的有机胺溶液的再生方法
【技术领域】
[0001]本发明属于烟气二氧化硫捕集技术领域，特别涉及一种富含SO2的有机胺溶液的再生方法，属于气体分离或净化等领域。
【背景技术】
[0002]作为酸雨的主要成因，二氧化硫对环境危害极大，是国家强制处理的主要大气污染物之一。SO2的排放主要来自于化石燃料的燃烧，据统计，由煤燃烧而排放的SO2占总排放量的三分之二，因而，控制燃煤过程中产生的SO2十分重要。目前，国家在制定SO2排放标准和要求企业执行标准等方面也是越来越严格，新国标规定，2013年10月I日起所有硫酸企业将统一执行排放限值小于400 mg/m3、部分地区(山东省)小于200 mg/m3的排放限值。因此，开发高效低耗绿色的脱硫技术成为焦点。
[0003]有机胺法脱硫技术较目前应用最为广泛的石灰石一石膏法相比，具有脱除效率高，不产生二次污染等问题，不但可以很好地将硫回收成硫酸或硫磺等易出售产品，而且还能脱除氮氧化物，在产生经济效益的同时也产生很好的环境效益，代表了 SO2捕集技术未来发展的趋势。此法是通过脱硫溶剂的吸收再生和循环使用，在不断地吸收和再生过程中富集SO2，产出高纯度SO2，具有吸收剂循环使用无二次污染、产品附加值高、SO2脱除率高等特点，在将燃煤烟气中的SO2富集并分离的同时，不产生新的废物排放等优点。目前，此法应用已经商业化应用，前景光明。
[0004]此法虽然较其他脱硫方法相比，潜力更大，但仍需进一步改进。现有方法中为了使脱硫溶剂解吸充分，通常需要提高解吸温度，但是，解吸温度过高会加速脱硫溶剂的降解，造成脱硫溶剂中硫酸根类物质的堆积，如此在系统中循环，不但会影响捕集二氧化硫的能力，还会对设备进行腐蚀，既制约了工艺成本的降低，又影响了操作的稳定性。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种富含SO2的有机胺溶液的再生方法，该再生系统可在较低温度下使二氧化硫从富液中分离出来，温度范围为6(TlO(TC，较常规再生温度(11(T130°C )有大幅度降低，从而可以有效地降低脱硫溶剂的降解；且在相同温度和压力条件下，较常规技术可实现二氧化硫更快更彻底地分离，从而提高脱硫溶剂的再生效果和溶剂寿命，减少再生二氧化硫所需的能耗和成本，提高操作的稳定性。
[0006]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案:
来自吸收塔的富液自再生塔顶部进入，流向底部，在再生塔下部进入煮沸器，在煮沸器中进行再生后返回吸收塔，超声装置安置在煮沸器底部，脱硫溶剂的再生过程主要是通过超声波空化作用促进SO2从富液中逸出。整个过程中吸收塔和再生塔的贫富液液位是根据液位传感器进行检测。
[0007]—般地，所述超声辐照装置由超声发生器、超声换能器和超声控制器三部分组成，超声发生器为槽式超声处理器，超声换能器为压电陶瓷超声波换能器或磁致伸缩超声波换能器，这两部分装置为一个整体，安在再生塔塔壁外层，通过超声换能器将电能转化成机械能，所形成的机械能通过超声发生器形成不同频率的声波，超声控制器是通过调节超声波发生器发出的声波声强来实现再生过程中超声空化作用的强弱。
[0008]所述再生塔塔底温度为6(TlO(rC。
[0009]所述超声装置，频率为频率10?10kHz的任一频率超声；优选地，超声频率为10kHz?40 kHz，超声声强为0.01 W.cm 2^lO W.m 2 ;超声连续处理过程，采用超声声强0.1W.m 2?1.0 W.m 2o
[0010]所述超声装置，可以在单频条件下对脱硫溶液进行再生，也可以在混频条件下对脱硫溶液进行再生。
[0011]本发明的关键技术是解吸的富液在超声空化作用下放出二氧化硫气体，使吸收富液中总硫含量减少。该过程由于超声波的空化作用不但极大地加速了二氧化硫的气体解吸速度，而且实现了在低于常规解吸温度的条件下，非常有效地解决了加热沸腾解吸和水蒸气气提固有的高耗能问题，降低整个过程费用和提高处理效率，为系统装置的平稳运行提供了关键性的技术保障。
[0012]由以上发明技术内容可见，本发明有以下有益效果:
(O富液中SO2得以良好的分离，净化后的脱硫溶剂用于吸收过程，可取得良好的吸收效果；
(2)与常规再生温度相比，此法所需的温度会大幅度降低，从而可以有效地降低脱硫溶剂的降解，提高脱硫溶剂的循环使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1本发明实施例中超声辐照装置俯视剖面图。
[0014]图中:1-超声控制器；2-28kHz的超声发生器和超声换能器；3-40kHz的超声发生器和超声换能器；4_煮沸器。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实例和附图进一步说明本发明的特点，但本专利的保护范围并不受实施例的限制。
[0016]以下实施例中采用的超声辐照装置参见附图1。
[0017]实施例1:
对烟气含量中SO2为2850 mg/m3，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3 mol/L，再生温度为80°C，煮沸器中采用超声频率为28 kHz,超声声强为0.3 ff/cm2,脱硫溶剂的再生率达50%以上，净化气出口处SO2浓度为53.23 mg/m3。实验结果表明，利用本技术，再生率较相同条件下相比，显著提高。
[0018]实施例2:
考虑到模拟气中SO2含量不同，对脱硫溶液的再生效果以及脱硫效果都存在差异。因此，对烟气含量中SO2S 57000 mg/m3，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3 mol/L，再生温度为80°C，煮沸器中采用超声频率为28 kHz,超声声强为0.3 W/cm2，脱硫溶剂的再生率达58%以上，净化气出口处SO2浓度为123.46 mg/m3。实验结果发现，高含二氧化硫模拟气在采用本技术进行吸收再生试验后，再生效果更好。
