二氧化硫尾气的净化方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110222326.5

申请日:

2011.08.04

公开号:

CN102302895A

公开日:

2012.01.04

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B01D 53/78申请公布日:20120104|||实质审查的生效IPC(主分类):B01D 53/78申请日:20110804|||公开

IPC分类号:

B01D53/78; B01D53/50

主分类号:

B01D53/78

申请人:

云南云天化国际化工股份有限公司

发明人:

李士德; 李益

地址:

650000 云南省昆明市滇池路1417号

优先权:

专利代理机构:

昆明合众智信知识产权事务所 53113

代理人:

张媛德;范严生

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内容摘要

二氧化硫尾气的净化方法涉及含二氧化硫烟气的尾气净化方法,由以下步骤实现:a.由于进本装置的尾气SO2浓度较低,约1000~1500mg/Nm3,本工程设置一级尾吸塔脱硫,尾吸塔采用逆流、顺流、旋流吸收,含SO2的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔,SO2浓度为1000~1500mg/Nm3;b.尾气在尾吸塔内经至少两级吸收;c.经过两次洗涤吸收的净化气体,经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后,由尾吸塔塔顶进入尾气烟囱排空。本发明采用顺喷、逆喷、旋流的方式,提高SO2的吸收率,投资少、效益高。

权利要求书

1: 一种二氧化硫尾气的净化方法, 其特征在于, 它由以下步骤实现 : a.将含 SO2 的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔, SO2 浓度为 1000 ~ 1500mg/Nm3 ; b.尾气在尾吸塔内经至少两级吸收 : 一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内, 采取顺喷吸 3 收方式洗涤, 喷淋量为 150-250M /h ; 二级吸收设在尾吸塔内, 经一级吸收的尾气沿切向进 入尾吸塔, 形成旋流后, 在尾吸塔内同一平面上设有至少 4 个喷淋量为 30-70m3/h 的喷头, 尾气与吸收液进行逆向吸收洗涤 ; c.经过两次洗涤吸收的净化气体, 经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后, 由尾吸塔塔顶进 入尾气烟囱排空。
2: 根据权利要求 1 所述的二氧化硫尾气的净化方法, 其特征在于, 步骤 a、 b、 c 所述尾 吸塔为塔槽一体式结构。
3: 根据权利要求 1 所述的二氧化硫尾气的净化方法, 其特征在于, 喷头喷洒的吸收液 pH 值、 密度进行全自动化控制。
4: 根据权利要求 1 所述的二氧化硫尾气的净化方法, 其特征在于, 尾吸塔采用逆流、 顺 流、 旋流吸收。

