净化的负压多级嵌套吸收-解析的柠檬酸盐工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于烟气脱除SO2的领域，涉及到使用柠檬酸盐溶液作为吸收剂的负压多 级嵌套吸收-解析的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 目前的烟气脱硫技术中，应用较广泛的钙法、镁法、氨法、海水法都属于对脱硫剂 不进行再生的吸收一一转移法。其主要特点是：均采用脱硫剂吸收烟气中的302;生成的产 物不进行再生，而是转移或者抛弃。
[0003] 1)湿式钙法的脱硫剂采用CaCO3或者CaO,产物为CaSO 4，总体反应是：
[0004] Ca0+S02+l/202+2H20 - CaSO4 · 2H20
[0005] 2)镁法以MgO浆液为脱硫剂，产物为MgSO3,总体反应是：
[0006] Mg0+S02- MgSO 3
[0007] 3)氨法是利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液，并在有氧条件下将亚硫 酸铵氧化成硫酸铵，总体反应是：
[0008] 2NH3+H20+S02+l/20 2- (NH4)2SO4
[0009] 4)海水法是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2后排入大海，海水与烟气中的SO 2接触发生以下主要反应：
[0010] S02(g)+H20+l/202= 2H++S042
[0011] 这类方法的缺点是形成了事实上的转移污染。
[0012] 关于柠檬酸盐脱硫法见诸报道的有：
[0013] 1)美国矿产局于实验室开发的柠檬酸盐溶液吸收烟气中的SO2--通过化学反应 对吸收液进行再生的方法。吸收液再生的产物是可从溶液中分离的硫磺颗粒。溶液再生后 循环用于吸收烟气中的SO2。两步反应是：
[0014] 吸收：S02(g)+H20 ⑴=HS03-+H+
[0015] 吸收液再生：H++HS03 一+2H2S = 3S (s) +3H20
[0016] 2)国内金川集团采用了柠檬酸盐溶液吸收烟气中的SO2并通过加热对吸收液进行 再生。
[0017] 现有技术中的方法均为单级柠檬酸盐溶液吸收工艺，目前，没有使用柠檬酸盐溶 液吸收烟气中的SO2的负压多级嵌套吸收一一解析的工艺方法。
【发明内容】
[0018] 本发明所要解决的技术问题是：为以柠檬酸盐溶液为吸收剂的烟气脱SO2工艺提 供负压多级嵌套吸收-解析设备叠加的工艺应用，以降低烟气脱硫装置能耗、减少装置设 备重量。
[0019] 为了更好地理解本发明，在对技术方案进行详细描述之前，需要对本发明描述中 所使用的部分术语进行解释。
[0020] 在本发明中，待脱硫的含硫烟气（简称"烟气"）包括烧结烟气、冶金烟气、电站锅 炉烟气等中的一种或多种，所说脱硫是指脱除烟气中的SO2。
[0021] 柠檬酸盐溶液，依据在吸收过程中的作用区分为吸收剂和吸收液；"吸收剂"指用 于吸收烟气中SO2的柠檬酸盐溶液；"吸收液"指已经吸收了 SO2的柠檬酸盐溶液。
[0022] "吸收液"依据吸收剂应用于所对应的吸收设备的吸收级数和302富集程度区分为 "第R级富液、……、第2级富液、直至第1级吸收得到的富液。因此第R级富液、……、第 2级富液到第1级富液的SO2含量依次增加，即从第R级富液、……、第2级富液、到第1级 富液吸收SO2的能力依次降低。
[0023] "富液"指送往解析单元的、吸收了 SO2的柠檬酸盐溶液；"贫液"指已经解析出所 吸收的302的柠檬酸盐溶液，并依据溶液历经的解析级数和解析程度区分为"第1级贫液"、 "第2级贫液"……最后一级解析得到的溶液为"末级贫液";如果富液仅通过一级解析来脱 出所吸收的SO2，那么一级解析后的溶液就成为"末级贫液"。因此从第1级贫液、第2级贫 液、……、到末级贫液的SO2含量依次减少，即从第1级贫液、第2级贫液、……、到末级贫 液吸收SO2的能力依次提高。
