一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺的制作方法

本发明涉及生物资源循环利用技术领域，尤其是涉及一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺。

背景技术：

在规模化生物质气的提纯净化技术领域，通常采用的方法有变压吸附、溶剂或水吸收和膜分离等几种常见的工艺。这些方法都是利用co2、h2o、h2s和ch4的物理化学性质的差异，如不同环境条件下溶解度的差异或特定化学溶剂的不同反应性等进行提存净化的。目前，在溶剂化学吸收法工艺中，工程应用上比较常见的是采用胺类、醇胺类、碱液和热碳酸钾为溶剂进行化学吸收。实践证明，无论是采用哪一种溶剂都或多或少存在着这样那样的问题：

1)工艺较为复杂，脱硫与脱碳一般分步进行，操作步骤多，能耗高；

2)用溶剂对生物质气进行脱硫脱碳时，反应条件激烈，有的需对气体加高压，工艺流程安全性差，整体设备投资高；

3)一般有废气或废水外排；

4)工艺装置占地面积大。

技术实现要素：

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺，利用氧化钙与脱硫脱碳副产物碳酸盐通过苛化反应重新制备成碱性吸收剂，循环回吸收塔再对生物质气同时进行脱硫脱碳，无废气废液外排，工艺简单，操作步骤少，占地面积小，投资少、能耗低，且副产物为碱性碳酸钙悬浊液可用于湿式钙法的烟气脱硫脱硝，适用于大型规模化的生物质工程。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺，包括以下步骤：

1)石灰粉与稀碱进入石灰消化器内与从吸收塔来的碳酸盐进行苛化反应，配备搅拌器和加热装置以促进反应进行；石灰消化器的顶部设置涤气器可净化反应过程中产生的粉尘和废气，石灰消化器的底部设置螺旋除渣器可脱除石灰粉中的杂质如砾石等，形成的灰渣由螺旋除渣器的顶部排出；

2)石灰消化器顶部产生的苛化悬浊液由管道自流入澄清槽，利用悬浊液的密度差异，其中的caco3沉淀在槽底，顶部澄清液用循环液输送泵送至吸收塔作为吸收剂对原料生物质气进行脱硫脱碳；

3)吸收塔为分段式填料塔，苛化液由顶部进入并均匀分配后喷洒下流，原料生物质气由底部进入上流，在填料层表面苛化液与生物质气逆流运行对生物质气进行脱硫脱碳处理，经脱硫脱碳吸收后的产品生物质气由塔顶排出，吸附液储存在吸收塔底部，由石灰石泥浆泵抽出；

4)澄清槽底部的caco3悬浊液与吸收塔底部的吸附液由石灰石泥浆泵送回石灰消化器继续苛化反应，当caco3悬浊液流通不畅时可开启设置在澄清槽底部的搅拌器进行搅拌；

5)石灰粉为连续进料并排出灰渣，当石灰消化器和澄清槽底部存有足够多的石灰石泥浆时，或为保持系统碱性，定期补充稀碱液以平衡系统内溶液量时，可用石灰石泥浆泵输出部分石灰石泥浆，用于湿式钙法的烟气脱硫脱硝。

用于实现一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺的装置，包括螺旋除渣器、石灰消化器、涤气器、澄清槽、循环液输送泵、吸收塔和石灰石泥浆泵，其特征在于，所述螺旋除渣器倾斜设置在石灰石消化器的底部，石灰石消化器的顶部设有填料塔式的涤气器，石灰石消化器的上部通过管道与澄清槽连接，循环液输送泵通过管道一端接澄清槽的上部、另一端接吸收塔的上部；所述石灰石泥浆泵通过管道一端分别连接在澄清槽和吸收塔的底部、另一端连接在石灰消化器顶部或另分一路去输出石灰石浆液用于湿式钙法烟气脱硫脱硝。

所述石灰消化器设有搅拌装置，顶部设有石灰粉和补稀碱入口、下部设有蒸汽入口和冷凝液出口。

所述吸收塔为分段式填料塔，顶部设有产品生物质气出口、底部设有原料生物质气进口。

所述澄清槽设有搅拌装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)与传统的脱硫脱碳工艺相比，采用苛化液对生物质气脱硫脱碳操作步骤少，占地小，脱硫与脱碳能同时进行，能显著降低能耗；

