專利名稱：用于煙氣脫硫解吸的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫 的方法及裝置，特別是用于煙氣脫硫解吸的方法及其裝置，也適用于煙氣脫硝工藝。
背景技術(shù)：
我國是火力發(fā)電大國，同時(shí)我國還是冶金大國。無論是火力發(fā)電過程還是冶煉過程，都產(chǎn)生大量含硫的煙道氣。含硫的煙道氣對環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染，在環(huán)保要求日益提高的今天，煙氣脫硫是發(fā)電廠和冶煉廠重要的且必備的環(huán)保配套項(xiàng)目。目前煙氣脫硫主要方法有傳統(tǒng)的石灰石_石膏法和吸收法。吸收法又分為有機(jī)胺和檸檬酸鈉吸收工藝。檸檬酸鈉吸收工藝以檸檬酸鈉水溶液為吸收劑，有機(jī)胺吸收工藝以有機(jī)胺的水溶液為吸收劑。無論是檸檬酸鈉工藝還是有機(jī)胺工藝，都需要將含有二氧化硫的有機(jī)溶液中的二氧化硫解吸出來，以便吸收劑重復(fù)使用，降低脫硫成本。隨著節(jié)能和環(huán)保要求的提高，許多小型火電廠和小型冶煉廠將逐步淘汰。隨著火電廠和冶煉廠向大型化裝置方向發(fā)展，現(xiàn)在火電廠和冶煉廠的脫硫裝置也向大型化發(fā)展， 其特點(diǎn)是解吸裝置的冷凝器面積很大。由于解吸裝置在酸性條件下操作，設(shè)備都是由耐蝕不銹鋼的材料制成，如何合理進(jìn)行流程布置及設(shè)備結(jié)構(gòu)選型，減少設(shè)備投資具有重要意義。以有機(jī)胺溶液吸收工藝為例，通常解吸塔塔頂溫度控制在110°C左右，從解吸塔塔頂出來解吸氣主要成分是飽和的水蒸汽，其中二氧化硫含量一般小于10%，解吸氣在常壓或微正壓的條件下冷卻到40°c左右，大量的水蒸汽冷凝為液態(tài)水，二氧化硫則為不凝性氣體， 通過分離器實(shí)現(xiàn)水蒸汽和二氧化硫的分離。一般情況下，塔頂冷凝器氣體走殼程，冷卻水走管程。塔頂出來的解吸氣直接冷卻到40°C左右，冷凝液(主要是水)重新回到塔內(nèi)進(jìn)行回流，分離回收的二氧化硫進(jìn)入后續(xù)的工段。這樣的選擇在煙氣脫硫的解吸工段有如下的缺點(diǎn)冷凝器面積大，設(shè)備投資大。前面已經(jīng)提到，解吸裝置處理的物料量大，設(shè)備本身也很大，換熱器(冷凝器)的直徑許多都在2米以上，降低設(shè)備投資的意義非常巨大。由于解吸操作在酸性條件下進(jìn)行，當(dāng)氣體走殼程時(shí)，換熱器的管板、殼程筒體和換熱管必須采用耐蝕不銹鋼材料制造，當(dāng)換熱器的直徑很大時(shí)，管板和殼程筒體在換熱器的制造費(fèi)用中將占有很大的比例。如果氣體走管程，則管板可以在管程的一面采用襯耐蝕不銹鋼材料的方法，只需要用少量的耐蝕不銹鋼材料，根據(jù)壓力容器制造規(guī)程，直徑2米的換熱器管板厚度一般在60毫米以上，如果管板全部采用耐蝕不銹鋼材料制造，材料費(fèi)用高。 管板的主體材料和筒體采用普通的碳鋼材料制作，從而顯著降低管板和筒體的制造費(fèi)用。另外，直接將解吸氣的冷凝液冷卻到40°C左右實(shí)現(xiàn)二氧化硫和水的分離，從工藝上來說也是一種浪費(fèi)。