[0024] 为了更好地解释本发明，在此对各实施例中各种设备、介质和介质特性的代码和 编号规则做以下统一的说明。
[0025] 设备编号由3位数构成。首位数为0~5,分别对应为：0-一体化设备内的隔板； 1 一吸收设备；2-换热设备；3-解析设备；4一流体输送设备；5-塔内液体分布器。吸收设 备和解析设备后两位数为吸收设备和解析设备的级数号，对应于吸收或解析流程中的级数 依次编号；一体化设备内的隔板、换热设备、流体输送设备和塔内液体分布器依流程顺序 依次编号。
[0026] 介质代码为i，用作下标的标注；i的编号由两位数构成，对工艺中各介质依流程 顺序依次编号。
[0027] 各介质特性用Xp yJP F ;描述。X ;为液相介质中的SO 2浓度，单位为g/L ;y ;为气 相介质中的SO2浓度，单位为g/m3;F ;为介质的流量，单位为m3/h。i为介质编号。
[0028] 本发明解决技术问题的技术方案为：
[0029] 1、多级吸收：吸收单元的吸收装置由多级吸收设备叠加配置组合而成，用以分级 吸收净化烟气中的SO2。以烟气流动方向经过的各级吸收设备依次称为：第1级、第2级…… 第R级。含502的烟气依次由第1级至最后一级的吸收设备的底部进入，与吸收剂逆流接 触，经过多级吸收后排放。
[0030] 2、溶液在吸收设备级间梯级利用：后一级吸收器排出的吸收液全部作为前一级吸 收器的吸收剂使用。例如：二级吸收器中，吸收了烟气中的SO2的二级吸收液称为第二级富 液，全部送往一级吸收器作一级吸收剂。
[0031 ] 3、吸收液部分在级内循环嵌套使用，吸收器中富集502的吸收液，可以部分送往该 级吸收器的顶部，与解析器送来的贫液汇集成为吸收剂，吸收烟气中的SO2。最终，减少各级 吸收器所需补充吸收剂的量以及需解析再生的吸收液（富液）量。例如：一级吸收器中，吸 收了烟气中的SO2的一级吸收液称为第1级富液，部分送往一级吸收器作为一级吸收剂。
[0032] 4、多级解析：解析单元的解析装置由多级解析设备叠加配置，用以分级解析富液。 以需解析的吸收液的流动方向经过的各级解析设备依次称为：第1级、第2级……第R级。 出一级吸收器的富液部分送入第一级解析器解析再生，得到的解析溶液部分送到吸收单 元，其余部分再送入后一级解析器进一步解析再生，直至最后一级解析器得到的解析溶液 (末级贫液）全部送到吸收单元；各级解析器得到的解析气体（酸汽）由后至前经过前设 各级解析器后，所有解析的302气体从第一级解析器顶排出。
[0033] 5、负压解析：在负压条件下进行解析，解析温度降低。
[0034] 本发明吸收烟气中SO2K用的吸收剂为：柠檬酸盐的水溶液。
[0035] 所述柠檬酸盐通常是柠檬酸钾或柠檬酸钠中的一种；柠檬酸盐在溶液中起缓冲剂 作用。
[0036] 所述吸收-解析单元的设备是一座集成的一体化设备或者是串联的多座。
[0037] 所述吸收单元中，可以通过吸收液部分在级内循环嵌套使用的方法来调整每级吸 收设备的吸收剂浓度和液气比。
[0038] 所述吸收单元中，从第1级吸收设备开始，所得到的液相和气相的SO2浓度依次减 小。
[0039] 所述吸收单元中，可对吸收装置中的各级设备应用不同或相同的液气比；液气比 如若不相同，则从第1级开始依次减小。
[0040] 所述R通常为2~4级，优选为2~3级。
[0041] 当R为3级时，烟气从一级吸收器底部进入，在一级吸收器内部与一级吸收剂逆流 接触，脱除部分302;再进入后一级吸收器即：二级吸收器，在二级吸收器内部与二级吸收剂 逆流接触。烟气经过多级叠加配置的吸收器达到净化指标后排放。
[0042] 所述每级吸收设备排出的、所需解析再生的吸收液流量不大于该级所用的吸收剂 流量。
[0043] 所述多级解析中，各级排出解析液的SO2浓度依次降低，最后1级解析设备排出的 吸收剂中SO2浓度为最低。
[0044] 所述多级解析中，各级解析器得到的解析气体（酸汽）由后至前经过前设各级解 析器后，酸汽中SO2分压提高；酸汽中所含的水汽则在前级解析器中被冷凝的同时，也为前 级解析器提供解析所需的部分热量。
[0045] 所