一种提纯CO2脱除SO2的装置与方法

本发明涉及提纯co2脱除so2领域，具体涉及一种提纯co2脱除so2的装置与方法。

背景技术：

我国co2原料气来源广泛，杂质成分复杂，co2原料气主要来自于煤与天然气制氢尾气、发酵尾气、化工石化生产副产气等，这些气体中常含有so2，国家标准对食品级和工业级co2中so2的含量均有规定；此外，so2的存在会增加co2回收和利用的难度，甚至还可能造成设备腐蚀、产品合格率下降等问题；而且，co2中的so2也是一种可利用的资源，合理利用能够增大经济效益。因此，脱除co2中的so2具有十分重要的意义。

目前的co2气体中脱硫的方法以干法脱硫和湿法脱硫为主，但这些脱硫方法针对性不强、成本高、效率低。与传统脱硫方法相比，本发明中的so2吸附材料成本低、可循环利用、工艺结构简单、能耗小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种提纯co2脱除so2的装置与方法，解决传统方法成本高、设备腐蚀严重、脱硫效率低下的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提纯co2脱除so2的装置，原料气1与第一三通电磁阀1-1的进气口相连，第一三通电磁阀1-1的两个出气口分别与第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3的进气口相连，第一三通电磁阀1-1选择性的控制原料气1进入第一脱硫塔分离器1-2或第二脱硫塔1-3；

第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3的出气口均分有两条支路，第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3的第一条出气口支路均与第二三通电磁阀1-4相连，真空泵1-5通过第二三通电磁阀1-4将第一脱硫塔1-2或第二脱硫塔1-3中脱附产生的so2和残余水分2抽干并排出；第一脱硫塔1-2的第二条出气口支路通过第一阀门1-6与第三三通电磁阀1-8的进气口相连；第二脱硫塔1-3的第二条出气口支路通过第二阀门1-7与第四三通电磁阀1-9的进气口相连；

第三三通电磁阀1-8和第四三通电磁阀1-9的两个出气口均分别与第一分子筛脱水塔1-10和第二分子筛脱水塔1-11的进气口相连，第三三通电磁阀1-8和第四三通电磁阀1-9选择性的控制气体进入第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11；

第一分子筛脱水塔1-10和第二分子筛脱水塔1-11的出口均分有三条支路，第一条支路排出的水分与第五三通电磁阀1-12的进水口相连，第二条支路上设置再生加热器1-13，该再生加热器1-13将一部分再生co2气体加热，使其进入第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11完成分子筛的再生；第三条支路与第六三通电磁阀1-14相连，然后与co2储罐1-15相连，将干燥的co2存储到co2储罐1-15中实现产品收集；

co2储罐1-15与第七三通电磁阀1-16的进气口相连，第七三通电磁阀1-16的两个出气口，分别与第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3相连，用于将co2储罐1-15中的部分干燥co2气体输送进入第一脱硫塔1-2或第二脱硫塔1-3进行吸附材料的干燥再生；

第五三通电磁阀1-12的出水口与水箱1-17相连，将第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11的水汇入水箱1-17中，实现水的循环利用；水箱1-17中的液态水在水泵1-18的作用下与第八三通电磁阀1-19的进水口相连，第八三通电磁阀1-19的两个出水口分别与第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3中的雾化喷头相连，给雾化喷头输送液态水。

所述第一三通电磁阀1-1、第七三通电磁阀1-16能够控制支路联通第一脱硫塔1-2或第二脱硫塔1-3，实现连续脱硫；所述第三三通电磁阀1-8、第四三通电磁阀1-9、第五三通电磁阀1-12能够控制支路联通第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11，实现连续脱水。

所述第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3中的脱硫材料为负载亚硫酸根的季铵型阴离子交换树脂膜。

所述第一分子筛脱水塔1-10和第二分子筛脱水塔1-11中的液态水可在第五三通电磁阀1-12的控制下进入水箱1-17，实现水的循环利用。

所述的一种提纯co2脱除so2的装置的工作方法，步骤如下：

(1)脱硫：管道运输来的原料气1进入第一脱硫塔1-2或第二脱硫塔1-3中，脱除了so2的co2进入第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11进行脱水处理，同时，雾化喷头利用水箱1-17中的水将第二脱硫塔1-3或第一脱硫塔1-2中的脱硫材料湿润，其释放出的so2和残余水分2被真空泵1-5抽出；