一方面，塔頂操作溫度在110°c左右，40°C的冷凝液回流是能量的浪費(fèi)，因?yàn)樾枰獙⒋罅康幕亓饕褐匦录訜岬?10°C左右，合理的回流溫度應(yīng)該在塔頂溫度或略低于塔頂溫度進(jìn)行，以有機(jī)胺脫硫工藝為例，回收1噸二氧化硫有9 10噸的回流液，這部分回流液從40°C升到110°C，所需熱量是很可觀的；另一方面，氣體在液體中的溶解度隨著溫度的下降而增大，過低的回流溫度造成解吸出來的二氧化硫氣體隨回流液重新帶回塔內(nèi)，造成解吸效率的降低；第三，過冷的回流造成換熱面積的浪費(fèi)，在常壓與飽和狀態(tài)下，液體的體積是飽和氣體體積的千分之一左右，當(dāng)在過冷狀態(tài)下回流時(shí)，為了將冷凝液冷卻到過冷狀態(tài)，冷凝器中液體只占有換熱管很少的部分，在冷卻階段大部分的換熱管處于空置狀態(tài)，造成設(shè)備的浪費(fèi)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于煙氣脫硫解吸的方法及其裝置，該方法及裝置具有設(shè)備制造成本低、解吸效率高、能耗低的特點(diǎn)，解決現(xiàn)有工藝中存在的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該煙氣脫硫解吸的方法包括以下步驟首先，從解吸塔塔頂出來的解吸氣從一級飽和冷凝器上部進(jìn)入垂直安裝的一級飽和冷凝器的管程，冷卻水走殼程，大量的水在一級飽和冷凝器中冷凝為液態(tài)水，從一級飽和冷凝器底部出來的大量飽和水直接回流到解吸塔內(nèi)；然后，從一級飽和冷凝器出來的含有二氧化硫和水蒸汽的飽和氣體從垂直安裝的二級冷卻器的上部進(jìn)入二級冷卻器的管程，在二級冷卻器內(nèi)二氧化硫氣體和少量冷凝水被冷卻到后續(xù)工段的指定溫度；最后，從二級冷卻器底部出來的冷凝水和二氧化硫氣體進(jìn)入氣液分離器，從氣液分離器上部出來的二氧化硫氣體去后續(xù)工段，從氣液分離器下部出來的冷凝水回到解吸塔內(nèi)。其中，煙氣脫硫解吸的裝置包括一級飽和冷凝器和二級冷卻器及氣液分離器，解吸塔的塔頂經(jīng)解吸氣管連接垂直安裝的一級飽和冷凝器頂部，一級飽和冷凝器上連接冷卻水進(jìn)水管和冷卻水出水管，一級飽和冷凝器底部連接冷凝水回流管，冷凝水回流管連接解吸塔，一級飽和冷凝器的下方連接飽和蒸汽管，飽和蒸汽管連接垂直安裝的二級冷卻器的頂部，二級冷卻器上連接進(jìn)水管和出水管，二級冷卻器的底部經(jīng)氣水混合管連接氣液分離器，氣液分離器頂部經(jīng)二氧化硫氣管連接后續(xù)工段，氣液分離器底部經(jīng)冷凝水管連接解吸
士X其中，一級飽和冷凝器和二級冷卻器為列管式固定管板換熱器。其中，一級飽和冷凝器和二級冷卻器的殼程筒體由碳鋼材料制造，一級飽和冷凝器和二級冷卻器的管板在管程一側(cè)襯6 10毫米的耐蝕不銹鋼材料，采用復(fù)合或堆焊方式在管板襯耐蝕不銹鋼材料，管程封頭和管程筒體直管段采用耐蝕不銹鋼材料制造。其中，管程法蘭采用碳鋼制造，密封面采用復(fù)合或堆焊方式襯耐蝕不銹鋼材料。脫硫解吸時(shí)，從解吸塔塔頂出來的解吸氣從一級飽和冷凝器上部進(jìn)入垂直安裝的一級飽和冷凝器的管程，大量的水在一級飽和冷凝器中冷凝為液態(tài)水，從一級飽和冷凝器底部出來的大量飽和水直接回流到解吸塔內(nèi)，從一級飽和冷凝器出來的含有二氧化硫和水蒸汽的飽和氣體從垂直安裝的二級冷卻器的上部進(jìn)入二級冷卻器的管程，二氧化硫氣體和少量冷凝水被冷卻到后續(xù)工段的指定溫度，從二級冷卻器底部出來的冷凝水和二氧化硫氣體進(jìn)入氣液分離器，從氣液分離器上部出來的二氧化硫氣體去后續(xù)工段，從氣液分離器下部出來的冷凝水回到解吸塔內(nèi)。本發(fā)明的脫硫解吸的方法及其裝置由一級飽和冷凝器和二級冷卻器及氣液分離器連接組成，解吸氣走管程，飽和回流，從總體上減少設(shè)備的換熱面積，直接減少制造費(fèi)用， 提高解吸效率，降低能耗。