说明书


二氧化硫尾气的净化方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种尾气净化方法, 特别涉及含二氧化硫烟气的尾气净化方法。背景技术 目前采用硫磺制酸装置一般采用焚硫燃烧、 为 3+2 两转两吸 (三塔二槽) 流程, 设计 生产能力为 200kt/a, 2002 年 6 月经技术改造后生产能力达到 270kt/a, 后经改造和优化, 生产能力达到 300kt/a 左右, 近几年, 围绕装置存在的主要问题做了许多工作, 如主风机改 造、 提高触媒装填量、 干吸回酸方式改为交叉回酸、 负荷适当降低等, 转化率从 99.3% 提高 到了 99.7% 左右, 尾气 SO2 排放量仍超出国家排放标准, 对周边的环境造成一定程度的影 响。
     发明目的 本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷, 提供一种用氨肥法吸收 SO2, 利用合成氨装 置产生的稀氨水吸收 SO2, 尾气吸收产生的硫铵液体经浓缩后, 供磷铵、 复合肥生产用的二 氧化硫尾气的净化方法。
     本发明所述的二氧化硫尾气的净化方法, 它由以下步骤实现 : a.由于进本装置的尾气 SO2 浓度较低, 约 1000 ~ 1500mg/Nm3, 本工程设置一级尾吸塔 脱硫, 尾吸塔采用逆流、 顺流、 旋流吸收, 含 SO2 的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔, SO2 浓度为 1000 ~ 1500mg/Nm3 ; b.尾气在尾吸塔内经至少两级吸收 : 一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内, 采取顺喷吸 3 收方式洗涤, 喷淋量为 200M /h ; 二级吸收设在尾吸塔内, 经一级吸收的尾气沿切向进入尾 吸塔, 形成旋流后, 在尾吸塔内同一平面上设有至少 4 个喷淋量为 50m3/h 的喷头, 尾气与吸 收液进行逆向吸收洗涤 ; c.经过两次洗涤吸收的净化气体, 经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后, 由尾吸塔塔顶进 入尾气烟囱排空。
     步骤 a、 b、 c 所述尾吸塔为塔槽一体式结构。喷头采用大孔径液体喷头, 阻力小且 为敞开式设计, 不易堵塞。 本发明与传统的空塔、 泡沫塔以及填料塔相比, 设备结构更简单, 净化效率更优异, 特别是在气量、 气浓非稳态的生产条件下, 比传统设备具有更稳定可靠的 操作性能。
     尾吸塔在塔内 SO2 的吸收率与吸收液的 pH 值、 密度两个关键的控制指标有关, 而 这两个参数与进塔尾气量、 尾气温度、 SO2 浓度、 吸收液温度、 氨水浓度、 氨水加入量、 串液量 等参数密切相关, 可根据行业常用方法检测上述数据, 以确定尾吸塔在塔内 SO2 的吸收率与 吸收液的 pH 值和密度。
     为达到较好的生产工艺控制指标, 本工程考虑配置相应的检测和控制仪表, 对整 个脱硫装置进行准确的自动控制。特别是对影响吸收率的吸收液 pH 值和密度等关键参数 进行全自动化控制, 通过控制尾吸塔内循环吸收液的 pH 值、 母液密度、 氨水和工艺水补入 量, 以达到整个脱硫装置高效、 长期稳定运行的目的。
     尾吸塔的吸收原理为 : 利用尾吸塔进口管作为湍流顺流吸收区, 烟气与吸收液碰 撞接触, 形成了持续不断的高湍流区, 在液沫面气体中的 SO2 进入液体, 与液体中的吸收剂 反应, 从而被脱出。
     吸收后的气液混合物沿切向进入塔体, 形成旋流, 在上升过程中, 与吸收塔内喷头 形成逆喷吸收, 循环液自然沉降至塔底, 经循环泵加压后进行循环吸收。 而净化气体通过塔 体上部除沫器进入烟囱排放。
     在吸收过程进行以下两个反应过程 : (1) 吸收过程 : 吸收过程主要在尾吸塔逆喷管内进行, 含二氧化硫的烟气与吸收液充分接触, 并按下 列反应式反应 : SO2 + H2O H2SO3 2NH4HSO3 H2SO3 +(NH4)2SO3(2) 再生过程 : 再生过程主要在尾吸塔塔槽内进行, 为保持吸收液中 (NH4)2SO3/NH4HSO3 比值稳定, 吸收 槽内加入氨水按下式反应, 使吸收液部分再生 : NH4HSO3 + NH4OH (NH4)2SO3 + H2O 吸收后的气液混合物从逆喷管进入塔体, 由于气速降低, 液滴落入下部槽体, 吸收液经 循环泵返回逆喷头, 进行循环吸收。而净化气体通过塔体上部除沫器进入烟囱排放。 烟气经氨法吸收后, 其二氧化硫总吸收率不低于 80%, 净化烟气中 SO2 浓度不超过 3 200mg/Nm 。净化后的烟气由 100 米烟囱排放。尾吸塔部分吸收液达到规定指标, 送 80 万 吨硫酸 /a 装置进行浓缩, 供下游使用。
     本发明采用顺喷、 逆喷、 旋流的方式, 提高 SO2 的吸收率, 与目前常用的氨法吸收相 比, 具有以下特点 : (1) SO2 吸收方式顺流、 旋流逆喷方式, 从而提高了 SO2 吸收率 ; (2) 利用 进口管作为一级吸收区, 减少设备, 节约了投资费用 ; (3) 吸收塔集二级吸收、 循环液容器 为一体, 结构紧凑 ; 经过以上优化设计, 投资费用仅为目前的氨法吸收的三分之一, 达到了 投资少、 效益高的设计思路。
     本发明的尾气处理方法, 含 SO2 的硫酸尾气从二吸塔出口进入新增尾吸塔, 吸收后 的液滴落入下部槽体, 吸收液经尾吸液循环泵进行循环洗涤吸收。在尾吸塔内加入浓度在 80tt 左右的废弃稀氨水控制吸收液浓度, 当吸收液浓度达到 1.13 ~ 1.16kg/l、 pH 值 4 ~ 6 时, 部分吸收液由尾吸液输送泵送至氧化塔内进行氧化。经氨肥法吸收后的尾气中 SO2 浓度不超过 400mg/Nm3, 由尾气烟囱排放, 烟囱底部的冷凝液返入尾吸塔内。其配套的装置 于 2011 年 1 月 18 日投运, 经调试, 尾吸塔出口 SO2 浓度得到稳定控制, 排放量基本控制在 3 350-400 mg/Nm , 尾吸塔吸收率仅有 65% 左右。与设计相差较多, 经过查找原因为尾吸近路 管阀门内漏所致, 于 2011 年 3 月 30 日, 在近路阀安装盲板后, 尾吸塔的吸收率得到提高, 已 3 超过技改吸收率达 78% 的期望值, 尾气 SO2 含量小于 100mg/Nm 。具体数据见下表
     附图说明
     图 1 为本发明流程示意图。具体实施方式
     本发明所述的二氧化硫尾气的净化方法, 它由以下步骤实现 : a.含 SO2 的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔, SO2 浓度为 1000 ~ 1500mg/Nm3 ; 如果 进入的尾气 SO2 浓度较低, 则本发明可只采用一级尾吸塔脱硫, 尾吸塔采用逆流、 顺流、 旋流 吸收, 尾气吸收塔选用泡沫塔、 填料塔、 空塔等形式, 材质选用碳钢衬砖、 铅、 玻璃钢等结构。
     b.尾气在尾吸塔内经至少两级吸收 : 一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内, 采取顺 3 喷吸收方式洗涤, 喷淋量为 200M /h ; 二级吸收设在尾吸塔内, 经一级吸收的尾气沿切向进 入尾吸塔, 形成旋流后, 在尾吸塔内同一平面上设有至少 4 个喷淋量为 50m3/h 的喷头, 尾气 与吸收液进行逆向吸收洗涤。
     c.经过两次洗涤吸收的净化气体, 经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后, 由尾吸塔塔 顶进入尾气烟囱排空。
     步骤 a、 b、 c 所述尾吸塔为塔槽一体式结构。喷头采用大孔径液体喷头, 阻力小且 为敞开式设计, 不易堵塞。 本发明与传统的空塔、 泡沫塔以及填料塔相比, 设备结构更简单, 净化效率更优异, 特别是在气量、 气浓非稳态的生产条件下, 比传统设备具有更稳定可靠的 操作性能。
     尾吸塔在塔内 SO2 的吸收率与吸收液的 pH 值、 密度两个关键的控制指标有关, 而 这两个参数与进塔尾气量、 尾气温度、 SO2 浓度、 吸收液温度、 氨水浓度、 氨水加入量、 串液量 等参数密切相关, 可根据行业常用方法检测上述数据, 以确定尾吸塔在塔内 SO2 的吸收率与 吸收液的 pH 值和密度。 为达到较好的生产工艺控制指标, 本工程考虑配置相应的检测和控制仪表, 对整 个脱硫装置进行准确的自动控制。特别是对影响吸收率的吸收液 pH 值和密度等关键参数 进行全自动化控制, 通过控制尾吸塔内循环吸收液的 pH 值、 母液密度、 氨水和工艺水补入 量, 以达到整个脱硫装置高效、 长期稳定运行的目的。
    

