專利名稱：鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫方法，尤其是一種鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鈉堿雙堿法煙氣脫硫的基本過程為含硫煙氣用氫氧化鈉或碳酸鈉作脫硫吸收溶液，首先在脫硫吸收塔內(nèi)部與煙氣逆向接觸進(jìn)行脫硫，在脫硫吸收塔中吸收硫后的液體稱為脫硫富液，脫硫富液主要含有亞硫酸鈉，然后將所有的脫硫富液在置換反應(yīng)器中與石灰水反應(yīng)，生成亞硫酸鈣沉淀，同時(shí)置換出氫氧化鈉，再通入空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，經(jīng)過固液分離后，氫氧化鈉溶液返回脫硫吸收塔循環(huán)使用。 上述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫工藝裝置在技術(shù)上存在的主要不足一是煙氣直接在脫硫吸收塔中用脫硫液直接冷卻，煙氣中的余熱得不到回收利用，造成能源浪費(fèi)，另外脫硫吸收塔凈化煙氣帶水多；二是脫硫吸收塔的所是有脫硫富液都會(huì)進(jìn)入到置換反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，這樣脫硫富液的量就比較大，因此相應(yīng)的再生系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格就比較大，造成工程投資巨大，脫硫成本過聞;三是進(jìn)入脫硫吸收塔中循環(huán)氫氧化鈉溶液中含鈣離子高，在脫硫吸收塔中與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，造成相關(guān)設(shè)備及管道嚴(yán)重堵塞，經(jīng)常停工檢修，影響上游主裝置生產(chǎn)；四是吸收富液與石灰水反應(yīng)后生成亞硫酸鈣固體沉淀物，在通入空氣氧化時(shí)氣液很難全完接觸，氧化不徹底，生成的石膏不穩(wěn)定，沒有利用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使亞硫酸鹽氧化更徹底，得到品質(zhì)較高石膏的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，包括以下步驟A、將含硫煙氣通入至脫硫吸收塔中，利用脫硫吸收塔中的脫硫液吸收含硫煙氣中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的脫硫液稱為富液；B、將富液送入至氧化反應(yīng)器，在氧化反應(yīng)器中通入空氣進(jìn)行氧化，使得富液中的亞硫酸納氧化成硫酸鈉；C、將氧化后的硫酸鈉溶液送入至沉淀反應(yīng)器內(nèi)，在沉淀反應(yīng)器中加入石灰水，硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉；D、分離水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，水合硫酸鈣沉淀經(jīng)過處理后制成石膏，氫氧化鈉溶液經(jīng)過處理后制成脫硫液等待再次加入到脫硫吸收塔中。進(jìn)一步的是，在A步驟中，在含硫煙氣通入到脫硫吸收塔之前，首先用鍋爐軟化水換熱，回收余熱后，再用冷卻循環(huán)水冷卻。進(jìn)一步的是，在B步驟中，富液中的一部分返回至脫硫吸收塔中用以吸收二氧化硫，另一部分首先與新鮮的碳酸鈉溶液在管道混合后送氧化反應(yīng)器。
進(jìn)一步的是，在D步驟中，水合硫酸鈣沉淀是通過如下方式處理用石膏泥漿泵抽出反應(yīng)漿液，用板框壓濾機(jī)過濾，濾液送入脫鈣反應(yīng)器，用清水沖洗固體、洗滌沾附的氫氧化鈉，所獲得的固體即為石膏。進(jìn)一步的是，在D步驟中，氫氧化鈉溶液是通過如下方式處理將氫氧化鈉送至脫鈣反應(yīng)器，脫鈣反應(yīng)器用蒸汽加熱升溫進(jìn)行除鈣反應(yīng)，結(jié)束后冷卻到常溫，用泵抽出，用板框壓濾器壓濾，除去沉淀物。進(jìn)一步的是，在A步驟中，含硫煙氣從脫硫吸收塔下部進(jìn)入，與自上而下的脫硫液逆向接觸。本發(fā)明的有益效果是首先將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，再通過石灰水將與硫酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和硫酸鈣，由于亞硫酸鈉是可溶于水的，因此在氧化時(shí)就更容易與空氣接觸反應(yīng)，這樣不僅提高了效率，而且是亞硫酸鹽氧化的更加徹底，最后生成的硫酸鈣純度 也得到了較大的提高，這樣的石膏也獲得了產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。在含硫煙氣進(jìn)入到脫硫吸收塔之前，還可以對(duì)其余熱進(jìn)行兩級(jí)回收處理，高溫段吸熱的水可以用于鍋爐給熱水，低溫段吸熱產(chǎn)生的熱水可以用于循環(huán)熱水用，這樣就使得余熱得到利用，減少了碳排放，同時(shí)降低了含硫煙氣的溫度，在脫硫吸收塔中的加熱能力就極大的減小，這樣經(jīng)凈化后的煙氣中的帶水量就極大的減少。富液可以分成兩部分，一部分返回到脫硫吸收塔中用以吸收二氧化硫，這樣可使脫硫液得到充分利用，另一部分則進(jìn)行后續(xù)處理，這樣就減少了后續(xù)的處理量，這樣所需的設(shè)備就較小，成本較低。


圖I是本發(fā)明所使用設(shè)備的示意圖；圖中零部件、部位及編號(hào)脫硫吸收塔I、置換反應(yīng)器2、氧化罐3、熱量回收冷卻器4、循環(huán)溶液壓濾機(jī)5、脫鈣反應(yīng)器6、再生堿液儲(chǔ)罐7、石膏壓濾機(jī)8、石灰水進(jìn)口 9、煙囪10、凈化煙氣排出口 11、含硫煙氣進(jìn)口 12、脫硫富液出口 13、脫硫液進(jìn)口 14、再生堿液壓濾機(jī)20、液體進(jìn)口 21、反應(yīng)物出口 22、碳酸鈉溶液加入管道30。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示，本發(fā)明包括以下步驟A、將含硫煙氣通入至脫硫吸收塔I中，利用脫硫吸收塔I中的脫硫液吸收含硫煙氣中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的脫硫液稱為富液；B、將富液送入至氧化罐3，在氧化罐3中通入空氣進(jìn)行氧化，使得富液中的亞硫酸納氧化成硫酸鈉；C、將氧化后的硫酸鈉溶液送入至置換反應(yīng)器2內(nèi)，在置換反應(yīng)器2中加入石灰水，硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉；D、分離水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，水合硫酸鈣沉淀經(jīng)過處理后制成石膏，氫氧化鈉溶液經(jīng)過處理后制成脫硫液等待再次加入到脫硫吸收塔I中。下面結(jié)合附圖I所示的設(shè)備來詳細(xì)闡述本方法的過程，脫硫吸收塔I中主要使用氫氧化鈉溶液和\或碳酸鈉溶液進(jìn)行脫硫，含硫煙氣中主要含有二氧化硫，含硫煙氣從脫硫吸收塔I的下部進(jìn)入，與從上部進(jìn)入的脫硫液接觸，反應(yīng)生成溶于水的亞硫酸鈉溶液，而脫硫后的煙氣從脫硫吸收塔I的上部排出，反應(yīng)后的溶液則從脫硫吸收塔I的底部排出，反應(yīng)后的溶液經(jīng)過管道進(jìn)入到氧化罐3中，氧化罐3可以串聯(lián)設(shè)置多個(gè)，例如圖I中的兩個(gè)，氧化罐3中持續(xù)通過空氣壓縮機(jī)注入空氣，溶液中的亞硫酸鈉就會(huì)被氧化為硫酸鈉，含硫酸鈉的溶液再通過管道流動(dòng)至置換反應(yīng)器2中，通過石灰水進(jìn)口 9向含硫酸鈉溶液中加入石灰水，反應(yīng)生成硫酸鈣和氫氧化鈉，由于硫酸鈣是微溶于水，因此經(jīng)沉淀后即可制成產(chǎn)品用石膏，剩下的氫氧化鈉溶液可再次進(jìn)入到脫硫液進(jìn)口 14作為脫硫液進(jìn)行運(yùn)用。通過與現(xiàn)有方法進(jìn)行比較可知，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)首先是進(jìn)行置換反應(yīng)，即脫硫后的溶液首先進(jìn)入置換反應(yīng)裝置中，生成微溶于水的亞硫酸鈣和氫氧化鈉，然后再在置換反應(yīng)裝置中氧化生成硫酸鈣，由于亞硫酸鈣基本都是固體的形式存在，空氣與亞硫酸鈣難以充分接觸，這樣就導(dǎo)致最后生成的硫酸鈣純度較低。而本發(fā)明利用氧化罐3和置換反應(yīng)器2分別進(jìn)行氧化反應(yīng)和置換反應(yīng)，亞硫酸鈉首先在氧化罐3中氧化生成硫酸鈉，此時(shí)亞硫酸鹽是處于溶解狀態(tài)，與空氣的接觸率高，氧化反應(yīng)效率高，更徹底，最終生成硫酸鈉，硫酸鈉再進(jìn)入到置換反應(yīng)器2中反應(yīng)生成硫酸鈣，這樣生成的石膏純度較高，完全滿足產(chǎn)品化的要求。為了回收利用含硫煙氣中的熱量，降低煙氣的帶水量，在A步驟中，在含硫煙氣通入到脫硫吸收塔I之前，首先用鍋爐軟化水換熱，回收余熱后，再用冷卻循環(huán)水冷卻。通常使用如下熱量回收冷卻器4即可實(shí)現(xiàn)，熱量回收冷卻器4含有兩段吸熱段，高溫段設(shè)置在靠 近熱量回收冷卻器4的煙氣進(jìn)口，低溫段設(shè)置在靠近熱量回收冷卻器4的煙氣出口，高溫段接觸的煙氣溫度較高，其回收熱量產(chǎn)生的熱水可以用于鍋爐給水熱水，從而降低鍋爐的燃料消耗，減少碳排放。經(jīng)過高溫段吸收后的煙氣溫度得到降低，此時(shí)再利用低溫段繼續(xù)回收余熱，低溫段吸收后產(chǎn)生的熱水可用于循環(huán)熱水用。經(jīng)過熱量回收冷卻器4的煙氣溫度得到了極大的降低，這樣在脫硫吸收塔I中反應(yīng)后對(duì)脫硫溶液的加熱效益極大的降低，最后在排除煙氣時(shí)，煙氣中的含水量極大的降低，這樣就減少了對(duì)脫硫溶液濃度的影響。在實(shí)際的生產(chǎn)中，脫硫液在脫硫吸收塔I 一次吸收并不會(huì)完全消耗完，即脫硫液中的氫氧化鈉或碳酸鈉不會(huì)一次循環(huán)就與二氧化硫反應(yīng)消耗完，傳統(tǒng)方法僅進(jìn)行一次循環(huán)就將吸收后的脫硫液進(jìn)入到下個(gè)設(shè)備，這樣處理的液體量必然很大，造成設(shè)備龐大，增加了生產(chǎn)成本。為了形成連續(xù)多次循環(huán)，本發(fā)明在B步驟中，富液中的一部分返回至脫硫吸收塔I中用以吸收二氧化硫，另一部分首先與新鮮的碳酸鈉溶液在管道混合后送氧化罐3。在實(shí)際的生產(chǎn)中，可通過閥門控制各個(gè)管路的開閉，脫硫液在吸收后，形成脫硫富液，一部分脫硫富液進(jìn)入到氧化罐3等后續(xù)設(shè)備進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，一部分脫硫富液重新進(jìn)入到脫硫吸收塔I中與新加入的氫氧化鈉或碳酸鈉混合再次進(jìn)行吸收，這樣實(shí)際形成了連續(xù)多個(gè)循環(huán)，即脫硫液多次吸收循環(huán)和脫硫液再生處理循環(huán)，這樣既大量減少了后續(xù)再生設(shè)備的處理量，置換反應(yīng)器2和氧化罐3等后續(xù)設(shè)備就可以設(shè)置的較小，由此節(jié)約了資金成本，循環(huán)吸收還能提聞脫硫液的利用率。具體的，在D步驟中，水合硫酸鈣沉淀是通過如下方式處理用石膏泥漿泵抽出反應(yīng)漿液，用板框壓濾機(jī)過濾，濾液送入脫鈣反應(yīng)器6，用清水沖洗固體、洗滌沾附的氫氧化鈉，所獲得的固體即為石膏。這樣就可以得到商品級(jí)的石膏，從而使得含硫煙氣中的硫最終得到回收利用。為了避免再生后的脫硫液在脫硫吸收塔I中形成阻塞，在D步驟中，氫氧化鈉溶液是通過如下方式處理將氫氧化鈉送至脫鈣反應(yīng)器6，脫鈣反應(yīng)器6用蒸汽加熱升溫進(jìn)行除鈣反應(yīng)，結(jié)束后冷卻到常溫，用泵抽出，用板框壓濾器壓濾，除去沉淀物。經(jīng)過置換反應(yīng)器2處理后的再生脫硫液中仍然含有較多的鈣離子，若不處理，則其重新進(jìn)入脫硫吸收塔I后會(huì)與煙氣中的二氧化硫生產(chǎn)微溶于水的亞硫酸鈣，造成管道的阻塞。本發(fā)明利用脫鈣反應(yīng)器6去除大部分的鈣離子，除鈣可采用碳酸鹽之類溶液進(jìn)行除鈣處理，避免再生的脫硫液在使用中生產(chǎn)亞硫酸鈣造成堵塞。再生堿液儲(chǔ)罐7可以儲(chǔ)存多余的脫硫液，在需要的時(shí)候使用，各管道開閉采用閥門控制，液體的流動(dòng)采用泵驅(qū)動(dòng)。在脫鈣反應(yīng)器6中，硫酸鈣的溶解度隨溫度升高而降低，當(dāng)溶液溫度達(dá)到約80-90°C時(shí)，硫酸鈣(石膏)的溶解度非常低，此時(shí)溶液中溶解的硫酸鈣全部變成固體沉淀下來，從而除去了溶解于溶液中的硫酸鈣。在B步驟中，將富液送入至氧化罐前，向富液中補(bǔ)充碳酸鈉溶液。所述循環(huán)溶液壓濾機(jī)5通向所述氧化罐3的管路上連接有碳酸鈉溶液加入管道30。補(bǔ)充碳酸鈉有兩個(gè)作用，一個(gè)是可以碳酸鈉與溶液中的 鈣離子可以發(fā)生反應(yīng)，生成溶解度非常小的碳酸鈣，過濾時(shí)可以除去，避免進(jìn)入脫硫吸收塔中循環(huán)溶液中帶入鈣離子。進(jìn)入吸收塔中循環(huán)吸收液要是含鈣離子，就會(huì)與二氧化硫反應(yīng)，生成硫酸鈣沉淀，堵塞設(shè)備及管道。第二個(gè)作用是補(bǔ)充循環(huán)脫硫系統(tǒng)固體帶走的堿液，碳酸鈉可以吸收溶解到富液中的二氧化硫，從而使得吸收更加徹底，避免溶解的二氧化硫?qū)υO(shè)備和管道造成的腐蝕，以平衡循環(huán)液堿度。
權(quán)利要求
1.鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于包括以下步驟 A、將含硫煙氣通入至脫硫吸收塔(I)中，利用脫硫吸收塔(I)中的脫硫液吸收含硫煙氣中的ニ氧化硫，吸收ニ氧化硫后的脫硫液稱為富液； B、將富液送入至氧化罐(3)，在氧化罐(3)中通入空氣進(jìn)行氧化，使得富液中的亞硫酸納氧化成硫酸鈉； C、將氧化后的硫酸鈉溶液送入至置換反應(yīng)器(2)內(nèi)，在置換反應(yīng)器(2)中加入石灰水，硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉； D、分離水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，水合硫酸鈣沉淀經(jīng)過處理后制成石膏，氫氧化鈉溶液經(jīng)過處理后制成脫硫液等待再次加入到脫硫吸收塔(I)中。
2.如權(quán)利要求I所述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于在A步驟中，在含硫煙氣通入到脫硫吸收塔(I)之前，首先用鍋爐軟化水換熱，回收余熱后，再用冷卻循環(huán)水冷卻。
3.如權(quán)利要求I所述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于在B步驟中，富液中的一部分返回至脫硫吸收塔(I)中用以吸收ニ氧化硫，另一部分首先與新鮮的碳酸鈉溶液在管道混合后送氧化罐(3)。
4.如權(quán)利要求I所述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于在D步驟中，水合硫酸鈣沉淀是通過如下方式處理用石膏泥漿泵抽出反應(yīng)漿液，用板框壓濾機(jī)過濾，濾液送入脫鈣反應(yīng)器(6)，用清水沖洗固體、洗滌沾附的氫氧化鈉，所獲得的固體即為石膏。
5.如權(quán)利要求I所述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于在D步驟中，氫氧化鈉溶液是通過如下方式處理將氫氧化鈉送至脫鈣反應(yīng)器(6)，脫鈣反應(yīng)器(6)用蒸汽加熱升溫進(jìn)行除鈣反應(yīng)，結(jié)束后冷卻到常溫，用泵抽出，用板框壓濾器壓濾，除去沉淀物。
6.如權(quán)利要求I至5任ー權(quán)利要求所述的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，其特征在于在A步驟中，含硫煙氣從脫硫吸收塔(I)下部進(jìn)入，與自上而下的脫硫液逆向接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣脫硫方法，尤其是一種鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法。本發(fā)明提供了一種使亞硫酸鹽氧化更徹底，得到品質(zhì)較高石膏的鈉鈣雙堿法煙氣脫硫方法，包括以下步驟A、將含硫煙氣通入至脫硫吸收塔中，利用脫硫液吸收含硫煙氣中的二氧化硫；B、將富液送入至氧化反應(yīng)器，在氧化反應(yīng)器中通入空氣進(jìn)行氧化，使得富液中的亞硫酸納氧化成硫酸鈉；C、將氧化后的硫酸鈉溶液送入至沉淀反應(yīng)器內(nèi)，在沉淀反應(yīng)器中加入石灰水，硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉；D、分離水合硫酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，水合硫酸鈣沉淀經(jīng)過處理后制成石膏，氫氧化鈉溶液經(jīng)過處理后制成脫硫液等待再次加入到脫硫吸收塔中。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102728205SQ20121025240
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者郭克雄, 郭毛曉春, 郭詩聰, 馬磊, 黃云霞 申請(qǐng)人:成都德美工程技術(shù)有限公司