[0019]实施例3:
考虑到再生温度与超声的协同作用，提高再生温度进行了试验。对烟气含量中SO2为57000 mg/m3，其余都是空气的气源条件下进行试验。在气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3 mol/L，再生温度为100°C，煮沸器中采用超声频率为28 kHz，超声声强为0.3 ff/cm2,脱硫溶剂的再生率达70%以上，净化气出口处SO2浓度为76.22 mg/m3。从实验结果可以看出，提高再生温度后，脱硫溶剂的再生率升高，再生效果更佳。
[0020]实施例4:
事实上空化效应的强度和超声频率有关，因此，研究超声频率对脱硫溶剂再生效果的影响很有必要。选用超声频率为40kHz进行试验，反应条件为:烟气含量中SO2为57000mg/m3，其余都是空气的气源，气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3 mol/L，再生温度为80°C，煮沸器中采用超声声强为0.3 W/cm2，脱硫溶剂的再生率达43%以上，净化气出口处SO2浓度为166.51 mg/m3。实验结果表明,低频超声对溶液的再生效果要优于高频超声,可能是因为频率越高，产生的空化气泡越小，空化强度就越弱。
[0021]实施例5:
基于实施例4中对不同单频超声与再生效果关系的考察，试验又针对单频超声场和混频超声场进行了研究比较。从图1中可以看到，所设计的超声频率有两种，分别为28kHz和40kHzο试验中同时开启28kHz和40kHz的声场，其他反应条件为:烟气含量中SO2为57000mg/m3，其余都是空气的气源，气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3 mol/L，再生温度为80°C，煮沸器中采用超声声强为0.3 W/cm2，脱硫溶剂的再生率达65%以上，净化气出口处SO2浓度为80.28 mg/m3。实验结果表明，混频超声对溶液的再生效果要优于单频超声，混响场环境下发生超声空化作用会更强，提供的能量更多更大，使溶液中SO2更易再生出来。
[0022]实施例6:
空化效应的强度除了和超声频率有关外，和超声声强也紧密相关。基于这方面考虑，通过研究不同超声声强与再生效果的关系来进行验证。试验选取超声声强为2.0 W/cm2，烟气含量中SO2为57000 mg/m3，其余都是空气的气源，气液比为1000，脱硫溶剂初始浓度为0.3mol/L，再生温度为80°C，煮沸器中采用超声频率为28kHz，脱硫溶剂的再生率达43%左右，再生效果下降明显。
【主权项】
1.一种富含SO2的有机胺溶液的再生方法，包括以下步骤:来自吸收塔的富液自再生塔顶部进入，流向底部，在再生塔下部进入煮沸器，在煮沸器中进行再生后返回吸收塔，超声装置安置在煮沸器壁上，脱硫溶剂的再生过程通过超声波空化作用促进SO2从富液中逸出。2.根据权利要求1所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述再生塔塔底温度为6(noo°c。3.根据权利要求1所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声装置包括超声发生器和超声换能器。4.根据权利要求3所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声发生器和超声换能器为一个整体，安在再生塔塔壁外层，通过超声换能器将电能转化成机械能，所形成的机械能通过超声发生器形成不同频率的声波。5.根据权利要求3所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声发生器为槽式处理器。6.根据权利要求3所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷超声波换能器或磁致伸缩超声波换能器。7.根据权利要求1所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声装置，频率为频率10?10kHz的任一频率超声。8.根据权利要求1或7所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声装置，超声频率为10 kHz?40 kHz，超声声强为0.01 W.cm 2^lO W.m 2 ;超声连续处理过程，采用超声声强0.1 W.m 2~1.0 W.m209.根据权利要求1所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声装置，在单频条件下对脱硫溶液进行再生。10.根据权利要求1所述富含SO2的有机胺溶液的再生方法，其特征在于，所述超声装置，在混频条件下对脱硫溶液进行再生。
【专利摘要】本发明公开了一种富含SO2的有机胺溶液的再生方法，属于烟气二氧化硫捕集技术。吸收富液的再生过程包括以下过程：来自吸收塔的富液自再生塔顶部进入，流向底部，在再生塔下部进入安装有超声发生器的煮沸器，在煮沸器中加热以及超声空化作用后，被返回至吸收塔。超声的空化作用包括超声波作用以及负压作用和超声波和负压两者共同协同作用下再生溶液中的二氧化硫，解吸后的脱硫溶剂返回洗涤系统循环使用。本发明的优点在于，在相同条件下，采用本技术可降低解吸温度，加速脱硫溶剂中二氧化硫的逸出，提高二氧化硫的解吸率和溶液的再生度。
【IPC分类】B01D53/78, B01D53/96, B01D53/50
【公开号】CN105561787
【申请号】CN201410540102
【发明人】毛松柏, 陈曦, 江洋洋, 汪东
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 南化集团研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月14日