[發(fā)明專利]一種煙氣脫硫并回收硫的方法

無效

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• 申請日: 1998-06-08
• 公開（公告）號: CN1238231A
• 公開（公告）日: 1999-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭萬旺;王乃計;戢緒國;季士清
• 申請（專利權(quán)）人: 煤炭科學研究總院北京煤化學研究所
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/81
• 代理公司: 煤炭科學研究院專利事務部
• 代理人: 馬淑英

本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫并回收二氧化硫的方法。

煤中的硫在燃燒等利用過程中產(chǎn)生SO₂如直接排放大氣，將引起大氣環(huán)境的嚴重污染，形成酸雨等會對人體和各種物品的損壞以至造成國民經(jīng)濟的重大損失，更嚴重的是對地球環(huán)境生態(tài)的破壞，將使得人類生存環(huán)境受到無法挽回的影響。因此減少和控制污染、防治燃煤時硫的排放是全球性可持續(xù)發(fā)展的需要。世界各國人民和政府都已對此獲得了具有共同的認識，而其最關(guān)鍵是迫切需要開發(fā)技術(shù)先進，經(jīng)濟可行，環(huán)境好的防治技術(shù)。

目前，有關(guān)煙氣脫硫已有多種脫硫技術(shù)，包括濕法石灰水尾氣脫硫、爐內(nèi)噴鈣加增濕、旋轉(zhuǎn)噴霧法等，它們分別處于研究、開發(fā)和工業(yè)應用中。不同的技術(shù)路線有其各自的特點，從脫硫劑形態(tài)分，這些技術(shù)可分為干法和濕法兩種，濕法以石灰水脫硫生產(chǎn)石膏技術(shù)為代表，已有工業(yè)應用，但設(shè)施體積龐大，運行成本高，副產(chǎn)品價值低，低質(zhì)量的石膏可用性差，容易造成污染的轉(zhuǎn)移(二次污染)；干法則以德國的B-F工藝為代表，采用大顆粒或成型活性炭(脫硫炭)為脫硫劑，當為固定床工藝時，脫硫和再生過程間歇交替進行，操作過程復雜；也有采用移動床工藝方案，或是脫硫阻力大，或是脫硫效率低，脫硫劑輸送操作復雜，且對脫硫劑的強度要求苛刻。而用大顆粒脫硫劑脫硫過程的共同不足在于，由于大的固體內(nèi)擴散阻力存在，脫硫和再生反應速度很慢，處理煙氣空速低，脫硫設(shè)備體積龐大；而且煙氣壓力損失大，使排氣動力消耗增大；再生過程也難以直接獲得高品位的副產(chǎn)品，氣體進一步處理復雜，經(jīng)濟效益差，最終增加了企業(yè)用于環(huán)保處理的負擔。這些弱點也是這些技術(shù)在中國難以推廣應用的主要原因。