(2)脱水：脱除了so2的co2进入第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11进行脱水处理；脱除的水分由第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11底部排出汇入水箱1-17，实现水的循环利用；

(3)分子筛再生：从第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11底部排出的干燥co2被分为两部分，一部分通过再生加热器1-13加热进入分子筛脱水塔完成分子筛的再生过程，另一部分进入co2储罐1-15中完成co2的产品收集；

(4)脱硫材料再生：co2储罐1-15中的一部分co2进入第一脱硫塔1-2和第二脱硫塔1-3中，作为干燥再生气对脱硫材料进行干燥再生，这部分湿润的co2进入第一分子筛脱水塔1-10或第二分子筛脱水塔1-11内进行步骤二中的脱水处理，脱硫材料干燥再生后，进入下一循环。

为了实现连续脱硫和脱水，所述脱硫塔采用两塔并联的方式，分别交替进行脱硫、脱硫材料再生步骤；所述分子筛脱水塔也采用两塔并联的方式，分别交替进行脱水、分子筛再生步骤。

根据优选方案，本发明可将co2气体中的so2脱除，并且得到干燥的co2产品。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明的脱硫过程在常温常压下进行，脱硫过程能耗低。

(2)本发明的脱硫材料再生过程通过打湿脱硫塔中脱硫材料进行，无需对脱硫材料进行加热，脱硫材料的再生成本低。

附图说明

图1为本发明流程图。

其中附图标记对应的名称为：

1-原料气；2-so2和残余水分。

1-1-第一三通电磁阀；1-2-第一脱硫塔；1-3-第二脱硫塔；1-4-第二三通电磁阀；1-5-真空泵；1-6-第一阀门；1-7-第二阀门；1-8-第三三通电磁阀；1-9-第四三通电磁阀；1-10-第一分子筛脱水塔；1-11-第二分子筛脱水塔；1-12-第五三通电磁阀；1-13-再生加热器；1-14-第六三通电磁阀；1-15-co2储罐；1-16-第七三通电磁阀；1-17-水箱；1-18-水泵；1-19-第八三通电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。

实施例

本实施例一种提纯co2脱除so2的装置与方法，从co2管道运送的原料气1在第一三通电磁阀1-1的控制下进入第一脱硫塔1-2，经过脱硫材料脱除co2中的so2气体，该脱硫材料干燥时可将so2气体转换为so3^2-并吸附在材料内部。同时，第二脱硫塔1-3中的雾化喷头通过水泵1-18的作用，在第八三通电磁阀1-19的控制下利用水箱1-17中的水使脱硫材料湿润，促使脱硫材料内部吸附的so3^2-转换为so2气体释放出来，释放出的so2和残余水分2在第二三通电磁阀1-4的控制下，被真空泵1-5抽出。同理，若原料气在第一三通电磁阀1-1的控制下进入第二脱硫塔1-3中进行so2的吸附，则上述流程中的湿润脱硫材料以促使so2释放与脱除的过程，则在第一脱硫塔1-2中进行。从第一脱硫塔1-2排出的co2经过第一阀门1-6后，经第三三通电磁阀1-8从顶部进入第一分子筛脱水塔1-10，经过分子筛填料层进行脱水处理；脱水后的干燥co2被分为两股：第一股作为第二分子筛脱水塔1-11分子筛的再生气；第二股在第六三通电磁阀1-14的控制下汇入co2储罐1-15中实现产品收集。第一股co2再生气经过再生加热器1-13的加热，从第二分子筛脱水塔1-11底部进入塔内进行分子筛再生；分子筛再生过程产生的水在第五三通电磁阀1-12的控制下，汇入水箱1-17，此过程实现了水的循环利用。

如果从第一脱硫塔1-2排出的co2经过第一阀门1-6后，经第三三通电磁阀1-8控制从顶部进入第二分子筛脱水塔1-11进行脱水处理，则在第一分子筛脱水塔1-10中进行分子筛再生处理和水的循环利用，其具体流程与上述一致。

同时，co2储罐1-15中的小部分干燥co2在第七三通电磁阀1-16的控制下，进入第二脱硫塔1-3中，干燥其中的吸附材料，该部分湿润co2经过第二阀门1-7后，经第四三通电磁阀1-9控制进入分子筛脱水塔进行脱水处理。