專利名稱：廢氣的脫硫方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含so2等硫氧化物的氣體中硫氧化物去除的氣體脫硫方法及應(yīng)用
的廢氣的脫硫方法及裝置，屬于含二氧化硫氣體的脫硫技術(shù)。
背景技術(shù)：
在各種產(chǎn)業(yè)過程和生活活動中排出很多含S02等硫氧化物的氣體，特別是一些煤、 重油等硫分含量高的燃料的燃燒產(chǎn)生大量S(^等硫氧化物，燒結(jié)廠，硫酸廠，冶煉廠，垃圾焚
燒廠等排放出大量的含so2氣體，必須進(jìn)行脫硫。 迄今，以石灰石-石膏法為代表的鈣化合物為吸收劑的脫硫技術(shù)，已大量得到應(yīng) 用。但是，處理過程中產(chǎn)生大量的石膏，由于產(chǎn)品質(zhì)量，市場容量等原因很難得到充分的利 用，作為廢棄物被拋棄的現(xiàn)象也很多。 在脫硫過程中產(chǎn)生的硫產(chǎn)物作為資源利用方面，開發(fā)了廢氣中的硫氧化物變成亞 硫酸鈉循環(huán)使用的方法，但是，由于采用了將大量的低濃度吸收液加熱直到分解，蒸發(fā)濃縮 再生的方法，所以除了能源消耗大之外，還需要去除部分氧化生成的硫酸鈉，所以運(yùn)行費(fèi)用 高。作為將S02變成硫酸，回收資源的吸收方法也曾探索了離子交換膜電解方法，但廢氣中 的雜物會成為順利運(yùn)行的障礙，成本也高。所以，實(shí)際過程需要操作管理簡單，低成本，S02 能夠回收資源化的脫硫方法及脫硫裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于鑒于如上情況，提供一種能夠低成本，高效率的回收廢氣中S02 的脫硫方法及裝置。 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。 —種含硫氧化物的脫硫方法，其特征是在含硫氧化物廢氣流向的下游，含有可溶 性金屬離子的吸收液與含硫氣體接觸后，該接觸吸收完畢的下游吸收富液的一部分，送往 前述廢氣流向的上游，再次與水分未飽和的廢氣接觸；該再接觸吸收后的上游吸收富液從 吸收裝置排出，供吸收液的再生之用。 吸收富液的再生是采用利用熱源加熱的方式，從液體中將硫氧化物以二氧化硫的 形式放出，使吸收液得到再生。 廢氣上游的吸收富液的再生工程中，用于再生的液體在進(jìn)入蒸發(fā)裝置之前，通過
沉淀或過濾或離心分離或這些方法的組合，除去固體物質(zhì)之后再送入蒸發(fā)裝置。 吸收富液的蒸發(fā)再生工程中，蒸發(fā)得到的濃縮液的全部或一部分抽出送往固液分
離機(jī)，該固液分離得到的液體返回蒸發(fā)工程再度蒸發(fā)，固液分離得到的固相濃漿送往添加
水或吸收液的循環(huán)液中，溶解后作為再生吸收液回送到吸收工序循環(huán)使用。 對蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行固液分離得到的液體的一部分抽出后廢棄或用離子交換膜電
解回收可溶性金屬離子循環(huán)使用的同時，分離可溶性離子后所剩的殘存液進(jìn)行廢棄處理。 本發(fā)明中一種吸收液防止氧化的方法，在于把酚酞或以該物質(zhì)為基本構(gòu)造的化合物作氧化防止劑加入到吸收液中，達(dá)到防止吸收液中亞硫酸根離子氧化的目的。 本發(fā)明的含硫氧化物的脫硫方法的脫硫吸收裝置，至少由廢氣的入口和出口 ，廢
氣入口近處的吸收液入口及該吸收液的吸收富液的排出口 ，廢氣出口近處的吸收液入口及
該吸收液的吸收富液的排出口組成，廢氣入口近處的吸收液入口與廢氣出口近處的吸收富
液的排出口側(cè)相連接，該廢氣入口近處的吸收液富液的排出口與再生工程的吸收富液的固
液分離裝置的入口或蒸發(fā)裝置的入口相連接。
詳細(xì)說明如下 在含硫氧化物廢氣流向的下游，含有可溶性金屬離子的吸收液與含硫氣體接觸
