烟气中SO2净化的负压多级嵌套吸收-解析的柠檬酸盐工艺制造技术

本发明专利技术提供一种烟气中SO2净化的负压多级嵌套吸收-解析的柠檬酸盐工艺，包括：多级吸收；溶液在吸收设备级间梯级利用；吸收液部分在级内循环嵌套使用；多级解析；解析在负压条件下进行。本发明专利技术具有吸收剂利用效能提高；工艺介质流程明晰；工艺单元各级设备配置优化；解析推动力大；解析温度低，可采用低品位热源进行加热，解析用热源成本下降；减缓柠檬酸盐(缓冲剂)的热分解；吸收设备体积小；总体吸收剂用量小，输送电耗低；工艺设备少；压力体系一致，操作方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
烟气中SO2净化的负压多级嵌套吸收-解析的柠檬酸盐工艺
本专利技术属于烟气脱除SO2的领域，涉及到使用柠檬酸盐溶液作为吸收剂的负压多级嵌套吸收-解析的工艺方法。
技术介绍
目前的烟气脱硫技术中，应用较广泛的钙法、镁法、氨法、海水法都属于对脱硫剂不进行再生的吸收——转移法。其主要特点是：均采用脱硫剂吸收烟气中的SO2；生成的产物不进行再生，而是转移或者抛弃。1)湿式钙法的脱硫剂采用CaCO3或者CaO，产物为CaSO4，总体反应是：CaO+SO2+1/2O2+2H2O→CaSO4·2H2O2)镁法以MgO浆液为脱硫剂，产物为MgSO3，总体反应是：MgO+SO2→MgSO33)氨法是利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液，并在有氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，总体反应是：2NH3+H2O+SO2+1/2O2→(NH4)2SO44)海水法是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2后排入大海，海水与烟气中的SO2接触发生以下主要反应：SO2(g)+H2O+1/2O2＝2H++SO42-这类方法的缺点是形成了事实上的转移污染。关于柠檬酸盐脱硫法见诸报道的有：1)美国矿产局于实验室开发的柠檬酸盐溶液吸收烟气中的SO2——通过化学反应对吸收液进行再生的方法。吸收液再生的产物是可从溶液中分离的硫磺颗粒。溶液再生后循环用于吸收烟气中的SO2。两步反应是：吸收：SO2(g)+H2O(l)＝HSO3—+H+吸收液再生：H++HSO3—+2H2S＝3S(s)+3H2O2)国内金川集团采用了柠檬酸盐溶液吸收烟气中的SO2并通过加热对吸收液进行再生。现有技术中的方法均为单级柠檬酸盐溶液吸收工艺，目前，没有使用柠檬酸盐溶液吸收烟气中的SO2的负压多级嵌套吸收——解析的工艺方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为以柠檬酸盐溶液为吸收剂的烟气脱SO2工艺提供负压多级嵌套吸收-解析设备叠加的工艺应用，以降低烟气脱硫装置能耗、减少装置设备重量。为了更好地理解本专利技术，在对技术方案进行详细描述之前，需要对本专利技术描述中所使用的部分术语进行解释。在本专利技术中，待脱硫的含硫烟气(简称“烟气”)包括烧结烟气、冶金烟气、电站锅炉烟气等中的一种或多种，所说脱硫是指脱除烟气中的SO2。柠檬酸盐溶液，依据在吸收过程中的作用区分为吸收剂和吸收液；“吸收剂”指用于吸收烟气中SO2的柠檬酸盐溶液；“吸收液”指已经吸收了SO2的柠檬酸盐溶液。“吸收液”依据吸收剂应用于所对应的吸收设备的吸收级数和SO2富集程度区分为“第R级富液、……、第2级富液、直至第1级吸收得到的富液。因此第R级富液、……、第2级富液到第1级富液的SO2含量依次增加，即从第R级富液、……、第2级富液、到第1级富液吸收SO2的能力依次降低。“富液”指送往解析单元的、吸收了SO2的柠檬酸盐溶液；“贫液”指已经解析出所吸收的SO2的柠檬酸盐溶液，并依据溶液历经的解析级数和解析程度区分为“第1级贫液”、“第2级贫液”……最后一级解析得到的溶液为“末级贫液”；如果富液仅通过一级解析来脱出所吸收的SO2，那么一级解析后的溶液就成为“末级贫液”。因此从第1级贫液、第2级贫液、……、到末级贫液的SO2含量依次减少，即从第1级贫液、第2级贫液、……、到末级贫液吸收SO2的能力依次提高。为了更好地解释本专利技术，在此对各实施例中各种设备、介质和介质特性的代码和编号规则做以下统一的说明。设备编号由3位数构成。