CN101254392A - 节能型亚硫酸钠循环脱硫装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能型亚硫酸钠循环脱硫装置及方法,脱硫装置包括脱硫塔、第一、二吸收液循环槽,脱硫塔顶部与烟筒相通,脱硫塔下部与洗涤降温塔顶部相通,洗涤降温塔的底部与循环水洗槽相通,其特征在于:洗涤降温塔与换热器相通,换热器与分解式夹套反应釜相通再与烟道相通;第二吸收液循环槽与换热器内的蛇形管相通,蛇形管与分解式夹套反应釜的反应室相通;分解式夹套反应釜下部与离心机相通。脱硫步骤如下:配制初始吸收液、烟气降温、吸收二氧化硫、分解亚硫酸氢钠、循环利用亚硫酸钠。使烟气的余热得到充分利用,初始吸收剂转变为循环吸收剂利用,减少了运行成本,有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及烟气脱硫方法,具体涉及节能型亚硫酸钠循环脱硫装置及方法。
背景技术
在我国燃煤占一次性能源的70%以上,由于煤炭中含有硫,所以,燃烧后产生大量的SO2,从而造成严重的大气污染。因此,烟气脱硫的任务十分繁重。目前,对烟气进行脱硫处理是减少SO2排放和酸雨形成的最有效的方法,已成功运行的湿法烟气脱硫技术以钙法占绝对优势。钙法以碳酸钙(即石灰石)为吸收剂,其化学反应如下:
CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2↑
2CaSO3·1/2H2O+3H2O=2CaSO4·2H2O
碳酸钙(即石灰石)是水溶性很低的物质,作为吸收剂时,是将其粉碎成300目的粉末,与水形成浆液来实施的。由于有固态物质,对喷雾设备和输送设备的要求很高。吸收SO2后的产物CaSO3及氧化后生成的CaSO4,都是溶解度很小的物质,容易堵塞管道和设备。因此,钙法虽然有碳酸钙价格低、技术成熟、脱硫效率高的优点,但却存在工艺和设备比较复杂、资金投入大、运行费用高的缺点。在经济效益方面仍然处于亏损状态,电厂为了减少亏损,不得不采取上调电价格的措施。所以,寻求一种既能减轻环境污染又能显著降低运行成本的烟气脱硫方法,是长期存在的客观需求。CN1660474A公开了名称为“湿法烟气脱硫工艺”的发明专利申请,它可以处理含硫燃料燃烧后烟气中的酸性气体(SO2)。其原理是通过碱性脱硫剂-亚硫酸钠溶液与烟气中的二氧化硫反应,达到净化烟气的目的,亚硫酸钠溶液可再生循环利用。该湿法烟气脱硫工艺具有吸收系统不结垢,管道、设备不堵塞,脱硫效率高,液气比低,整个系统运行成本低的优点。但在再生亚硫酸钠时,使用了一定浓度的石灰乳,中和反应生成NaSO3和沉淀物CaSO3和CaSO4,需要将经过分离处理方能对再生的亚硫酸钠循环利用,而且还要对产生的沉淀物进行处理。此外,对烟气的余热的利用并不充分。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能型亚硫酸钠循环脱硫装置及方法,其装置的配套设备不容易堵塞,可确保流程畅通,维护检修方便;其方法是利用烟气余热作为吸收剂再生所需要的能源,脱硫效率高,反应后的生成物都能方便地加以利用,对环境的污染小,且能显著降低运行成本。
本发明所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置,包括脱硫塔、设在脱硫塔外的第一吸收液循环槽和第二吸收液循环槽,脱硫塔的内部由两道间隔分为上、中、下三个区;在脱硫塔内部的上区设有与第一吸收液循环槽相通的第一喷头,该上区的底部与第一吸收液循环槽相通;在脱硫塔内部的中区设有与第二吸收液循环槽相通的第二喷头,该中区的底部与第二吸收液循环槽相通;第一吸收液循环槽的底部与第二吸收液循环槽相通;脱硫塔顶部的烟气出口与烟筒相通,脱硫塔下部的烟气入口与洗涤降温塔顶部的烟气出口相通,洗涤降温塔的底部与循环水洗槽相通,与循环水洗槽相通的第三喷头设在洗涤降温塔内的上部;其特征在于:
a、洗涤降温塔下部的烟气入口至少与一个换热器底部的烟气出口相通,换热器上部的烟气入口与分解式夹套反应釜侧面的烟气出口相通,分解式夹套反应釜侧面的烟气入口与烟道相通;
b、第二吸收液循环槽下部的出口与换热器内的蛇形管相通,蛇形管的出口与分解式夹套反应釜的反应室相通;分解式夹套反应釜的反应室顶部的出口与冷凝器的进口相通,冷凝器的出口与气水分离器的进口相通;