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1、10申请公布号CN102302895A43申请公布日20120104CN102302895ACN102302895A21申请号201110222326522申请日20110804B01D53/78200601B01D53/5020060171申请人云南云天化国际化工股份有限公司地址650000云南省昆明市滇池路1417号72发明人李士德李益74专利代理机构昆明合众智信知识产权事务所53113代理人张媛德范严生54发明名称二氧化硫尾气的净化方法57摘要二氧化硫尾气的净化方法涉及含二氧化硫烟气的尾气净化方法,由以下步骤实现A由于进本装置的尾气SO2浓度较低,约10001500MG/NM3,本工程设。

2、置一级尾吸塔脱硫,尾吸塔采用逆流、顺流、旋流吸收,含SO2的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔,SO2浓度为10001500MG/NM3;B尾气在尾吸塔内经至少两级吸收;C经过两次洗涤吸收的净化气体,经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后,由尾吸塔塔顶进入尾气烟囱排空。本发明采用顺喷、逆喷、旋流的方式,提高SO2的吸收率,投资少、效益高。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102302897A1/1页21一种二氧化硫尾气的净化方法,其特征在于,它由以下步骤实现A将含SO2的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔,SO2浓度为10001500MG/NM3;。

3、B尾气在尾吸塔内经至少两级吸收一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内,采取顺喷吸收方式洗涤,喷淋量为150250M3/H;二级吸收设在尾吸塔内,经一级吸收的尾气沿切向进入尾吸塔,形成旋流后,在尾吸塔内同一平面上设有至少4个喷淋量为3070M3/H的喷头,尾气与吸收液进行逆向吸收洗涤;C经过两次洗涤吸收的净化气体,经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后,由尾吸塔塔顶进入尾气烟囱排空。2根据权利要求1所述的二氧化硫尾气的净化方法,其特征在于,步骤A、B、C所述尾吸塔为塔槽一体式结构。3根据权利要求1所述的二氧化硫尾气的净化方法,其特征在于,喷头喷洒的吸收液PH值、密度进行全自动化控制。4根据权利要求1所述的二氧化硫。