后，該接觸吸收完畢的吸收液(下游吸收富液)的一部分，送往前述廢氣流向的上游，再次
與水分未飽和的廢氣接觸；該再接觸吸收后的液體(上游吸收富液)從吸收裝置排出，供吸
收液的再生之用?？扇苄越饘匐x子可以是鈉離子，鉀離子等。通常，考慮到吸收效率，含有
這些離子的吸收液大量地噴入塔中，在將吸收飽和度控制的比較低的情況下運(yùn)行。但是，這
樣的吸收液在再生時，飽和度越低，相對于投入的熱量，放出的二氧化硫就越少，降低了再
生效率，提高了成本。本發(fā)明通過在廢氣下游的吸收二氧化硫后的吸收富液的一部分送到
廢氣上游的水分未飽和的廢氣相接觸，進(jìn)一步吸收二氧化硫的同時，液體被蒸發(fā)濃縮，吸收
液中的硫氧化物的濃度大幅提高，就可以大幅提高再生工程的效率，大幅降低再生成本。本
發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于，把吸收過程分成廢氣的上游和下游兩階段分別用不同的吸收液進(jìn)行
吸收。下游段吸收完畢的下游吸收富液的一部分，送往上游，與水分未飽和的煙氣接觸，再
度吸收二氧化硫并使吸收液蒸發(fā)濃縮，得到濃縮的吸收富液(上游吸收富液)送往吸收富
液再生工序。在實(shí)際操作中，也可以在上游吸收段將吸收液的一部分進(jìn)行循環(huán)，即與水分未
飽和煙氣接觸后的吸收完畢液體的一部分再次送到上游吸收液入口再次循環(huán)吸收。 所述的吸收富液的再生為利用熱源加熱，從液體中將硫氧化物以二氧化硫的形式
放出，使吸收液得到再生。鈉和鉀等可溶性金屬離子的吸收液能夠在IO(TC左右蒸發(fā)分解，
與固相的高溫?zé)岱纸庀啾龋后w易于操作，并且設(shè)備投資和運(yùn)行成本也低。用熱能進(jìn)行蒸發(fā)
再生的再生工程中再生能量消費(fèi)的主要部分是蒸發(fā)用的熱源，所以，降低蒸發(fā)用的蒸汽用
量至關(guān)重要。本發(fā)明的兩段吸收在廢氣的下游吸收用飽和度低的吸收液吸收，能夠確保脫
硫效果，而在煙氣的上游用下游吸收完畢的吸收液吸收，吸收液與含硫濃度高的煙氣接觸，
吸收液的飽和度提高的同時，由于與溫度高濕度低的煙氣接觸，吸收液被蒸發(fā)濃縮，吸收完
畢的吸收富液的硫氧化物濃度和飽和度大幅提高，使得再生時用于蒸發(fā)濃縮的能量大幅減
少成為可能。蒸發(fā)裝置用多效蒸發(fā)或廢蒸汽壓縮再利用的方式則會進(jìn)一步節(jié)能。 所述的廢氣上游的吸收富液的再生工程中，用于再生的液體在進(jìn)入蒸發(fā)裝置之
前，通過沉淀或過濾或離心分離或這些方法的組合，除去固體物質(zhì)之后再送入蒸發(fā)裝置。廢
氣特別是以煤為燃料的煙氣中含有很多灰，在吸收過程中轉(zhuǎn)移到了液體當(dāng)中，用沉淀和過
濾去除混入吸收液中的灰等固體顆粒，可以避免蒸發(fā)再生工程中裝置的磨損。 所述的吸收富液的蒸發(fā)再生工程中，蒸發(fā)得到的濃縮液的全部或一部分抽出送往
固液分離機(jī)，該固液分離得到的液體返回蒸發(fā)工程再度蒸發(fā)，固液分離得到的固相濃漿送
往添加水或吸收液的循環(huán)液中，溶解后作為再生吸收液回送到吸收工序循環(huán)使用。在蒸發(fā)
濃縮過程中吸收液被濃縮的同時，亞硫酸根分解成二氧化硫氣體排出，液體的pH升高，亞
硫酸鈉濃度增高，結(jié)晶析出。如將這些析出來的亞硫酸鈉結(jié)晶從液體中除去，對液體進(jìn)一步蒸發(fā)，則液體的再生就能不斷地進(jìn)行。作為固液分離方法能夠利用離心分離，過濾，沉淀等。其中離心分離效率高，適于連續(xù)操作，優(yōu)先采用。 所述再生方法是對蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行固液分離得到的液體的一部分抽出后廢棄或用離子交換膜電解回收可溶性金屬離子循環(huán)使用的同時，分離可溶性離子后所剩的殘存液進(jìn)行廢棄處理。