c、分解式夹套反应釜的下部与一台离心机相通,离心机的出口与分解式夹套反应釜的反应室相通。
所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置的分解式夹套反应釜包括:反应室、一端与反应室连接的列管、与列管的另一端连接的出料斗、连接在反应室和列管侧面的夹套;夹套上的烟气入口与烟道相通,出料斗的下端与离心机相通。本发明使用的“分解式夹套反应釜”的构造与ZL200520009573.7实用新型专利基本相同,只是在釜体内增设了列管,以加强换热效果,仍然保持了安装和拆卸方便,维护简便的特点,当烟气中的尘埃较多地沉积于夹套中时,可以方便地拆卸夹套清除尘埃,以保证换热效果。
所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置,其洗涤降温塔下部的烟气入口与两个换热器底部的烟气出口相通,两个换热器上部的烟气入口分别与两个分解式夹套反应釜侧面的烟气出口相通,两个分解式夹套反应釜下部的烟气入口分别与烟道相通;
第二吸收液循环槽下部的出口分别与两个换热器内的蛇形管相通,两个蛇形管的出口分别与两个分解式夹套反应釜的反应室相通;两个分解式夹套反应釜的反应室顶部的出口分别与冷凝器的进口相通,冷凝器的出口与气水分离器的进口相通;
两个分解式夹套反应釜的下部的出料斗分别与一台离心机相通,两台离心机的出口分别与两个分解式夹套反应釜的反应室相通。
本方案设置两个换热器和两个分解式夹套反应釜,其作用除了迅速降低烟气的温度外,还可以在检修一台分解式夹套反应釜时,另一台继续工作,以保持脱硫连续进行。
本发明所述节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,在节能型亚硫酸钠循环脱硫装置上进行,其步骤如下:
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为Na2CO3,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽中,在搅拌下逐渐加入Na2CO3,使之在溶液中的重量百分比浓度为8-18%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂,搅拌均;
第二步,循环初始吸收液:开启第一吸收液循环槽和第二吸收液循环槽的循环泵,使吸收液通过与第一吸收液循环槽相通的第一喷头喷入脱硫塔内部的上区,又从该上区的底部回到第一吸收液循环槽,Na2CO3溶液从第一吸收液循环槽的底部流入第二吸收液循环槽;同时使吸收液通过与第二吸收液循环槽相通的第二喷头喷入脱硫塔内部的中区,又从该中区的底部回到第二吸收液循环槽;
第三步,烟气降温:将烟道排出的温度大约为180℃的烟气从“分解式夹套反应釜”侧面的烟气入口进入夹套中及列管间进行热交换;温度下降后的烟气从“分解式夹套反应釜”的烟气出口进入换热器再次进行热交换,再次降低温度后的烟气从换热器的烟气出口排出,并从洗涤降温塔下部的烟气入口进入其内;洗水循环槽中的水经过水泵从喷头从洗涤降温塔内的上部喷淋下来,进一步降低烟气的温度,至60℃以下;
第四步,吸收二氧化硫:温度降至60℃以下的烟气从洗涤降温塔顶部的烟气出口排出,再从脱硫塔下部的烟气入口进入其内的下区,烟气在该区进行合理分配,均匀地从第一间隔上的各升气管的帽沿进入脱硫塔的中区,与设在中区上部的第二喷头喷淋的吸收液接触,烟气中的部分SO2被吸收;烟气从第二间隔上的各升气管的帽沿进入脱硫塔的上区,与设在上区上部的第一喷头喷淋的吸收液接触,烟气中的余下SO2绝大部分被吸收,然后,从脱硫塔顶部的烟气出口进入烟筒排放;发生如下化学反应:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
第五步,分解亚硫酸氢钠:吸收液与烟气中的二氧化硫反应生成的亚硫酸氢钠溶液,经水泵从第二吸收液循环槽泵入换热器内的蛇形管,经预热后进入分解式夹套反应釜的反应室内,再经分解式夹套反应釜的夹套中及列管间的烟气加热,发生分解如下:
2NaHSO3→Na2SO3+SO2↑+H2O
