专利名称：最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法
技术领域：
本发明涉及一种最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法。
背景技术：
脱硫剂可再生的脱硫方法是目前正在推广应用的脱硫方法。它是利用对S02具有 强烈地选择性吸收作用的胺液或者离子液在吸收塔内将S(^捕获，并在解吸塔内将其释放 并使胺液或者离子液获得再生，以实现其重复利用。该方法包括待脱硫烟气的预处理(目
前通常的做法是进行洗涤冷却等)、so2的吸收、脱硫剂的解吸以及对so2的回收等步骤。 最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法属于上述工艺方法的延伸。它包括待 脱硫烟气的预处理(目前通常的做法是进行洗涤冷却等)、S02的吸收、脱硫剂的解吸以及 对so2的回收与制取硫酸等步骤。 通常，解吸过程所需的热量是由低压蒸汽提供，该低压蒸汽通过再沸器加热来自 解吸塔的胺液或者离子液，形成解吸塔的内生蒸汽，并利用它进行汽提、蒸馏，以实现对脱 硫剂的解吸。在对由解吸塔排出的混合气中的S02的回收步骤中，还利用冷凝的方法脱除 由解吸塔排出的混合气中的水分，以获得纯度较高的S(V为了获得硫酸，又利用加氧、增温
和催化的手段，将so2进一步氧化成so3后，再经过吸收的步骤，来达到获得硫酸的目的。 现有技术的主要不足之处在于 1.由于采用的是利用内生蒸汽的解吸工艺，且由解吸塔排出的混合汽中S(^浓度 仅仅在5%左右，这就在一方面，大量的水蒸气连同S02 —起被送往S02的回收工序，本身就 构成了能量的很大浪费；在另一方面，在冷凝脱水的过程中，又要消耗掉大量的冷却水使进 入冷凝脱水步骤的水蒸气凝结成液态水，更是造成了能量的双重浪费。 2.在后续的制取硫酸的步骤中，还存在添加大量空气的增氧过程，使得已经获得
的具有较高浓度(或纯度)的S(^的价值大打折扣，形成了功能过剩的浪费。 3.由于现有技术存在着的能量浪费现象，特别是由于大量的水蒸气连同S02 —起
被送往S(^的回收工序，在造成的能量浪费的同时，使得通过再沸器注入解吸塔的能量大约
是其理论能耗的两倍，这就使得再沸器的尺寸成倍增加，造成初次投资的增加。以一台265
平方米烧结机的脱硫系统为例，仅仅由于再沸器的尺寸成倍增加所造成的初次投资的增加
额，就大约合人民币500万圆。
发明内容
本发明要解决的问题，是现有技术中存在的能量双重浪费的问题、功能过剩的浪 费问题和初次投资较大的问题。换句话说，本发明就是要克服现有技术存在的缺点。
本发明的目的，是要提供一种具有节能、可以消除功能过剩以及可以降低初次投 资的额度等多项优点的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，以满足不同类型的脱 硫工程的需要；同时，本方法还特别适用于烧结机的脱硫系统。 本发明要提供的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，包括待脱硫烟气的预处理、S02的吸收、脱硫剂的解吸以及对S02的回收与制取硫酸等步骤，其特征是采用含
氧量大于10%的热工艺气替代解吸塔的内生蒸汽、解吸能量主要由进入解吸塔的吸收液提 供和由解吸塔排出的混合气中，S02的体积百分比浓度控制在^ 3%。 除了含氧量之外，这里对所述的热工艺气的来源，并没有特别的限制，必要时，还 可使用经加热后的空气；至于其含氧量，也可以加以提高，例如，可以大于15%、18%、20% 或者更高；需要特别说明的是，利用烧结机产出的废弃热气作为热工艺气的来源，具有较 高的节能价值。所谓烧结机产出的废弃热气主要包括两种来源，一是烧结过程本身产生的 烧结机的烧结废弃热烟气，二是烧结机的产品冷却设备，如带冷机或环冷机，产出的废弃热 气，且这类废弃热气的品质较好。 这里所说的解吸能量主要由进入解吸塔的吸收液提供是指，解吸能量至少70%或 者80%、85%、90%、92%、95%、97%甚至99%是由进入解吸塔的吸收液提供。