專利名稱:脫除低濃度二氧化硫煙氣的堿式硫酸鋁再生法的制作方法
本發(fā)明是涉及用堿式硫酸鋁再生治理低濃度SO2煙氣的一種濕法煙氣脫硫方法。
本法以堿式硫酸鋁溶液作為吸收劑，選擇性地吸收煙氣中的SO2氣體，形成一種復雜的絡合物。用蒸汽將吸收SO2的溶液間接加熱，脫出純的SO2氣體，脫出SO2后的溶液循環(huán)使用。在正常條件下，僅需補充溶液因氧化須進行再生所需的少量硫酸鋁和石灰(或石灰石)。
煙氣經吸收塔排出的SO2濃度，符合排放標準，直接排空。從脫吸塔排出的濕的純SO2氣體，經冷卻干燥后，可加工成硫酸、硫磺或液體SO2。
本法系濕法再生法煙氣脫硫方法，可以治理電廠煙氣，冶煉煙氣或硫酸生產尾氣等低濃度SO2煙氣。本法與其它煙氣脫硫方法比較，具有如下特點1.本法與拋棄法，石膏法相比，不產生廢渣，不需龐大的堆渣場地或填池，不會引起二次污染或產出硫價值不高的石膏副產品。
2.制備堿式硫酸鋁溶液的原料為工業(yè)硫酸鋁Al2(SO4)3·16-18H2O和石灰或石灰石，來源方便，價格低，易于取得，且消耗定額較低，而鈉鹽法須消耗國內較緊張的純堿;活性炭法要消耗昂貴的活性炭和碘;氨法受各地區(qū)是否有氨來源的局限，且須消耗一定量的硫酸;氧化鎂法須消耗重油、焦炭。
3.吸收率和脫吸率比較高，吸收操作不會發(fā)生鈣法易出現的結垢堵塞問題，設備運行可靠。
4.產品為～100%SO2氣體，可加工成硫酸，液體SO2或硫磺，價值較高。流程中除溶液再生需產生少量副產物石膏外，沒有三廢排放問題。含碘活性炭法只能得到～20%稀硫酸;氨酸法會產生大量硫銨母液;氧化鎂法只能得到低于14%SO2氣體;鈉鹽法副產較多的芒硝。
5.本法與美國堿式硫酸鋁再生法(Hardman Holden法)相比，本法在溶液制備，添加穩(wěn)定劑、設備結構、操作控制參數等方面，采用了不同的技術方法和措施，提高了吸收溶液的穩(wěn)定性，防止溶液在循環(huán)操作過程中產生沉淀或結垢。據1970年報導，美國H.H法還存在溶液易產生沉淀的情況，該法采用了在吸收塔前增設保護塔的措施，但需定期清洗保護塔。
6.流程設備簡單，操作方便。
本法包括四個工序1.溶液制備和溶液再生;
2.吸收工序;
3.脫吸工序;
4.SO2氣體加工工序。
本法采用的堿式硫酸鋁溶液的制備方法(包括溶液再生)，用工業(yè)硫酸鋁和石灰乳或石灰石細粉進行反應?？煞譃槌亍⒅袦睾透邷厝N。中溫反應溫度為40-70℃，高溫為80-100℃。反應時間為1～3小時。為了提高溶液的穩(wěn)定性，添加磷酸為穩(wěn)定劑。
本法在吸收溶液制備時，采用石灰乳中溫制備法，再生時用石灰乳和石灰石粉兩種中和劑。
溶液制備原理在硫酸鋁水溶液中，加入石灰乳或石灰石細粉，即發(fā)生如下反應
反應溫度越高，反應速度越大。常溫反應時間為24小時，中溫和高溫反應時間為1～3小時。制備好的溶液，經靜止澄清，熱處理后使用。
堿式硫酸鋁再生法工藝流程圖見附圖所示。
低濃度SO2煙氣經鼓風機，進入吸收塔2，與塔頂淋灑的吸收溶液逆流接觸吸收，吸收后氣體可直接放空15，出吸收塔含SO2的富液，經液封3，待脫吸液貯槽4，泵5送至換熱器6，與脫吸后熱溶液進行換熱，予熱到所要求的溫度后，進入脫吸塔7，溶液自上而下噴淋，與蒸發(fā)器8來的蒸汽12進行換熱，汽提出溶液中SO2氣體，從塔底流出的溶液進入蒸發(fā)器8，用蒸汽13間接加熱溶液，進一步脫除溶液中剩余的SO2，脫除SO2后的溶液，經換熱器6和冷溶液換熱后，經換熱器9用水14間接冷卻溶液到常溫后，流入吸收液貯槽10，并經泵11送至吸收塔，溶液循環(huán)使用。
由于SO2在吸收過程中，會不斷發(fā)生部分氧化作用，使吸收能力逐漸降低，為了保持一定的吸收能力，部分脫吸后的溶液將送至再生系統12，進行溶液再生，從脫吸塔7脫吸出的～100%SO2氣體16，可進一步送SO2加工系統17進行后加工。