2)采用苛化液对生物质气脱硫脱碳，反应条件温和，无需对气体加高压，提高了流程的安全性，降低了整体设备的投资；

3)脱硫脱碳后的副产物碱性碳酸钙为碱性的乳浊液，溶液中含有碱，碳酸钙，氢氧化钙和少量硫化钙等，可用于氧化态烟气的湿式钙法脱硫，对于大型联合企业，副产物最终可做成石膏或水泥，真正做到资源的绿色循环利用；

4)无废水或废气外排，苛化中产生的废渣为原料石灰中带入的砾石等，经洗涤后可无害废弃，洗液可进入流程充分利用；

5)由于苛化和脱硫脱碳吸收过程均为常温常压状态，所有介质无毒无可燃性，有利于流程的自动化无人值守操作。

附图说明

图1是本发明的工艺流程原理示意图。

图中：1-螺旋除渣器2-石灰消化器3-涤气器4-澄清槽5-循环液输送泵6-吸收塔7-石灰石泥浆泵

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述的一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺，包括以下步骤：

1)石灰粉与稀碱进入石灰消化器2内与从吸收塔6来的碳酸盐进行苛化反应，配备搅拌器和加热装置以促进反应进行；石灰消化器2的顶部设置涤气器3可净化反应过程中产生的粉尘和废气，石灰消化器的2底部设置螺旋除渣器1可脱除石灰粉中的杂质如砾石等，形成的灰渣由螺旋除渣器1的顶部排出；

2)石灰消化器2顶部产生的苛化悬浊液由管道自流入澄清槽4，利用悬浊液的密度差异，其中的caco3沉淀在槽底，顶部澄清液用循环液输送泵5送至吸收塔6作为吸收剂对原料生物质气进行脱硫脱碳；

3)吸收塔6为分段式填料塔，苛化液由顶部进入并均匀分配后喷洒下流，原料生物质气由底部进入上流，在填料层表面苛化液与生物质气逆流运行对生物质气进行脱硫脱碳处理，经脱硫脱碳吸收后的产品生物质气由塔顶排出，吸附液储存在吸收塔6底部，由石灰石泥浆泵7抽出；

4)澄清槽4底部的caco3悬浊液与吸收塔6底部的吸附液由石灰石泥浆泵7送回石灰消化器2继续苛化反应，当caco3悬浊液流通不畅时可开启设置在澄清槽4底部的搅拌器进行搅拌；

5)石灰粉为连续进料并排出灰渣，当石灰消化器2和澄清槽4底部存有足够多的石灰石泥浆时，或为保持系统碱性，定期补充稀碱液以平衡系统内溶液量时，可用石灰石泥浆泵7输出部分石灰石泥浆，用于湿式钙法的烟气脱硫脱硝。

用于实现一种用苛化液对生物质气进行脱硫脱碳工艺的装置，包括螺旋除渣器1、石灰消化器2、涤气器3、澄清槽4、循环液输送泵5、吸收塔6和石灰石泥浆泵7，所述螺旋除渣器1倾斜设置在石灰石消化器2的底部，石灰石消化器2的顶部设有填料塔式的涤气器3用于净化反应过程中产生的粉尘和废气，石灰石消化器2的上部通过管道与澄清槽4连接，循环液输送泵5通过管道一端接澄清槽4的上部、另一端接吸收塔6的上部；所述石灰石泥浆泵7通过管道一端分别连接在澄清槽4和吸收塔6的底部、另一端连接在石灰消化器2的顶部或另分一路去输出石灰石浆液用于湿式钙法烟气脱硫脱硝。

所述石灰消化器2设有的搅拌装置和其下部设有蒸汽入口与冷凝液出口(加热装置)用来促进苛化反应的进行，石灰石消化器2的顶部设有石灰粉入口和补稀碱入口(间歇补充)。

所述吸收塔6为分段式填料塔，顶部设有产品生物质气出口、底部设有原料生物质气进口。

所述澄清槽4设有搅拌装置，仅当底部流通不畅时才开启该搅拌装置。