在煤炭等燃料中含有氯，并且在脫硫過程中亞硫酸根離子被氧化成硫酸根離子，會不斷蓄積，會腐蝕設(shè)備，所以必須除去?；厥斩趸蚝蛠喠蛩徕c后再廢棄的操作可以減少鈉離子和亞硫酸根離子的損失。如進(jìn)一步用離子交換膜電解回收鈉則可進(jìn)一步減少鈉的損失。 在脫硫吸收和再生過程中，把酚酞或以該物質(zhì)為基本構(gòu)造的化合物作氧化防止劑加入到吸收液中，達(dá)到防止吸收液中亞硫酸根離子氧化的目的。在廢氣中含有氧氣，會將吸收液中的亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子。硫酸在低溫下不能熱分解，所以不僅不能回收二氧化硫，還會造成在液體中的蓄積，使吸收性能惡化，所以必須去除。因此，如果能夠抑制氧化就可以降低這些問題。酚酞及其以此為基本結(jié)構(gòu)的化合物具有抑制氧化的作用，所以可以向吸收液中添加，以此抑制氧化。酚酞單獨(dú)添加也可以，與其他的氧化抑制劑混合添加也可以。 含硫廢氣的脫硫吸收裝置，至少由廢氣的入口和出口 ，廢氣入口近處的吸收液入口及該吸收液的吸收富液的排出口，廢氣出口近處的吸收液入口及該吸收液的吸收富液的排出口組成，廢氣入口近處的吸收液入口與廢氣出口近處的吸收富液的排出口側(cè)相連接，該廢氣入口近處的吸收液富液的排出口與再生工程的吸收富液的固液分離裝置的入口或蒸發(fā)裝置的入口相連接。應(yīng)用該裝置實(shí)現(xiàn)了把鍋爐來的煙氣從煙氣入口送入吸收裝置內(nèi)，與吸收液接觸除去硫氧化物后從吸收裝置的出口排出，送往煙筒放散的目的。在煙氣的下游與煙氣接觸經(jīng)過脫硫吸收過程后的下游吸收富液，從煙氣入口附近的吸收液入口導(dǎo)入吸收裝置上游，進(jìn)一步在上游進(jìn)行硫氧化物的吸收和吸收液的濃縮之后，煙氣的入口附近的吸收液排出口排出，送入再生工程。應(yīng)用該裝置使得同時實(shí)現(xiàn)煙氣下游的高脫硫率的吸收，和煙氣上游的吸收液的高飽和度及吸收富液的濃縮成為可能。吸收裝置的吸收液入口和排出口是以煙氣的流向與吸收液的性質(zhì)分類的，為實(shí)現(xiàn)相同功能的入口或排出口也可以配置相同功能的復(fù)數(shù)個機(jī)械的口。 吸收裝置可以是如圖1所示的一個吸收塔和在煙氣入口通路上噴灑吸收液的濃縮段附加型構(gòu)造，也可以是將兩個獨(dú)立的吸收塔連接的裝置，還可以是在內(nèi)圓和外圓組成的通路之間分別分成煙氣上游吸收和下游吸收的吸收裝置。另外，為促進(jìn)上游吸收富液與煙氣的分離，可以在煙氣進(jìn)入下游吸收部分之前使其通過氣液分離機(jī)構(gòu)，即在上游吸收段與下游吸收段之間設(shè)置氣液分離機(jī)構(gòu)。 送到再生工程的再生用的吸收富液一般希望是僅為上游吸收富液，但，雖有該吸
收富液以外的液體混合供給再生工程會使再生效率有所降低，但對本發(fā)明的實(shí)施沒有障
礙，屬于本發(fā)明實(shí)施方式的一種。另外，作為送入煙氣入口附近的吸收液入口的吸收液，希
望只供應(yīng)在煙氣下游吸收完畢的吸收液，但，與該吸收富液以外的液體混合供應(yīng)雖會使再
生效率有所降低，但對本發(fā)明的實(shí)施沒有障礙，屬于本發(fā)明實(shí)施方式的一種。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，高效率地吸收去除廢氣中二氧化硫的同時，將已經(jīng)在下游與
煙氣接觸后的吸收液進(jìn)一步與水分未飽和煙氣再接觸，使得吸收液的吸收飽和度提高和煙
5氣蒸發(fā)帶來的吸收液的濃縮，大幅度地降低了再生工程中的能源消耗，同時也能確保吸收操作的脫硫率。加入酚酞等氧化防止劑，及各種再生液的分離等使進(jìn)一步高效穩(wěn)定的運(yùn)行也成為可能。