4、尾气的净化方法,其特征在于,尾吸塔采用逆流、顺流、旋流吸收。权利要求书CN102302895ACN102302897A1/3页3二氧化硫尾气的净化方法技术领域0001本发明涉及一种尾气净化方法,特别涉及含二氧化硫烟气的尾气净化方法。背景技术0002目前采用硫磺制酸装置一般采用焚硫燃烧、为32两转两吸(三塔二槽)流程,设计生产能力为200KT/A,2002年6月经技术改造后生产能力达到270KT/A,后经改造和优化,生产能力达到300KT/A左右,近几年,围绕装置存在的主要问题做了许多工作,如主风机改造、提高触媒装填量、干吸回酸方式改为交叉回酸、负荷适当降低等,转化率从993提高到了997左右,。

5、尾气SO2排放量仍超出国家排放标准,对周边的环境造成一定程度的影响。0003发明目的本发明的目的旨在于克服现有技术的缺陷,提供一种用氨肥法吸收SO2,利用合成氨装置产生的稀氨水吸收SO2,尾气吸收产生的硫铵液体经浓缩后,供磷铵、复合肥生产用的二氧化硫尾气的净化方法。0004本发明所述的二氧化硫尾气的净化方法,它由以下步骤实现A由于进本装置的尾气SO2浓度较低,约10001500MG/NM3,本工程设置一级尾吸塔脱硫,尾吸塔采用逆流、顺流、旋流吸收,含SO2的硫酸尾气从二吸塔出口进入尾吸塔,SO2浓度为10001500MG/NM3;B尾气在尾吸塔内经至少两级吸收一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内,采。

6、取顺喷吸收方式洗涤,喷淋量为200M3/H;二级吸收设在尾吸塔内,经一级吸收的尾气沿切向进入尾吸塔,形成旋流后,在尾吸塔内同一平面上设有至少4个喷淋量为50M3/H的喷头,尾气与吸收液进行逆向吸收洗涤;C经过两次洗涤吸收的净化气体,经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后,由尾吸塔塔顶进入尾气烟囱排空。0005步骤A、B、C所述尾吸塔为塔槽一体式结构。喷头采用大孔径液体喷头,阻力小且为敞开式设计,不易堵塞。本发明与传统的空塔、泡沫塔以及填料塔相比,设备结构更简单,净化效率更优异,特别是在气量、气浓非稳态的生产条件下,比传统设备具有更稳定可靠的操作性能。0006尾吸塔在塔内SO2的吸收率与吸收液的PH值、密。

7、度两个关键的控制指标有关,而这两个参数与进塔尾气量、尾气温度、SO2浓度、吸收液温度、氨水浓度、氨水加入量、串液量等参数密切相关,可根据行业常用方法检测上述数据,以确定尾吸塔在塔内SO2的吸收率与吸收液的PH值和密度。0007为达到较好的生产工艺控制指标,本工程考虑配置相应的检测和控制仪表,对整个脱硫装置进行准确的自动控制。特别是对影响吸收率的吸收液PH值和密度等关键参数进行全自动化控制,通过控制尾吸塔内循环吸收液的PH值、母液密度、氨水和工艺水补入量,以达到整个脱硫装置高效、长期稳定运行的目的。说明书CN102302895ACN102302897A2/3页40008尾吸塔的吸收原理为利用尾吸。

8、塔进口管作为湍流顺流吸收区,烟气与吸收液碰撞接触,形成了持续不断的高湍流区,在液沫面气体中的SO2进入液体,与液体中的吸收剂反应,从而被脱出。0009吸收后的气液混合物沿切向进入塔体,形成旋流,在上升过程中,与吸收塔内喷头形成逆喷吸收,循环液自然沉降至塔底,经循环泵加压后进行循环吸收。而净化气体通过塔体上部除沫器进入烟囱排放。0010在吸收过程进行以下两个反应过程(1)吸收过程吸收过程主要在尾吸塔逆喷管内进行,含二氧化硫的烟气与吸收液充分接触,并按下列反应式反应SO2H2OH2SO3H2SO3NH42SO32NH4HSO3(2)再生过程再生过程主要在尾吸塔塔槽内进行,为保持吸收液中NH42SO。