第六步,分离水蒸气中的二氧化硫:第五步分解生成的SO2从分解式夹套反应釜顶部的反应室出口排出,再进入冷凝器冷却,使SO2气体中的大部分水蒸气冷凝为水,然后,从冷凝器的出口排出,进入气水分离器,进行气水分离后,将SO2气体送去液化处理,作为化工原料;
第七步,循环利用亚硫酸钠:第五步分解生成的Na2SO3和H2O从分解式夹套反应釜下部的出料斗排放到离心机进行分离;将离心机分离得到Na2SO3的固体加入第一吸收液循环槽作为循环吸收剂加以循环利用;
第八步,分离滤液处理:第七步乘下的滤液中含有NaHSO3、Na2SO3和Na2SO4,又泵入分解式夹套反应釜的反应室中,使其中的NaHSO3分解;当分离滤液中Na2SO4的含量达到5%时,将分离滤液送去冷冻结晶,分离出副产品Na2SO4。
所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,初始吸收剂为NaOH,第一步,配制初始吸收液:将软水加入第一吸收液循环槽中,在搅拌下逐渐加入NaOH,使之在溶液中的重量百分比浓度为7-14%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂,搅拌均;发生如下化学反应:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
其余步骤与前一方法相同。
所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,加入吸收液中的抗氧化剂为对苯二胺、或对苯二酚。由于氧化作用,小部分的Na2SO3被氧化成为Na2SO4,加入抗氧化剂的作用在于使的氧化率降低到5%以下,从而减少初始吸收剂的补充量,降低成本。
所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,当循环吸收剂在脱硫出现损耗后,需及时补充初始吸收剂Na2CO3、或者NaOH,以保持吸收液的脱硫能力。
本发明和现有技术相比具有以下优点:烟气的余热得到充分利用,使初始吸收剂与二氧化硫反应后的生成物转变为循环吸收剂加以利用,脱硫后得到的附产物便于利用,可作为商品出售,从而大大减少了脱硫的运行成本;初始吸收剂、循环吸收剂和附产物都是水溶性很好的物质,在工艺过程中不会造成设备堵塞,可确保流程畅通;脱硫效率高,一般可达95%以上,有利于环境保护。
附图说明
图1是节能型亚硫酸钠循环脱硫装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例一:初始吸收剂采用碳酸钠,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
参见图1,节能型亚硫酸钠循环脱硫装置的脱硫塔1的内部用两道间隔分为上、中、下三个区,第一吸收液循环槽2和第二吸收液循环槽3设在脱硫塔的外边,脱硫塔上区的底部与第一吸收液循环槽相通,脱硫塔中区的底部与第二吸收液循环槽相通,第一吸收液循环槽的底部与第二吸收液循环槽相通;与第一吸收液循环槽相通的第一喷头2-1安装在脱硫塔内部上区的上部,与第二吸收液循环槽相通的第二喷头3-1安装在脱硫塔内部中区的上部;脱硫塔下部的烟气入口与洗涤降温塔4顶部的烟气出口相通,脱硫塔顶部的烟气出口与烟筒相通,脱硫后的烟气从烟筒排出;
洗涤降温塔4的底部与循环水洗槽5相通,与循环水洗槽相通的第三喷头5-1安装在洗涤降温塔内的上部;洗涤降温塔下部的烟气入口与两个换热器6底部的烟气出口相通,两个换热器上部的烟气入口分别与两个分解式夹套反应釜7侧面上部的烟气出口相通,两个分解式夹套反应釜侧面下部的烟气入口分别与烟道相通;
第二吸收液循环槽3下部的出口分别与两个换热器6内的蛇形管相通,两个蛇形管的出口分别与两个分解式夹套反应釜7的反应室7-1相通;两个分解式夹套反应釜7的反应室顶部的出口分别与冷凝器8的进口相通,冷凝器的出口与气水分离器9的进口相通;分离出的二氧化硫气体送去液化处理,作为化工原料;
分解式夹套反应釜的反应室7-1与列管7-2的一端连接相通,出料斗7-3与列管的另一端连接相通,连接在反应室和列管外面的夹套7-4的烟气入口与烟道相通;
出料斗的下端与离心机10相通,通过离心机分离得到的亚硫酸钠固体作为循环吸收剂,返回到第一吸收液循环槽2中,循环使用;