圖1 :本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程示意圖2 :本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程示意圖3 :本發(fā)明實(shí)施例3的工藝流程示意 1-水分未飽和廢氣，2-吸收裝置的廢氣入口 ， 3a_上游吸收液，3b_下游吸收的循環(huán)液，4-上游吸收富液，5-吸收塔填料層，6-下游吸收液，7-吸收裝置的廢氣出口 ， 8-脫硫后的凈化廢氣，9-旋流固液分離器，10-上游吸收富液的上清液，11-蒸發(fā)裝置，12-蒸發(fā)氣體，13-冷卻器，14- 二氧化硫氣體，15-凝縮液體，16-加熱裝置，17-加熱逸出氣體，18-蒸發(fā)濃縮漿，19-離心分離機(jī)，20-離心分離液，21-亞硫酸鈉結(jié)晶，22-溶解裝置，23-水，24-碳酸鈉，25-再生吸收液，26-上游吸收富液分離固體顆粒，27-溶解分離器，28-凝縮水，29-灰，30-溶解上清液，31-氯去除排出液，32-下游循環(huán)液泵，33-上游吸收液泵，34a_下游吸收液入口 ， 34bl， 34b2-下游吸收富液排出口 ， 35a-上游吸收液入口 ， 35b_上游吸收富液。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不受實(shí)
施例所限制。
實(shí)施例1. 如圖1所示是本發(fā)明實(shí)施例所表現(xiàn)的處理方法的工藝流程圖的一例。水分未飽和的廢氣1從吸收裝置入口 2進(jìn)入，與上游吸收液3a接觸，實(shí)現(xiàn)硫氧化物的吸收和吸收液的濃縮。經(jīng)過這一吸收和吸收液蒸發(fā)濃縮過程后的廢氣與吸收液分離，進(jìn)入吸收塔5的填料層，與下游吸收液6相接觸，進(jìn)一步進(jìn)行脫硫后，從吸收裝置的出口 7作為脫硫后的凈化氣8排出，導(dǎo)入煙筒。在廢氣下游吸收完畢后的吸收富液從吸收裝置的下游吸收完畢口 34bl由泵32導(dǎo)出作為下游吸收的循環(huán)液3b與再生工程中得到的再生吸收液25混合后，作為下游吸收液6從下游吸收液入口 34a送入吸收裝置中，進(jìn)行脫硫。將下游吸收完畢的吸收液的一部分作為上游吸收液3a從下游吸收完畢液出口 34b2用泵33導(dǎo)出從煙氣入口附近的吸收液入口 35a送入，進(jìn)一步在煙氣的上游與水分未飽和煙氣接觸，吸收硫氧化物的同時，液體被濃縮后作為上游吸收富液4從脫硫裝置上游的上游吸收富液排出口 35b排出，進(jìn)入旋流式固液分離器9，分離出來自煙氣的灰分。在該固液分離工程中得到上清脫硫液10送入蒸發(fā)裝置ll，用蒸汽(圖中未表示)加熱蒸發(fā)，二氧化硫和水分的蒸發(fā)氣體12送入冷卻器13，水蒸氣被濃縮分離，二氧化硫氣體14送往硫酸制造工序。含有二氧化硫的濃縮液15送入加熱裝置16，使溶解的二氧化硫氣化，二氧化硫的加熱逸出氣體17返送到冷卻器。在蒸發(fā)裝置11，液體被濃縮蒸發(fā)，濃縮漿液18送入離心分離機(jī)19，分離出結(jié)晶固體顆粒，得到的離心分離液20返送回蒸發(fā)裝置11，再度將液體中的二氧化硫以氣體放出。離心分離得到的固體顆粒21送到亞硫酸鈉溶解裝置22，用水23溶解，進(jìn)一步添加碳酸鈉24溶解后作為再
6生吸收液25供吸收使用。上游吸收富液4的旋流固液分離器9得到的固體物26送到溶解 分離器27，用凝縮水28溶解，分離出灰29并排出。溶解上清液30送到溶解裝置22。為了 從系統(tǒng)中去除氯和硫酸根離子，從離心分離機(jī)19排出的部分液體作為氯離子排出液31排 出，廢棄或用電滲透(圖中未表示)回收鈉離子后將含有氯離子和硫酸根離子的液體送到 廢水處理工程。
實(shí)施例2. 脫硫工藝流程基本上與實(shí)施例1相同，不同之處在于圖1所示的上游吸收富液4 的一部分與上游吸收液泵33的入口相連接，進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)然，用別的泵循環(huán)也可以。