圖1為本發(fā)明的脫硫解吸裝置方框示意圖。

圖中1解吸塔，2 —級飽和冷凝器，3 二級冷卻器，4氣液分離器，5解吸氣管，6 冷卻水進(jìn)水管，7冷卻水出水管，8冷凝水回流管，9飽和蒸汽管，10進(jìn)水管，11出水管，12氣水混合管，13 二氧化硫氣管，14冷凝水管。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，煙氣脫硫解吸的裝置包括一級飽和冷凝器2和二級冷卻器3及氣液分離器4，解吸塔1的塔頂經(jīng)解吸氣管5連接垂直安裝的一級飽和冷凝器2頂部，一級飽和冷凝器2上連接冷卻水進(jìn)水管6和冷卻水出水管7，一級飽和冷凝器2底部連接冷凝水回流管8，冷凝水回流管8連接解吸塔1，一級飽和冷凝器2的下方連接飽和蒸汽管9，飽和蒸汽管9連接垂直安裝的二級冷卻器3的頂部，二級冷卻器3上連接進(jìn)水管10和出水管11，二級冷卻器3的底部經(jīng)氣水混合管12連接氣液分離器4，氣液分離器4頂部經(jīng)二氧化硫氣管 13連接后續(xù)工段，氣液分離器4底部經(jīng)冷凝水管14連接解吸塔1。其中，一級飽和冷凝器2和二級冷卻器3為列管式固定管板換熱器。其中，一級飽和冷凝器2和二級冷卻器3的殼程筒體由碳鋼材料制造，一級飽和冷凝器2和二級冷卻器3的管板在管程一側(cè)襯6 10毫米的耐蝕不銹鋼材料，采用復(fù)合或堆焊方式在管板襯耐蝕不銹鋼材料，管程封頭和管程筒體直管段采用耐蝕不銹鋼材料制造。其中，管程法蘭采用碳鋼制造，密封面采用復(fù)合或堆焊方式襯耐蝕不銹鋼材料。煙氣脫硫解吸方法是首先，從解吸塔1塔頂出來的解吸氣從一級飽和冷凝器2上部進(jìn)入垂直安裝的一級飽和冷凝器的管程，冷卻水走殼程，大量的水在一級飽和冷凝器中冷凝為液態(tài)水，從一級飽和冷凝器2底部出來的大量飽和水直接回流到解吸塔1內(nèi)；然后， 從一級飽和冷凝器2出來的含有二氧化硫和水蒸汽的飽和氣體從垂直安裝的二級冷卻器3 的上部進(jìn)入二級冷卻器的管程，在二級冷卻器內(nèi)二氧化硫氣體和少量冷凝水被冷卻到后續(xù)工段的指定溫度；最后，從二級冷卻器3底部出來的冷凝水和二氧化硫氣體進(jìn)入氣液分離器4，從氣液分離器4上部出來的二氧化硫氣體去后續(xù)工段，從氣液分離器4下部出來的冷凝水回到解吸塔1內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于煙氣脫硫解吸的方法，其特征在于該煙氣脫硫解吸方法包括以下步驟首先， 從解吸塔(1)塔頂出來的解吸氣從一級飽和冷凝器(2)上部進(jìn)入垂直安裝的一級飽和冷凝器的管程，冷卻水走殼程，大量的水在一級飽和冷凝器(2)中冷凝為液態(tài)水，從一級飽和冷凝器(2)底部出來的大量飽和水直接回流到解吸塔(1)內(nèi)；然后，從一級飽和冷凝器(2)出來的含有二氧化硫和水蒸汽的飽和氣體從垂直安裝的二級冷卻器(3)的上部進(jìn)入二級冷卻器的管程，在二級冷卻器內(nèi)二氧化硫氣體和少量冷凝水被冷卻到后續(xù)工段的指定溫度；最后，從二級冷卻器(3)底部出來的冷凝水和二氧化硫氣體進(jìn)入氣液分離器(4)，從氣液分離器(4)上部出來的二氧化硫氣體去后續(xù)工段，從氣液分離器(4)下部出來的冷凝水回到解吸塔(1)內(nèi)。