分离后的液体又从离心机的出口返回到分解式夹套反应釜的反应室7-1中继续分解。
脱硫步骤如下:
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为Na2CO3,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入Na2CO3,使之在溶液中的重量百分比浓度为8%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂-对苯二胺,搅拌均;
第二步,循环初始吸收液:开启第一吸收液循环槽2和第二吸收液循环槽3的循环泵,使吸收液通过与第一吸收液循环槽相通的第一喷头2-1喷入脱硫塔1内部的上区,以便吸收烟气中的二氧化硫,然后,从该上区的底部回到第一吸收液循环槽,又从第一吸收液循环槽的底部流入第二吸收液循环槽;同时使吸收液通过与第二吸收液循环槽相通的第二喷头3-1喷入脱硫塔1内部的中区,以便吸收烟气中的二氧化硫,然后,从该中区的底部回到第二吸收液循环槽;
第三步,烟气降温:将烟道排出的温度大约为180℃的烟气分别从两个“分解式夹套反应釜”侧面的烟气入口进入夹套中及列管间进行热交换;温度下降后的烟气分别从两个“分解式夹套反应釜”的烟气出口进入两个换热器6再次进行热交换,再次降低温度后的烟气从两个换热器的烟气出口排出,并从洗涤降温塔4下部的烟气入口进入其内;洗水循环槽5中的水经过水泵从喷头5-1从洗涤降温塔内的上部喷淋下来,进一步降低烟气的温度,至60℃以下;
第四步,吸收二氧化硫:温度降至60℃以下的烟气从洗涤降温塔4顶部的烟气出口排出,再从脱硫塔1下部的烟气入口进入其内的下区,烟气在该区进行合理分配,均匀地从第一间隔上的各升气管的帽沿进入脱硫塔的中区,与设在中区上部的第二喷头喷淋的吸收液接触,烟气中的部分SO2被吸收;烟气从第二间隔上的各升气管的帽沿进入脱硫塔的上区,与设在上区上部的第一喷头2-1喷淋的吸收液接触,烟气中的余下SO2绝大部分被吸收,然后,从脱硫塔顶部的烟气出口进入烟筒排放;发生如下化学反应:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
第五步,分解亚硫酸氢钠:吸收液与烟气中的二氧化硫反应生成的亚硫酸氢钠溶液,经水泵从第二吸收液循环槽3泵入两个换热器6内的蛇形管,经预热后分别进入两个分解式夹套反应釜7的反应室内,再经分解式夹套反应釜的夹套中及列管间的烟气加热,发生分解反应如下:
2NaHSO3→Na2SO3+SO2↑+H2O
第六步,分离水蒸气中的二氧化硫:第五步分解生成的SO2从分解式夹套反应釜顶部的反应室出口排出,再进入冷凝器8冷却,使SO2气体中的大部分水蒸气冷凝为水,然后,从冷凝器的出口排出,进入气水分离器9,进行气水分离后,将SO2气体送去液化处理,作为化工原料;
第七步,循环利用亚硫酸钠:第五步分解生成的Na2SO3和H2O从分解式夹套反应釜下部的出料斗7-3排放到离心机10进行分离;将离心机分离得到Na2SO3的固体加入第一吸收液循环槽2中作为循环吸收剂加以循环利用;
第八步,分离滤液处理:第七步乘下的滤液中含有NaHSO3、Na2SO3和Na2SO4,又泵入分解式夹套反应釜7的反应室中,使其中的NaHSO3分解;当分离滤液中Na2SO4的含量达到5%时,将分离滤液送去冷冻结晶,分离出副产品Na2SO4。
实施例二:初始吸收剂采用碳酸钠,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为Na2CO3,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入Na2CO3,使之在溶液中的重量百分比浓度为16%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂-对苯二胺,搅拌均;其余步骤与实施例一相同。
实施例三:初始吸收剂采用碳酸钠,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为Na2CO3,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入Na2CO3,使之在溶液中的重量百分比浓度为18%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂-对苯二酚,搅拌均;其余步骤与实施例一相同。