要使进入解 吸塔的吸收液获得如此大的热能，就必须配置热交换器对其加热；而该热交换器的能源供 给，可以由传统的外部提供的低压蒸汽来完成，也可以采用特设加热炉的办法来完成等。特 别地，加热进入解吸塔的吸收液的热源可以是烧结机的产品冷却设备，如带冷机或环冷机， 产出的废弃热气和/或烧结机的烧结废弃热烟气。利用烧结机产出的废弃热气作为所述的 加热热源，具有节能的良好效果，值的推荐。至于解吸能量的不足部分，则建议首先由含氧 量大于10%的热工艺气带入；如仍嫌不足或考虑留出备用裕量和/或备用装置，可采用传 统的办法予以解决。 由解吸塔排出的混合气中，S02的体积百分比浓度控制在^ 3%乃是一个下限值， 还可以根据具体的工艺条件按照^ 4%、> 6%、> 8%、> 10%、> 15%、> 20%、> 30%、 > 35%甚至> 40%来进行控制。 为了控制由解吸塔排出的混合气中的水蒸气的分压，可将解吸塔内的压力控制 在0.01MPa 0. 15MPa(表压)的范围内。依据不同的工艺条件，解吸塔内的压力控制的 范围，也可以是0. OlMPa 0. 05MPa、0. 03MPa 0. 08MPa、0. 06MPa 0. 10MPa、0. O證a 0. 15MPa、0. lOMPa 0. 16MPa、0. 12MPa 0. 18MPa、0. 15MPa 0. 20MPa、0. 02MPa 0. 15MPa、0. 05MPa 0. 15MPa。 用于替代解吸塔的内生蒸汽的、含氧量大于10%的热工艺气，在进入解吸塔时的 推荐温度是在10(TC 40(TC的范围内。由于该温度较高时，可以将更多的热量带入解吸 塔因此，根据具体的工艺条件应尽量选用较高的温度范围，例如，150°C 400°C 、 180°C 400。C、22(TC 400。C、26(TC 400。C等，必要时，甚至可以将该温度范围扩展至300°C 650°C。 要使含氧量大于10%的热工艺气具有上述较高的温度，虽然可以采用加热的方法 来取得，但是，这需要增加能耗，因此，推荐采用烧结机的产品冷却设备，例如带冷机或环冷 机，产出的废弃热气和/或烧结机的烧结废弃热烟气。 在本发明中，经过加热的、进入解吸塔的吸收液的温度可以控制在9(TC 140°C 的范围内。根据具体的工艺条件，还可以按照97°C 135°C 、 101°C 135°C 、 105°C 135°C 、 98°C 14(TC或者102°C 140°C的范围进行控制，必要时，甚至可以将该温度范围扩展至 106°C 250°C。 在本发明中，当解吸塔排出的混合气夹带的水蒸气的含量较低时，例如水蒸气的体积百分比含量低于15%时，由解吸塔排出的混合气可以直接进入制酸工序，从而可以免
除掉冷凝除水的步骤。 本发明的主要优点是 1.节能，且节能效果是从两方面获得的。 —方面是由于解吸原理的改变而导致的。由于在解吸过程中采用热工艺气替代解
吸塔的内生蒸汽，使得由解吸塔排出的混合气夹带的水蒸气的含量较低，大大降低了由解
吸塔排出的蒸汽量，也同时降低了它的冷凝量，从而获得了双重的节能的效果，同时还兼有
节水的效果。与现有技术相比，这一部分可以节约总能耗的25% 48%。 另一方面是由于利用了废弃热量而导致的。由于在解吸过程中所需的热量的主要
部分可以取自烧结机的产品冷却设备，例如带冷机或环冷机，产出的废弃热气和/或烧结
机的烧结废弃热烟气，当不计动力装置附加带入的能量时，与现有技术相比，其理论上的总
节能量可达100%。 2.消除了功能过剩造成的浪费。主要表现在消除了先获得高浓度(或纯度)的 S(^，然后再将其与空气混合稀释、进行制酸的不合理过程。 3.降低了初次投资的额度。由于本发明具有因解吸原理的改变而导致的节能效 果，因此，输入解吸系统的总能量可降低25% 48%，这就意味着热交换器的尺寸和重量 也将减少，从而降低了初次投资的额度。