首位数为0～5，分别对应为：0——体化设备内的隔板；1—吸收设备；2—换热设备；3—解析设备；4—流体输送设备；5—塔内液体分布器。吸收设备和解析设备后两位数为吸收设备和解析设备的级数号，对应于吸收或解析流程中的级数依次编号；—体化设备内的隔板、换热设备、流体输送设备和塔内液体分布器依流程顺序依次编号。介质代码为i，用作下标的标注；i的编号由两位数构成，对工艺中各介质依流程顺序依次编号。各介质特性用xi、yi和Fi描述。xi为液相介质中的SO2浓度，单位为g/L；yi为气相介质中的SO2浓度，单位为g/m3；Fi为介质的流量，单位为m3/h。i为介质编号。本专利技术解决技术问题的技术方案为：1、多级吸收：吸收单元的吸收装置由多级吸收设备叠加配置组合而成，用以分级吸收净化烟气中的SO2。以烟气流动方向经过的各级吸收设备依次称为：第1级、第2级……第R级。含SO2的烟气依次由第1级至最后一级的吸收设备的底部进入，与吸收剂逆流接触，经过多级吸收后排放。2、溶液在吸收设备级间梯级利用：后一级吸收器排出的吸收液全部作为前一级吸收器的吸收剂使用。例如：二级吸收器中，吸收了烟气中的SO2的二级吸收液称为第二级富液，全部送往一级吸收器作一级吸收剂。3、吸收液部分在级内循环嵌套使用，吸收器中富集SO2的吸收液，可以部分送往该级吸收器的顶部，与解析器送来的贫液汇集成为吸收剂，吸收烟气中的SO2。最终，减少各级吸收器所需补充吸收剂的量以及需解析再生的吸收液(富液)量。例如：一级吸收器中，吸收了烟气中的SO2的一级吸收液称为第1级富液，部分送往一级吸收器作为一级吸收剂。4、多级解析：解析单元的解析装置由多级解析设备叠加配置，用以分级解析富液。以需解析的吸收液的流动方向经过的各级解析设备依次称为：第1级、第2级……第R级。出一级吸收器的富液部分送入第一级解析器解析再生，得到的解析溶液部分送到吸收单元，其余部分再送入后一级解析器进一步解析再生，直至最后一级解析器得到的解析溶液(末级贫液)全部送到吸收单元；各级解析器得到的解析气体(酸汽)由后至前经过前设各级解析器后，所有解析的SO2气体从第一级解析器顶排出。5、负压解析：在负压条件下进行解析，解析温度降低。本专利技术吸收烟气中SO2所用的吸收剂为：柠檬酸盐的水溶液。所述柠檬酸盐通常是柠檬酸钾或柠檬酸钠中的一种；柠檬酸盐在溶液中起缓冲剂作用。所述吸收-解析单元的设备是一座集成的一体化设备或者是串联的多座。所述吸收单元中，可以通过吸收液部分在级内循环嵌套使用的方法来调整每级吸收设备的吸收剂浓度和液气比。所述吸收单元中，从第1级吸收设备开始，所得到的液相和气相的SO2浓度依次减小。所述吸收单元中，可对吸收装置中的各级设备应用不同或相同的液气比；液气比如若不相同，则从第1级开始依次减小。所述R通常为2～4级，优选为2～3级。当R为3级时，烟气从一级吸收器底部进入，在一级吸收器内部与一级吸收剂逆流接触，脱除部分SO2；再进入后一级吸收器即：二级吸收器，在二级吸收器内部与二级吸收剂逆流接触。烟气经过多级叠加配置的吸收器达到净化指标后排放。所述每级吸收设备排出的、所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂流量。所述多级解析中，各级排出解析液的SO2浓度依次降低，最后1级解析设备排出的吸收剂中SO2浓度为最低。所述多级解析中，各级解析器得到的解析气体(酸汽)由后至前经过前设各级解析器后，酸汽中SO2分压提高；酸汽中所含的水汽则在前级解析器中被冷凝的同时，也为前级解析器提供解析所需的部分热量。所述多级解析，其级数不多于相配套的多级吸收设备的级数，即：不多于R级(R优选为2～4)。所述解析单元中，气液两相逆流接触，从第1级解析设备到最后一级，各级所得到的解析液和出口解析气体(酸汽)的SO2浓度依次减小。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气中SO2净化的负压多级嵌套吸收‑解析的柠檬酸盐工艺，包括：a.多级吸收：吸收单元的吸收装置由多级吸收设备叠加配置组合而成，用以分级吸收净化烟气中的SO2，含SO2的烟气依次由第1级至最后一级吸收设备的底部进入，与吸收剂逆流接触，经过多级吸收后排放；b.溶液在吸收设备级间梯级利用：后一级吸收器排出的吸收液全部作为前一级吸收器的吸收剂使用；c.吸收液部分在级内循环嵌套使用，吸收器中富集SO2的吸收液，部分送往该级吸收器的顶部，与解析器送来的贫液汇集成为吸收剂，吸收烟气中的SO2；d.多级解析：解析单元的解析装置由多级解析设备叠加配置，用以分级解析富液，出一级吸收器的富液部分送入第一级解析器解析再生，得到的解析溶液部分送到吸收单元，其余部分再送入后一级解析器进一步解析再生，直至最后一级解析器得到的解析溶液全部送到吸收单元；各级解析器得到的解析气体由后至前经过前设各级解析器后，所有解析的SO2气体从第1级解析器顶排出；e.负压解析：在负压条件下进行解析，解析温度降低。