9、3/NH4HSO3比值稳定,吸收槽内加入氨水按下式反应,使吸收液部分再生NH4HSO3NH4OHNH42SO3H2O吸收后的气液混合物从逆喷管进入塔体,由于气速降低,液滴落入下部槽体,吸收液经循环泵返回逆喷头,进行循环吸收。而净化气体通过塔体上部除沫器进入烟囱排放。0011烟气经氨法吸收后,其二氧化硫总吸收率不低于80,净化烟气中SO2浓度不超过200MG/NM3。净化后的烟气由100米烟囱排放。尾吸塔部分吸收液达到规定指标,送80万吨硫酸/A装置进行浓缩,供下游使用。0012本发明采用顺喷、逆喷、旋流的方式,提高SO2的吸收率,与目前常用的氨法吸收相比,具有以下特点(1)SO2吸收方式顺流、。

10、旋流逆喷方式,从而提高了SO2吸收率;(2)利用进口管作为一级吸收区,减少设备,节约了投资费用;(3)吸收塔集二级吸收、循环液容器为一体,结构紧凑;经过以上优化设计,投资费用仅为目前的氨法吸收的三分之一,达到了投资少、效益高的设计思路。0013本发明的尾气处理方法,含SO2的硫酸尾气从二吸塔出口进入新增尾吸塔,吸收后的液滴落入下部槽体,吸收液经尾吸液循环泵进行循环洗涤吸收。在尾吸塔内加入浓度在80TT左右的废弃稀氨水控制吸收液浓度,当吸收液浓度达到113116KG/L、PH值46时,部分吸收液由尾吸液输送泵送至氧化塔内进行氧化。经氨肥法吸收后的尾气中SO2浓度不超过400MG/NM3,由尾气烟。

11、囱排放,烟囱底部的冷凝液返入尾吸塔内。其配套的装置于2011年1月18日投运,经调试,尾吸塔出口SO2浓度得到稳定控制,排放量基本控制在350400MG/NM3,尾吸塔吸收率仅有65左右。与设计相差较多,经过查找原因为尾吸近路管阀门内漏所致,于2011年3月30日,在近路阀安装盲板后,尾吸塔的吸收率得到提高,已超过技改吸收率达78的期望值,尾气SO2含量小于100MG/NM3。具体数据见下表说明书CN102302895ACN102302897A3/3页5附图说明0014图1为本发明流程示意图。具体实施方式0015本发明所述的二氧化硫尾气的净化方法,它由以下步骤实现A含SO2的硫酸尾气从二吸塔出。

12、口进入尾吸塔,SO2浓度为10001500MG/NM3;如果进入的尾气SO2浓度较低,则本发明可只采用一级尾吸塔脱硫,尾吸塔采用逆流、顺流、旋流吸收,尾气吸收塔选用泡沫塔、填料塔、空塔等形式,材质选用碳钢衬砖、铅、玻璃钢等结构。0016B尾气在尾吸塔内经至少两级吸收一级吸收设在尾吸塔烟气进口管内,采取顺喷吸收方式洗涤,喷淋量为200M3/H;二级吸收设在尾吸塔内,经一级吸收的尾气沿切向进入尾吸塔,形成旋流后,在尾吸塔内同一平面上设有至少4个喷淋量为50M3/H的喷头,尾气与吸收液进行逆向吸收洗涤。0017C经过两次洗涤吸收的净化气体,经过尾吸塔内除沫层捕捉液滴后,由尾吸塔塔顶进入尾气烟囱排空。。

13、0018步骤A、B、C所述尾吸塔为塔槽一体式结构。喷头采用大孔径液体喷头,阻力小且为敞开式设计,不易堵塞。本发明与传统的空塔、泡沫塔以及填料塔相比,设备结构更简单,净化效率更优异,特别是在气量、气浓非稳态的生产条件下,比传统设备具有更稳定可靠的操作性能。0019尾吸塔在塔内SO2的吸收率与吸收液的PH值、密度两个关键的控制指标有关,而这两个参数与进塔尾气量、尾气温度、SO2浓度、吸收液温度、氨水浓度、氨水加入量、串液量等参数密切相关,可根据行业常用方法检测上述数据,以确定尾吸塔在塔内SO2的吸收率与吸收液的PH值和密度。0020为达到较好的生产工艺控制指标,本工程考虑配置相应的检测和控制仪表,对整个脱硫装置进行准确的自动控制。特别是对影响吸收率的吸收液PH值和密度等关键参数进行全自动化控制,通过控制尾吸塔内循环吸收液的PH值、母液密度、氨水和工艺水补入量,以达到整个脱硫装置高效、长期稳定运行的目的。说明书CN102302895ACN102302897A1/1页6图1说明书附图CN102302895A。

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