本发明共有附图1页，共1幅，用于说明本发明的实施例1。 图中，1是待脱硫烟气的入口管道，2是预处理塔，通常也被称为洗涤冷却塔，3是 预处理后的待脱硫烟气的输送管道，4是吸收塔，5是脱硫后的烟气排放管道，6是来自吸收 塔的富含S02的富液输送管道，7是贫富液热交换器，8是给进入解吸塔的吸收液提供热能 的热交换器，9是解吸塔，10是来自解吸塔的含S02的量相对很少的贫液输送管道，11是将 贫液进一步冷却到工艺要求的热交换器，12是含氧量大于10%的热工艺气的入口管道，13 是从解吸塔排出混合气的管道，14是除水冷凝器，15是冷凝液回流通道，16是除水后的混 合气的输送管道，17是制取硫酸过程中的干燥环节，18是制取硫酸过程中的转化环节，19 是制取硫酸过程中的吸收环节，20是成品酸的输出通道，21是尾气的排放通道，22是吸收 塔内的液位线，23是解吸塔内的液位线，24是当省略掉除水冷凝器14时的假想连通管道。
具体实施例方式
本发明的具体实施方式
，可结合实施例1即附图来加以说明。 本实施例的主要工艺流程是这样的待脱硫烟气由入口管道1进入预处理塔2，在 预处理塔2内，通常是对待脱硫烟气进行洗涤冷却。由于为预处理塔2配备的冷却水循环、 处理系统属于基本常识，因此未加以表示。经预处理后的待脱硫烟气由输送管道3送往吸 收塔4的下部，由进一步冷却到工艺要求的贫液吸收掉其中的S(^，然后通过脱硫后的烟气 排放管道5排放。随着上述过程的持续进行，吸收塔4内的贫液逐渐成为富液，并通过富液 输送管道6送往解吸塔9，在送往解吸塔9的途中，先经过贫富液热交换器7，充分吸收来自 解吸塔9的贫液所携带热量，以节约能源。由于本发明要求解吸能量主要由进入解吸塔的吸收液提供，因此，仅仅依靠从贫富液热交换器7中获得的热量是远远不够的，所以就增加 了给进入解吸塔的吸收液提供热能的热交换器8，在热交换器8中，吸收液获得了足够的热 能，并达到预期的温度要求，例如如前所述的经过加热的、进入解吸塔的吸收液的温度可以 控制在9(TC 14(TC的范围内。根据具体的工艺条件，还可以按照97t: 135°C、101°C 135°C、105°C 135°C、98°C 14(TC或者102°C 140°C的范围进行控制等，必要时，甚至 可以将该温度范围扩展至106°C 250°C。在热交换器8中，加热热源可以是由传统的外 部提供的低压蒸汽来完成，也可以采用特设加热炉的办法来完成等；特别地，加热进入解吸 塔的吸收液的热源可以是烧结机的产品冷却设备，如带冷机或环冷机，产出的废弃热气和/ 或烧结机的烧结废弃热烟气。已经具有相对较高温度的富液进入解吸塔后，其自身已经具 备解吸条件，再加上通过入口管道12送入的含氧量大于10%的热工艺气的作用，足以使解 吸过程满足工艺要求。当然，通过入口管道12送入的热工艺气可以具有更高的含氧量，例 如，还可以大于15%、18%、20%或者更高；需要特别说明的是，利用烧结机产出的废弃热 气作为热工艺气的来源，具有较高的节能价值。所谓烧结机产出的废弃热气主要包括两部 分， 一是烧结过程本身产生的烧结机的烧结废弃热烟气，二是烧结机的产品冷却设备，如带 冷机或环冷机，产出的废弃热气，且这类废气的品质较好。至于热工艺气的输入温度，建议 确定在10(TC 40(TC的范围内。由于该温度较高时，可以将更多的热量带入解吸塔，因此， 根据具体的工艺条件应尽量选用较高的温度范围，例如，150°C 400°C 、 180°C 400°C 、 220。C 400。C 、260。C 400°C等，必要时，甚至可以将该温度范围扩展至300°C 650°C 。由 于热工艺气的输入，解吸塔9中的水蒸气的分压将维持在一个相对于现有技术的较低的水 平上，这时，进入解吸塔排出管道13的混合气的含水量也较低。当混合气的含水量控制得 较为理想时，例如水蒸气的体积百分比含量低于15%时，可以通过假想连通管道24将由解 吸塔排出的混合气直接送入制酸工序，而不再启用除水冷凝器14 ;当混合气的含水量控制 得不够理想且较高时，可启用除水冷凝器14，并同时切断假想连通管道24。这时，冷凝液将 通过冷凝液回流通道15返回到解吸塔9，而经过除水后，再将该混合气送入制酸工序。