【技术特征摘要】
1.一种烟气中SO2净化的负压多级嵌套吸收-解析的柠檬酸盐工艺，包括：a.多级吸收：吸收单元的吸收装置由多级吸收设备叠加配置组合而成，用以分级吸收净化烟气中的SO2，含SO2的烟气依次由第1级至最后一级吸收设备的底部进入，与吸收剂逆流接触，经过多级吸收后排放；b.溶液在吸收设备级间梯级利用：后一级吸收器排出的吸收液全部作为前一级吸收器的吸收剂使用；c.吸收液部分在级内循环嵌套使用，吸收器中富集SO2的吸收液，部分送往该级吸收器的顶部，与解析器送来的贫液汇集成为吸收剂，吸收烟气中的SO2；吸收单元中，从第1级吸收设备开始，所得到的液相和气相的SO2浓度依次减小；d.多级解析：解析单元的解析装置由多级解析设备叠加配置，用以分级解析富液，出一级吸收器的富液部分送入第一级解析器解析再生，得到的解析溶液部分送到吸收单元，其余部分再送入后一级解析器进一步解析再生，直至最后一级解析器得到的解析溶液全部送到吸收单元；各级解析器得到的解析气体由后至前经过前设各级解析器后，所有解析的SO2气体从第1级解析器顶排出；e.负压解析：在负压条件下进行解析，解析温度降低。2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，吸收烟气中SO2所用的吸收剂为柠檬酸盐的水溶液。3.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于，通过吸收液部分在级内循环嵌套使用调整每级吸收设备的吸收剂浓度和液气比。4.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于，吸收装置中的各级设备应用不同或相同的液气比。5.根据权利要求4所述工艺，其特征在于，液气比不相同时，从第1级开始依次减小。6.根据权利要求3所述工艺，其特征在于，吸收装置中的各级设备应用不同或相同的液气比。7.根据权利要求6所述工艺，其特征在于，液气比不相同时，从第1级开始依次减小。8.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于，多级吸收-解析为2～4级。9.根据权利要求3所述工艺，其特征在于，多级吸收-解析为2～4级。10.根据权利要求4所述工艺，其特征在于，多级吸收-解析为2～4级。11.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于，每级吸收设备排出的所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂流量。12.根据权利要求3所述工艺，其特征在于，每级吸收设备排出的所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂流量。13.根据权利要求4所述工艺，其特征在于，每级吸收设备排出的所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂流量。14.根据权利要求8所述工艺，其特征在于，每级吸收设备排出的所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂流量。15.根据权利要求1或2所述工艺，其特征在于，解析单元中，气液两相逆流接触，从第1级解析设备到最后一级，各级所得到的解析液和出口解析气体的SO2浓度依次减小。16.根据权利要求3所述工艺，其特征在于，解析单元中，气液两相逆流接触，从第1级解析设备到最后一级，各级所得到的解析液和出口解析气体的SO2浓度依次减小。17.根据权利要求4所述工艺，其特征在于，解析单元中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王先玉，沈立嵩，刘文胜，崔有为，
申请(专利权)人：马鞍山艺诚机电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34