實(shí)施例3. 脫硫工藝流程基本上與實(shí)施例1相同，不同之處在于圖1所示的上游吸收富液4 的旋流固液分離器9和蒸發(fā)裝置11之間設(shè)置過濾器，將上游吸收富液4用旋流分離器分離 出比重較重的固體顆粒后，進(jìn)入過濾器(圖中未表示)，將比重較輕的固體顆粒分離后送入 蒸發(fā)裝置ll。
權(quán)利要求
一種含硫氧化物的脫硫方法，其特征是在含硫氧化物廢氣流向的下游，含有可溶性金屬離子的吸收液與含硫氣體接觸后，該接觸吸收完畢的下游吸收富液的一部分，送往前述廢氣流向的上游，再次與水分未飽和的廢氣接觸；該再接觸吸收后的上游吸收富液從吸收裝置排出，供吸收液的再生之用。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是吸收富液的再生是采用利用熱源加熱的方式， 從液體中將硫氧化物以二氧化硫的形式放出，使吸收液得到再生。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是廢氣上游的吸收富液的再生工程中，用于再 生的液體在進(jìn)入蒸發(fā)裝置之前，通過沉淀或過濾或離心分離或這些方法的組合，除去固體 物質(zhì)之后再送入蒸發(fā)裝置。
4. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征是吸收富液的蒸發(fā)再生工程中，蒸發(fā)得到的濃縮 液的全部或一部分抽出送往固液分離機(jī)，該固液分離得到的液體返回蒸發(fā)工程再度蒸發(fā)， 固液分離得到的固相濃漿送往添加水或吸收液的循環(huán)液中，溶解后作為再生吸收液回送到 吸收工序循環(huán)使用。
5. 按權(quán)利要求4所述方法，其特征是對蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行固液分離得到的液體的一部分 抽出后廢棄或用離子交換膜電解回收可溶性金屬離子循環(huán)使用的同時，分離可溶性離子后 所剩的殘存液進(jìn)行廢棄處理。
6. —種吸收液防止氧化的方法，其特征在于把酚酞或以該物質(zhì)為基本構(gòu)造的化合物作 氧化防止劑加入到吸收液中，達(dá)到防止吸收液中亞硫酸根離子氧化的目的。
7. 權(quán)利要求l的含硫氧化物的脫硫方法的脫硫吸收裝置，其特征是至少由廢氣的入口 和出口 ，廢氣入口近處的吸收液入口及該吸收液的吸收富液的排出口 ，廢氣出口近處的吸 收液入口及該吸收液的吸收富液的排出口組成，廢氣入口近處的吸收液入口與廢氣出口近 處的吸收富液的排出口側(cè)相連接，該廢氣入口近處的吸收液富液的排出口與再生工程的吸 收富液的固液分離裝置的入口或蒸發(fā)裝置的入口相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢氣的脫硫方法及裝置。其特征是在含硫氧化物廢氣流向的下游，含有可溶性金屬離子的吸收液與含硫氣體接觸后，該接觸吸收完畢的下游吸收富液的一部分，送往前述廢氣流向的上游，再次與水分未飽和的廢氣接觸；該再接觸吸收后的上游吸收富液從吸收裝置排出，供吸收液的再生之用。本發(fā)明在于，高效率地吸收去除廢氣中二氧化硫的同時，將已經(jīng)在下游與煙氣接觸后的吸收液進(jìn)一步與水分未飽和煙氣再接觸，使得吸收液的吸收飽和度提高和煙氣蒸發(fā)帶來的吸收液的濃縮，大幅度地降低了再生工程中的能源消耗，同時也能確保吸收操作的脫硫率。加入酚酞等氧化防止劑，及各種再生液的分離等使進(jìn)一步高效穩(wěn)定的運(yùn)行也成為可能。
文檔編號B01D53/50GK101721895SQ20091015976
公開日2010年6月9日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者張書廷 申請人:天津大學(xué)