大于10％的熱工藝氣替代解吸塔的內(nèi)生蒸汽、解吸能量主要由進(jìn)入解吸塔的吸收液提供和由解吸塔排出的混合氣中，SO2的體積百分比濃度控制在≥3％。本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能量雙重浪費(fèi)的問題、功能過剩的問題和初次投資較大的問題，以滿足不同類型的脫硫工程的需要；同時(shí)，該方法還特別適用于燒結(jié)機(jī)的脫硫系統(tǒng)。
文檔編號B01D53/14GK101721894SQ200810140388
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者姚朝勝, 湯楚貴, 潘永漣, 王 忠, 錢綱, 魏新民, 黃東生 申請人:山東省冶金設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司