[發(fā)明專利]煙氣脫硫系統(tǒng)和方法、以及硫磺回收尾氣焚燒爐的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710371551.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107019988A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙宏;陳建峰;高立東;初廣文;張銀海;楊燕霞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)蘇州（相城）研究院
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種煙氣脫硫系統(tǒng)和方法、以及硫磺回收尾氣焚燒爐的煙氣脫硫應(yīng)用，屬于工業(yè)煙氣，特別是石油煉制工業(yè)中硫磺回收裝置尾氣焚燒爐煙氣的二氧化硫脫除技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自上世紀(jì)30年代改良Claus硫磺回收技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，經(jīng)過了近90年的發(fā)展和改進(jìn)，已經(jīng)趨于成熟和完善，但由于Claus反應(yīng)為可逆反應(yīng)，受到化學(xué)平衡的制約，即使通過三到四級的轉(zhuǎn)化，硫的總回收率只能達(dá)到98％左右，尾氣指標(biāo)達(dá)仍然達(dá)不到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)(GB16297-1996)。對于石油煉制工業(yè)來說，硫磺回收裝置尾氣是全廠二氧化硫的集中排放源之一，必須要有行之有效的脫硫方法控制二氧化硫的排放。

根據(jù)國家2015年4月16日頒布的新標(biāo)準(zhǔn)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31570-2015)，要求新建硫磺裝置的SO₂特別排放限值為小于100mg/Nm³，在2015年7月1日開始實(shí)施。因此硫磺回收裝置有必要增設(shè)煙氣脫硫設(shè)施，將硫磺回收裝置的二氧化硫排放濃度控制在國家規(guī)定的特別排放限值以下。目前硫磺回收裝置設(shè)計(jì)為：上游來的酸性氣先經(jīng)過Clause硫磺回收單元和尾氣處理單元處理，硫元素回收率不小于99.8％，排放的尾氣中SO₂含量為300-500mg/Nm³；當(dāng)在硫磺回收裝置開停車時(shí)，煙氣中SO₂含量將高達(dá)25000mg/Nm³，甚至更高，不能滿足新頒布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570-2015)大氣污染物排放限值，因而需要改造升級。

從原理上說，鈉堿法脫硫技術(shù)是采用氫氧化鈉溶液作為脫硫劑，在吸收塔中與煙氣中的SO₂進(jìn)行反應(yīng)的過程，并以適宜的方式持續(xù)補(bǔ)充適量的堿液，以維持吸收循環(huán)液中Na₂SO₃-NaHSO₃之間的最佳比例。

煙氣的主要成份有N₂、CO₂、H₂O、O₂，另外還有待脫除的SO₂和少量酸霧(SO₃)。煙氣中SO₂的脫除過程是分兩部完成的：

第一步，氣液傳質(zhì)和水合過程，即煙氣中SO₂分子與水接觸時(shí)，溶解在水中，并與水分子水合為亞硫酸：

SO₂+H₂O→H₂SO₃(1)

第二步，吸收

2NaOH+H₂SO₃→Na₂SO₃+2H₂O(2)

Na₂SO₃+H₂SO₃→2NaHSO₃(3)

副反應(yīng)：

Na₂SO₃+1/2O₂→Na₂SO₄(4)

堿性較高時(shí)(pH＞9)，(2)式為主要反應(yīng)式，即2摩爾的NaOH脫除1摩爾的SO₂；

堿性降低到中性甚至酸性時(shí)(6＜pH＜8)，則按(3)式發(fā)生反應(yīng)，排放液為Na₂SO₃，即1摩爾的NaOH脫除1摩爾的SO₂，同時(shí)盡量減少氧化副反應(yīng)的進(jìn)行。

第三步，中和

副產(chǎn)物為NaHSO₃，對SO₂無吸收能力，吸收液要進(jìn)行中和處理。中和處理的目的是將吸收液中的NaHSO₃中和為Na₂SO₃，即：

NaHSO₃+NaOH→Na₂SO₃+H₂O(5)