本發(fā)明的目的是提供一種既脫除煙氣中的硫，又能回收經(jīng)濟價值很高的二氧化硫副產(chǎn)品的煙氣脫硫方法。

為達到上述目的，本發(fā)明采用干法脫硫，利用小顆粒的脫硫劑，該脫硫劑具有良好的脫硫能力，同時具有好的可再生性，在吸附脫硫后，經(jīng)再生可恢復脫硫能力。將該細粉＜1mm的脫硫劑，流速依煙氣流量和含硫量而定從脫硫反應器的上部進入溫度為60～160℃，常壓的脫硫反應器中，含氧6％左右，含水蒸氣10％左右的含硫煙氣流速為1～20m/s也一起進入脫硫反應器中，氣固同時并流向下流動接觸，完成氣體的連續(xù)脫硫。煙氣由于受固體自身重力下降流動的帶動而使得在脫硫過程中氣體的壓力損失受固體加入的影響非常小，煙氣的壓力降很低，脫硫劑吸收氣體中的硫化物(二氧化硫等)，當?shù)竭_脫硫反應器底部時，脫硫過程結(jié)束，煙氣中的絕大部分硫化物已轉(zhuǎn)移到固體脫硫劑中，氣固一起進入氣固分離器，分離后的氣體經(jīng)進一步除塵后從煙囪排放。吸收了硫的固體脫硫劑經(jīng)提升后進入溫度為200-250℃壓力為常壓的預處理器中，預處理的目的是將二氧化硫的解析與其它吸附組分的解析分階段進行，從而使之后的再生過程可得到二氧化硫濃度盡量高的再生氣體，以利于再生氣體的加工與回收。在預處理器較低溫度條件下，脫硫劑吸附的空氣、煙氣及水蒸氣等先解析出來，此時二氧化硫還未明顯解析，故所得尾氣含二氧化硫濃度較底，將這些尾氣送回脫硫反應器參加脫硫，以防止產(chǎn)生二次污染。經(jīng)預處理過的脫硫劑進入再生反應器進一步被加熱至500-550℃，再生的加熱方式排除采用熱氣體直接加熱形式，而采用間接換熱器加熱或熱固體介質(zhì)加熱。當再生反應器采用列管換熱器方式時，列管豎式布置，管程走脫硫劑，殼程為加熱煙氣，固體脫硫劑在列管中靠重力下降移動，同時被管外的熱煙氣加熱升溫，受熱過程中，脫硫劑中的硫化物離開固體脫硫劑而被解析出來，得到含SO₂的再生氣體，一般二氧化硫濃度在50％左右，這些再生氣體送到硫回收單元進行加工回收。太高的脫硫劑溫度對脫硫過程不利，因此經(jīng)過再生后的熱脫硫劑(含低的殘留硫)進入冷卻器，冷卻至100～150℃，從冷卻器底部排出后，由脫硫反應器的中部進入脫硫反應器，再次參加脫硫過程，再生過的脫硫劑具有更強的脫硫活性，特別是對吸收低二氧化硫濃度的氣體有利，將其從脫硫反應器中部加入，以利于降低脫硫出口氣體中二氧化硫殘余濃度。再生反應器中得到含二氧化硫50％左右的再生尾氣，其中還含有二氧化碳、氮氣、水蒸氣及少量的一氧化碳、氫氣和氧氣等，再生氣體處理單元的目的是將二氧化硫分離出來并進行回收，最終生產(chǎn)高純度的液體二氧化硫產(chǎn)品。各種氣體在同一溫度下蒸汽壓有別，而且在常溫范圍內(nèi)，溫度降低時，二氧化硫的蒸汽壓與其它氣體(二氧化碳、氧氣、氮氣、一氧化碳等)相比更明顯下降。再生氣體先進行冷卻，以除去混合氣體中的水分，其后進行加壓和冷卻，由于在壓力和低溫條件下，混合氣體中的二氧化硫的分壓濃度大大地高于二氧化硫在此溫度下的平衡蒸汽壓(6.3℃時的蒸汽壓為0.1MPa)，二氧化硫被液化成液體。由于加壓下部分氣體在液體二氧化硫中有一定的溶解，降低了二氧化硫的純度。故將分離罐中收集的液體二氧化硫送至減壓增濃器中，隨著減壓，液體中溶解的氣體釋放出來，從而使液體二氧化硫的濃度增高，釋放出來的氣體中同時含有較高的氣體二氧化硫，將這些氣體送再生氣體壓縮機入口與再生氣體一起被加壓，再次進行液化和分離，經(jīng)增濃的二氧化硫裝入液體產(chǎn)品罐或運輸罐車上，供外銷。再生氣體液化分離過程產(chǎn)生的殘留混合氣體中的二氧化硫分壓接近或達到該溫度下的平衡蒸汽壓，如在壓力3.0MPa溫度6.3℃時，計算可知殘留混合氣體中的二氧化硫平衡濃度為3.33％。將液化殘留氣體中的二氧化硫進一步進行硫回收，提高硫回收率，同時避免二次污染。