2.用于煙氣脫硫解吸的裝置，其特征在于煙氣脫硫解吸的裝置包括一級飽和冷凝器(2)和二級冷卻器(3)及氣液分離器(4)，解吸塔(1)的塔頂經(jīng)解吸氣管(5)連接垂直安裝的一級飽和冷凝器(2)頂部，一級飽和冷凝器(2)上連接冷卻水進(jìn)水管(6)和冷卻水出水管 (7)，一級飽和冷凝器(2)底部連接冷凝水回流管(8)，冷凝水回流管(8)連接解吸塔(1)，一級飽和冷凝器(2)的下方連接飽和蒸汽管(9)，飽和蒸汽管(9)連接垂直安裝的二級冷卻器(3)的頂部，二級冷卻器(3)上連接進(jìn)水管(10)和出水管(11)，二級冷卻器(3)的底部經(jīng)氣水混合管(12)連接氣液分離器(4)，氣液分離器(4)頂部經(jīng)二氧化硫氣管(13)連接后續(xù)工段，氣液分離器(4)底部經(jīng)冷凝水管(14)連接解吸塔(1 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煙氣脫硫解吸的裝置，其特征在于其中，一級飽和冷凝器(2)和二級冷卻器(3)為列管式固定管板換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煙氣脫硫解吸的裝置，其特征在于其中，一級飽和冷凝器(2)和二級冷卻器(3)的殼程筒體由碳鋼材料制造，一級飽和冷凝器(2)和二級冷卻器 (3)的管板在管程一側(cè)襯6 10毫米的耐蝕不銹鋼材料，采用復(fù)合或堆焊方式在管板襯耐蝕不銹鋼材料，管程封頭和管程筒體直管段采用耐蝕不銹鋼材料制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于煙氣脫硫解吸的裝置，其特征在于其中，一級飽和冷凝器(2)和二級冷卻器(3)的管程法蘭采用碳鋼制造，密封面采用復(fù)合或堆焊方式襯耐蝕不銹鋼材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于煙氣脫硫解吸的方法及其裝置，解吸塔(1)塔頂出來的解吸氣從一級飽和冷凝器(2)上部進(jìn)入一級飽和冷凝器的管程，一級飽和冷凝器(2)底部出來的飽和水回流到解吸塔(1)；從一級飽和冷凝器(2)出來的含有二氧化硫和水蒸汽的飽和氣體從二級冷卻器(3)的上部進(jìn)入二級冷卻器的管程，在二級冷卻器內(nèi)二氧化硫氣體和少量冷凝水被冷卻到后續(xù)工段的指定溫度；二級冷卻器(3)底部出來的冷凝水和二氧化硫氣體進(jìn)入氣液分離器(4)，從氣液分離器(4)上部出來的二氧化硫氣體去后續(xù)工段，從氣液分離器(4)下部出來的冷凝水回到解吸塔(1)。本發(fā)明方法及其裝置由一級飽和冷凝器和二級冷卻器及氣液分離器連接組成，解吸氣走管程，換熱面積小，成本少，效率高，能耗低。
文檔編號B01D5/00GK102166430SQ201110054489
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者張會平, 王在良, 王武謙, 許如海 申請人:江蘇科圣化工機(jī)械有限公司