控制 解吸塔内的压力和温度，实际上就间接控制着解吸塔内的水蒸气的分压的大小，也就控制 了由解吸塔排出的混合气的含水量，其压力的控制范围的建议值是O. 01MPa 0. 15MPa(表 压)。依据不同的工艺条件，解吸塔内的压力控制的范围，也可以是0. OlMPa 0. 05MPa、 0. 03MPa 0. 08MPa、0. 06MPa 0. 10MPa、0. 08MPa 0. 15MPa、0. 10MPa 0. 16MPa、 0. 12MPa 0. 18MPa、0. 15MPa 0. 20MPa、0. 02MPa 0. 15MPa、0. 05MPa 0. 15MPa。
需要说明的是，本实施例省略了属于现有技术中的一些部分和利用现有技术就可 以解决的内容，例如，省略了从吸收液中除盐、滤除机械杂质的步骤等等；再例如，省略了在 必要时，为获得进入解吸塔的热工艺气而对温度较低的原始气体进行加热的装置等等。
权利要求
一种最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，包括待脱硫烟气的预处理、SO2的吸收、脱硫剂的解吸以及对SO2的回收与制取硫酸等步骤，其特征是1.1采用含氧量大于10％的热工艺气替代解吸塔的内生蒸汽，1.2解吸能量主要由进入解吸塔的吸收液提供，1.3由解吸塔排出的混合气中，SO2的体积百分比浓度控制在≥3％。
2. 如权利要求1所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，2. 1解吸塔内的压力控制在0.01MPa 0. 15MPa(表压)的范围内。
3. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，3. 1所述的热工艺气在进入解吸塔时的温度在100°C 40(TC的范围内。
4. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，4. 1加热进入解吸塔的吸收液的热源是烧结机的产品冷却设备产出的废弃热气。
5. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，5. 1加热进入解吸塔的吸收液的热源是烧结机的烧结废弃热烟气。
6. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，6. 1所述的含氧量大于10%热工艺气是烧结机的产品冷却设备产出的废弃热气。
7. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，7. 1所述的含氧量大于10%热工艺气是烧结机的烧结废弃热烟气。
8. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，8. 1经过加热的、进入解吸塔的吸收液的温度控制在90°C 14(TC的范围内。
9. 如权利要求1或2所述的最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，其特征是，9. 1由解吸塔排出的混合气直接进入制酸工序。
全文摘要
一种最终产品为硫酸的脱硫剂可再生的脱硫方法，包括待脱硫烟气的预处理、SO2的吸收、脱硫剂的解吸以及对SO2的回收与制取硫酸等步骤，其特征是采用含氧量大于10％的热工艺气替代解吸塔的内生蒸汽、解吸能量主要由进入解吸塔的吸收液提供和由解吸塔排出的混合气中，SO2的体积百分比浓度控制在≥3％。本发明要解决现有技术中存在的能量双重浪费的问题、功能过剩的问题和初次投资较大的问题，以满足不同类型的脱硫工程的需要；同时，该方法还特别适用于烧结机的脱硫系统。
文档编号B01D53/14GK101721894SQ200810140388
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者姚朝胜, 汤楚贵, 潘永涟, 王 忠, 钱纲, 魏新民, 黄东生 申请人:山东省冶金设计院有限责任公司