堿式硫酸鋁溶液吸收SO2和脫吸SO2的反應式和工藝操作參數如下堿式硫酸鋁溶液一般式〔Al(SO4)x·(OH)y·(H2O)z〕m或可寫成x Al2O3·y Al2(SO4)3吸收，脫吸反應
氧化反應
再生反應
主要工藝操作參數吸收率，＞90%脫吸率，＞95%
吸收溶液堿度%，20～40吸收溶液鋁含量，克Al2O3/升，50～120吸收溶液SO2含量，克SO2/升，10～30脫吸后溶液殘余SO2含量，克SO2/升，＜1吸收塔操作速度，米/秒，＜1.5脫吸溶液加熱溫度，℃，沸點以下脫吸塔淋灑密度，米3/米2·小時 10～20吸收塔液氣比，升/米31～10吸收煙氣的SO2濃度范圍，% 0.1～6出蒸發(fā)器溶液溫度，℃ 90～110溶液中磷酸含量，% 0.5～5%實例用堿式硫酸鋁溶液治理SO2濃度為3000ppm電廠煙氣。電廠煙氣經除塵、冷卻和洗滌后，進入煙氣脫硫系統的SO2吸收塔。用上述堿度和鋁量范圍的吸收溶液，在一填料塔中與氣體逆流接觸吸收，吸收液淋灑量為1米3/小時，出吸收塔溶液含SO215克/升，吸收后尾氣SO2濃度為150ppm，直接排空，吸收率為95%。
吸收SO2的溶液，送脫吸系統。在一填料脫吸塔和一蒸發(fā)器中進行脫吸，脫吸塔淋灑量為1米3/小時，脫吸用小于5公斤/厘米2低壓蒸汽間接加熱，脫吸后溶液SO2量～0.1克/升，脫吸效率為99%出脫吸塔氣體SO2濃度～100%(干基)，可經干燥、壓縮制造液體SO2副產品。
權利要求
1.本發(fā)明是一種濕式再生煙氣脫硫方法，適用于治理電廠煙氣、冶煉煙氣和硫酸生產尾氣等低濃度二氧化硫氣體。本發(fā)明的技術特征是采用經過穩(wěn)定性處理的堿式硫酸鋁溶液作為吸收劑，吸收后的溶液用蒸汽間接加熱再生，同時脫出僅含少量水蒸汽的純二氧化硫氣體。
2.根據第一項權利要求
，本發(fā)明可用在低濃度二氧化硫煙氣的治理，煙氣中二氧化硫的濃度范圍為0.1～6%。本發(fā)明使用的溶液組成，其堿度范圍為20～40%，溶液中鋁含量范圍為50～120克Al2O3/升。吸收塔操作液氣比1～10升/米3，吸收效率大于90%。
3.根據第1、2項權利要求
，本發(fā)明在溶液制備過程中，為了獲得不易發(fā)生結垢沉淀的溶液，采取了如下的穩(wěn)定性處理措施(1)在溶液中添加磷酸作穩(wěn)定劑，添加量為0.5～5%;(2)制備的吸收溶液存放在貯罐中，進行靜止澄清，并進一步加熱處理，熱處理為80～100℃，加熱時間為1～3小時。(3)在設備結構方面，采用膜式蒸發(fā)器，使溶液在高溫區(qū)停留時間減少。蒸發(fā)器部件在設計上清除溶液滯流或死角。
4.根據第1、2、3項權利要求
，本發(fā)明由于脫硫過程溶液濃縮或在熱處理時溶液蒸濃而需維持原來的鋁含量時，須補充含二氧化硫的水溶液，不能直接添加水，以避免產生沉淀。
5.根據第1項權利要求
，脫吸前溶液加熱到沸點以下，蒸發(fā)器出口氣體濃度、出脫吸塔溶液溫度、出蒸發(fā)器溶液溫度控制在90～110℃，溶液脫除二氧化硫效率大于95%。
專利摘要
本法用于脫除電廠煙氣、冶煉煙氣或硫酸尾氣 等低濃度二氧化硫氣體。用堿式硫酸鋁溶液吸收煙 氣中二氧化硫氣體后，用蒸汽加熱溶液，可脫出純 的二氧化硫氣體。脫吸后的溶液循環(huán)使用。本法不 消耗原料，僅需補充由于一部分二氧化硫因氧化引 起的吸收溶液能力降低所需補充的少量硫酸鋁和石 灰(或石灰石)，因此本法同時副產少量石膏。
文檔編號B01D53/34GK85103518SQ85103518
公開日1987年8月26日 申請日期1985年5月4日
發(fā)明者戎景雄, 彭克誠, 劉幼仁, 周千秀, 王韻珊, 倪惠鑫 申請人:南京化學工業(yè)公司研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan