一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，再生烟气冷却后进入吸收塔，与喷淋的吸收液逆流接触而脱硫，脱硫后的烟气除尘、除雾后排至烟囱；脱硫后的吸收液排至中和槽，中和槽内加入石灰乳浆液，使吸收液再生；再生的混合液送至增稠器，澄清后的溢流液溢流至再生液槽，增稠后的底流液流入中间槽；中间槽内的液体由压滤泵送至板框压滤机压滤，滤饼排出，滤液流至再生液槽内；向再生液槽内补充损失的钠碱，然后将再生液槽内的液体送回至吸收塔底部储液段。本发明提供的工艺通过钠钙双碱法脱硫除尘，减少微细粉尘向大气的排放，以防止催化剂粉尘在吸收液中的积累，具有性能可靠、设备效率高、节能环保、成本低廉的特点。
【专利说明】—种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非燃煤锅炉烟气的脱硫，以使排放大气中的SO2及微细颗粒粉尘达标，以及脱硫后吸收液的循环处理工艺，属于环境化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]催化裂化是炼油厂的重要装置，在催化剂作用下，将重质油转变为汽油、煤油、柴油等轻质馏分油，催化剂经裂化反应后表面存在积炭，为此在流化床再生反应器中用空气烧去催化剂表面积炭，使催化剂恢复活性。催化剂再生烟气与燃煤锅炉烟气不同，其存在如下特性:(I)再生烟气温度220°c ； (2)再生烟气中水蒸气含量12% ; (3)再生烟气中含粉尘150~200mg/m3，微细颗粒含量为5%~30%。为此，必须根据上述工艺参数选择相应的脱硫工艺，再生烟气脱硫工艺的设计需考虑以下几点:
[0003]1、除尘
[0004]催化剂再生烟气脱硫中，首要考虑的是如何脱除烟气中所夹带的微细催化剂粉尘，以及含有微细催化剂粉尘的吸收液的后处理。催化裂化装置中所用的催化剂主要成分为氧化铝和二氧化硅。在湿法脱硫中，如采用喷淋塔可洗涤除去几微米的颗粒粉尘，但对微细颗粒粉尘，0.1~?ομπι颗粒，就需要设置除尘模块，才能达到减少向大气中排放微细颗粒(ΡΜ2.5)的效果。此外，湿式除尘后，催化剂粉尘进入吸收液，因此应考虑在脱硫运行中可能发生:
[0005](I)微细颗粒在吸收液中积累，影响到脱硫的运行；
[0006](2)较大的催化剂颗粒在设备内沉积，发生堵塞；
[0007](3)催化剂粉尘硬度高，设备及泵的磨损严重。
[0008]所以在工艺与设备设计中要采取相应措施。
[0009]2、脱硫
[0010]脱硫方法的选择，主要考虑吸收液的后处理，根据催化剂再生烟气特点，钠钙双碱法是常用的一种脱硫方法。
[0011]钠钙双碱法是湿式烟气脱硫方法，以烧碱(NaOH)或纯碱(Na2CO3)为吸收剂，在吸收塔内与烟气中的SO2反应而脱除烟气中的SO2，然后将脱硫后的吸收剂用石灰乳浆液进行再生，恢复其吸收剂的脱硫功能。
[0012]⑴吸收
[0013]2Na0H+S02 = Na2S03+H20(I)
[0014]Na2S03+S02+H20 = 2NaHS03(2)
[0015]⑵氧化
[0016]Na2SO3+1/202 = Na2SO4(3)
[0017]⑶再生
[0018]Na2S03+Ca(0H)2+l/2H20 = 2Na0H+CaS03.1/2H20(4)
[0019]2NaHS03+Ca (OH) 2 = Na2S03+CaS03.l/2H20+3/2H20(5)
[0020]Na2S04+Ca (OH) 2+2H20 = 2Na0H+CaS04.2H20(6)
[0021]4NaHS03+Na2S04+2Ca (OH) 2 = CaSO3.CaSO4.4H20+3Na2S03 (7)
[0022]吸收中部分亚硫酸钠自然氧化为硫酸钠，这部分硫酸钠采用式(6)或式(7)而再生。
[0023]钠钙双碱法分为吸收系统和再生系统，吸收系统的吸收塔选用喷淋塔,脱硫率<95%。再生系统，应考虑下列因素:
[0024](I)中和再生反应是液固相反应，由式⑷~式(7)可见，反应复杂，因此需要有一定的停留时间；
[0025](2)亚硫酸钙(CaSO3.1/2H20)颗粒约为8~15 μ m，因此沉淀速度慢，需要提高沉淀效率；
[0026](3)由于亚硫酸钙颗粒小，所以液固分离后可避免微细颗粒在吸收液中的积累。
[0027]现有技术中，再生烟气脱硫后的吸收液循环使用时并没有设置任何清除吸收液中杂质的装置，则烟尘在吸收液中不断积累，运行一段时间后，就需要更换全部吸收液。吸收液的排放不仅会产生二次污染，也提高了钠钙双碱法脱硫的运行成本。
【发明内容】
[0028]本发明要解决的技术问题是提供一种性能可靠、设备效率高、节能环保，同时也降低了成本的再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺。
[0029]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:由以下3个步骤组成:
[0030]步骤1:采用吸收塔，吸收塔包括由上至下依次连接的除尘段、喷淋段及储液段，除尘段上部设有除雾器，除雾器顶部设有烟气出口，喷淋段一侧设有冷激模块，冷激模块顶部设有烟气进口；
[0031 ] 再生烟气由烟气进口进入冷激模块，工艺水喷入再生烟气中，将再生烟气冷却，冷却后的再生烟气进入吸收塔，然后在吸收塔的喷淋段与喷淋的吸收液逆流接触而脱硫；脱硫后的烟气进入除尘段除尘，然后经除雾器除雾后由烟气出口排至烟囱；
[0032]步骤2:吸收塔底部储液段内脱硫后的吸收液排至中和槽，中和槽内加入石灰乳浆液，使吸收液再生；
[0033]步骤3:将中和槽内再生的混合液送至增稠器，澄清后的溢流液溢流至再生液槽，增稠后的底流液流入中间槽；中间槽内的液体由压滤泵送至板框压滤机压滤，滤饼排出，滤液流至再生液槽内；向再生液槽内补充损失的钠碱，然后将再生液槽内的液体送回至吸收塔底部储液段。
[0034]优选地，所述步骤I中，储液段通过吸收液循环泵与喷淋段内上部的三层喷淋装置连接，冷却后的再生烟气在吸收塔的喷淋段与喷淋装置喷淋的吸收液逆流接触而脱硫。
[0035]优选地，所述步骤I中，除尘段内设有除尘模块，除尘模块包括大孔筛板，升气管板设于大孔筛板下侧，脱硫后的烟气进入除尘模块，与大孔筛板上的液层接触而洗涤，洗涤后的工艺水流下至升气管板，然后流回洗涤液槽，再通过洗涤液泵送至大孔筛板上；洗涤液槽中的水由工艺水进行补充，同时将部分含有微细颗粒的工艺水流入吸收塔底部的储液段。
[0036]优选地，所述步骤I中，除尘模块的洗涤液气比为0.4?0.8L/m3，除尘模块压降为350?450Pa ;大孔筛板孔径为15?20mm，大孔筛板开孔率20%?30%，大孔筛板与除雾器间距为1500?2000mm ;升气管板上的升气管内烟气速度为10?12m/s，升气管板与大孔筛板间距为1000?1500mm。
[0037]优选地，所述吸收塔储液段内设有水力搅拌模块，将储液段内的吸收液通过管路进入搅拌循环泵，然后通过出口管路由喷嘴喷出，使液体流动而搅拌；搅拌循环泵流量相当于每小时吸收塔塔底储液量。
[0038]优选地，所述步骤I中，再生烟气在冷激模块内流速为6?lOm/s，气液接触时间为
0.3 ?0.5s。
[0039]优选地，所述步骤2中，石灰乳浆液制作方法如下:将石灰输送进入石灰料仓内，然后经计量加料进入消化槽，制得的石灰乳浆液进入石灰乳浆液槽，再由石灰乳浆液泵送至中和槽。
[0040]优选地，所述步骤3中，板框压滤机滤饼中包含亚硫酸钙、硫酸钙、石灰中杂质和催化剂粉尘。
[0041]优选地，所述步骤3中，增稠器为斜板沉降器。
[0042]优选地，所述吸收塔中的pH值为6.5?7.0,中和槽中的pH值为9.5?11.0，再生液槽中的PH值为11.0?12.5，再生液槽内的钠碱消耗量为0.10?0.15mol/(molS02)；所述吸收塔压降为800?lOOOPa，所述板框压滤机为0.6MPa。
[0043]相比现有技术，本发明提供的再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺具有如下有益效果:
[0044](I)设置冷激模块，将再生烟气温度由220°C降至135°C ；
[0045](2)设置除尘模块，将再生烟气中的微细粉尘洗涤下来，提高了除尘率，减少了微细粉尘向大气中的排放；
[0046](3)设置水力搅拌模块，使吸收塔底储液段中催化剂粉尘悬浮在吸收液中，防止催化剂粉尘沉降在吸收塔底部；
[0047](4)选用钠钙双碱法脱硫工艺，在吸收液再生中同时将催化剂粉尘除去，防止催化剂粉尘在吸收液中积累，通过增稠器将浆液固含量从1%增稠至5%?10%，提高了沉降和过滤效率，同时尽可能降低了钠碱吸收剂的消耗，降低了运行成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为本发明提供的再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺示意图；
[0049]图2为斜板沉降器示意图；
[0050]图3为图2中M-M剖视图。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0052]环保项目主要考虑
[0053]1.满足脱硫工艺要求
[0054](I)达到国家排放标准；
[0055](2)满足设备要求，如喷淋脱硫塔入口烟气温度< 160°C ；
[0056]2.装置可靠性，可长期连续稳定运行
[0057]3.设备效率高，占地面积小，易在电厂布置，投资低，运行可靠性高
[0058]4.防堵塞措施，这是脱硫装置所存在的主要问题
[0059](I)选择合适的脱硫方法；
[0060](2)脱硫塔内部构件及管路设计应防堵，内部构件简单，如喷淋塔；
[0061](3)防堵措施，搅拌防止固体沉积，防止固体颗粒在吸收液中积累；
[0062]因此关键技术在于工艺流程的设计及设备的选择或设计上，尤其是防堵措施，这是确保装置能否长期连续稳定运行的主要因素。
[0063]图1为本发明提供的再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺示意图，所述的再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺采用吸收系统和再生系统。
[0064]吸收系统由吸收塔T101、冷激模块HE101、吸收液循环泵PlOl和吸收液排出泵P102组成。吸收塔TlOl包括由上至下依次连接的除尘段、喷淋段SP及储液段V，除尘段上部设有除雾器ME，除雾器ME顶部设有烟气出口 B0。喷淋段SP —侧设有冷激模块HElOl。储液段V通过吸收液循环泵PlOl与喷淋段SP内上部的三层喷淋装置连接，储液段V通过吸收液排出泵P102与再生系统连接。
[0065]除尘段内设有除尘模块DRM，除尘模块DRM由大孔筛板A、升气管板B、洗涤液槽V104和洗涤液泵P103组成。升气管板B设于大孔筛板A下侧，升气管板B连接洗涤液槽V104,洗涤液槽V104上设有工艺水补充管道AI2，洗涤液槽V104通过洗涤液泵P103连接大孔筛板A，洗涤液槽V104还连接储液段V。除尘模块的洗涤液气比为0.4?0.8L/m3，大孔筛板孔径Φ15?20mm，开孔率20%?30%，大孔筛板A与除雾器ME间距1500?2000mm ；升气管板B上的升气管内烟气速度10?12m/s，升气管板B与大孔筛板A间距为1000?1500mm,除尘模块压降为350?450Pa。
[0066]储液段V内设有水力搅拌模块，水力搅拌模块由搅拌循环泵P105、管路和喷嘴组成，将吸收塔储液段V内的吸收液通过管路进入搅拌循环泵P105，然后通过出口管路由喷嘴喷出，使液体流动而搅拌。搅拌循环泵P105流量相当于每小时塔底储液量。
[0067]冷激模块HElOl由烟道、工艺水管道AU、喷嘴、工艺水槽、水泵及控制阀组成，工艺水槽通过工艺水管道Al I连接烟道，工艺水管道Al I上装有水泵及控制阀，烟道内的工艺水管道末端装有喷嘴。烟道顶部设有烟气进口 RGI，烟气由烟气进口 RGI进入，工艺水从工艺水槽由水泵经工艺水管道Al I进入烟道内，然后从喷嘴喷入烟气中，将烟气温度冷却，烟气在烟道内流速为6?10m/s，气液接触时间为0.3?0.5s。
[0068]再生系统由石灰乳浆液制备系统MS、中和槽R201、增稠器S201、中间槽V201、板框压滤机PF201、再生液槽V202、钠碱槽V203、混合液泵P201、压滤泵P202、再生液泵P203组成。石灰乳浆液制备系统MS连接中和槽R201，吸收塔TlOl的储液段V通过吸收液排出泵P102也与中和槽R201连接，中和槽R201通过混合液泵P201连接增稠器S201，增稠器S201底部连接中间槽V201，中间槽V201通过压滤泵P202连接板框压滤机PF201，增稠器S201顶部及板框压滤机PF201的液体出口均连接再生液槽V202，钠碱槽V203也连接再生液槽V202，再生液槽V202通过再生液泵P203连接吸收塔储液段V。
[0069]石灰乳浆液制备系统MS由石灰粉仓V101、消化槽V102、石灰乳浆液槽V103依次连接组成，石灰乳浆液槽V103通过浆液泵P104连接中和槽R201。
[0070]增稠器S201是一种连续沉降器，其主要考虑颗粒的沉降速度。例如亚硫酸钙(CaSO3.1/2H20)其尺寸为(3~5 μ m) X (10~20 μ m)的片状晶体，相当于5~10 μ m大小的颗粒，其沉降速度和沉降时间如下表:
[0071]
【权利要求】
1.一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:由以下3个步骤组成: 步骤1:采用吸收塔(TlOl)，吸收塔(TlOl)包括由上至下依次连接的除尘段、喷淋段(SP)及储液段(V)，除尘段上部设有除雾器(ME)，除雾器(ME)顶部设有烟气出口(BO)，喷淋段(SP) —侧设有冷激模块(HElOl)，冷激模块(HElOl)顶部设有烟气进口(RGI)； 再生烟气由烟气进口(RGI)进入冷激模块(HElOl)，工艺水喷入再生烟气中，将再生烟气冷却，冷却后的再生烟气进入吸收塔(TlOl)，然后在吸收塔(TlOl)的喷淋段(SP)与喷淋的吸收液逆流接触而脱硫；脱硫后的烟气进入除尘段除尘，然后经除雾器(ME)除雾后由烟气出口 (BO)排至烟囱； 步骤2:吸收塔底部储液段(V)内脱硫后的吸收液排至中和槽(R201)，中和槽(R201)内加入石灰乳浆液，使吸收液再生； 步骤3:将中和槽(R201)内再生的混合液送至增稠器(S201)，澄清后的溢流液溢流至再生液槽(V202)，增稠后的底流液流入中间槽(V201);中间槽(V201)内的液体由压滤泵(P202)送至板框压滤机(PF201)压滤，滤饼排出，滤液流至再生液槽(V202)内；向再生液槽(V202)内补充损失的钠碱，然后将再生液槽(V202)内的液体送回至吸收塔底部储液段(V)。
2.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤I中，储液段(V)通过吸收液循环泵(PlOl)与喷淋段(SP)内上部的三层喷淋装置连接，冷却后的再生烟气在吸收塔(TlOl)的喷淋段(SP)与喷淋装置喷淋的吸收液逆流接触而脱硫。
3.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤I中，除尘段内设有除尘模块(DRM)，除尘模块(DRM)包括大孔筛板⑷，升气管板(B)设于大孔筛板(A)下侧，脱硫后的烟气进入除尘模块(DRM)，与大孔筛板(A)上的液层接触而洗涤，洗涤后的工艺水流下至升气管板(B)，然后流回洗涤液槽(V104)，再通过洗涤液泵(P103)送至大孔筛板(A)上；洗涤液槽(V104)中的水由工艺水进行补充，同时将部分含有微细颗粒的工艺水流入吸收塔(TlOl)底部的储液段(V)。
4.如权利要求3所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤I中，除尘模块(DRM)的洗涤液气比为0.4~0.8L/m3，除尘模块(DRM)压降为350~450Pa ;大孔筛板㈧孔径为15~20mm，大孔筛板(A)开孔率20%~30%，大孔筛板(A)与除雾器(ME)间距为1500~2000mm ;升气管板(B)上的升气管内烟气速度为10~12m/s，升气管板(B)与大孔筛板(A)间距为1000~1500mm。
5.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤I中，吸收塔储液段(V)内设有水力搅拌模块，将储液段(V)内的吸收液通过管路进入搅拌循环泵(P105)，然后通过出口管路由喷嘴喷出，使液体流动而搅拌；搅拌循环泵(P105)流量相当于每小时吸收塔塔底储液量。
6.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤I中，再生烟气在冷激模块(HElOl)内流速为6~10m/s，气液接触时间为0.3~0.5s。
7.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤2中，石灰乳浆液制作方法如下:将石灰输送进入石灰料仓(VlOl)内，然后经计量加料进入消化槽(V102)，制得的石灰乳浆液进入石灰乳浆液槽(V103)，再由石灰乳浆液泵(P104)送至中和槽(R201)。
8.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤3中，板框压滤机(PF201)滤饼中包含亚硫酸钙、硫酸钙、石灰中杂质和催化剂粉尘。
9.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述步骤3中，增稠器(S201)为斜板沉降器。
10.如权利要求1所述的一种再生烟气脱硫及吸收液循环处理工艺，其特征在于:所述吸收塔(TlOl)中的pH值为6.5~7.0，中和槽(R201)中的pH值为9.5~11.0，再生液槽(V202)中的pH值为11.0~12.5，再生液槽(V202)内的钠碱消耗量为0.10~0.15mol/(moISO2);所述吸收 塔(TlOl)压降为800~lOOOPa，所述板框压滤机(PF201)为0.6MPa。
【文档编号】B01D53/78GK104069729SQ201410320986
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】吴嘉乐, 陈林波, 黄丹枫 申请人:中国海诚工程科技股份有限公司