实施例四:初始吸收剂采用NaOH,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为NaOH,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入NaOH,使之在溶液中的重量百分比浓度为7%充分溶解后,调整至室温下的饱和溶液,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂-对苯二胺,搅拌均;发生如下化学反应:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
其余步骤与实施例一相同。
实施例五:初始吸收剂采用NaOH,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为NaOH,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入NaOH,使之在溶液中的重量百分比浓度为12.5%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂-对苯二胺,搅拌均;发生如下化学反应:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
以反应得到的亚硫酸钠作为循环吸收剂,和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
其余步骤与实施例一相同。
实施例六:初始吸收剂采用NaOH,通过节能型亚硫酸钠循环脱硫装置对烟气进行脱硫处理。
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为NaOH,将软水(无离子水)加入第一吸收液循环槽2中,在搅拌下逐渐加入NaOH,使之在溶液中的重量百分比浓度为14%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂一对苯二酚,搅拌均;发生如下化学反应:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
其余步骤与实施例一相同。
本发明可根据实际烟气量的多少,可使用一台换热器和一台分解式夹套反应釜、或者多台换热器和多台分解式夹套反应釜,可从以上实施例推导出多个实施例,不一一列举。
Claims (7)
1. 节能型亚硫酸钠循环脱硫装置,包括脱硫塔(1)、设在脱硫塔外的第一吸收液循环槽(2)和第二吸收液循环槽(3),脱硫塔的内部由两道间隔分为上、中、下三个区;在脱硫塔内部的上区设有与第一吸收液循环槽相通的第一喷头(2-1),该上区的底部与第一吸收液循环槽相通;在脱硫塔内部的中区设有与第二吸收液循环槽相通的第二喷头(3-1),该中区的底部与第二吸收液循环槽相通;第一吸收液循环槽的底部与第二吸收液循环槽相通;脱硫塔顶部的烟气出口与烟筒相通,脱硫塔下部的烟气入口与洗涤降温塔(4)顶部的烟气出口相通,洗涤降温塔的底部与循环水洗槽(5)相通,与循环水洗槽相通的第三喷头(5-1)设在洗涤降温塔内的上部;其特征在于:
a、洗涤降温塔(4)下部的烟气入口至少与一个换热器(6)底部的烟气出口相通,换热器上部的烟气入口与分解式夹套反应釜(7)侧面的烟气出口相通,分解式夹套反应釜侧面的烟气入口与烟道相通;
b、第二吸收液循环槽(3)下部的出口与换热器(6)内的蛇形管相通,蛇形管的出口与分解式夹套反应釜(7)的反应室相通;分解式夹套反应釜(7)的反应室顶部的出口与冷凝器(8)的进口相通,冷凝器的出口与气水分离器(9)的进口相通;
c、分解式夹套反应釜(7)的下部与一台离心机(10)相通,离心机的出口与分解式夹套反应釜(7)的反应室相通。
2. 根据权利要求1所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置,其特征在于:所述的分解式夹套反应釜(7)包括反应室(7-1)、一端与反应室连接的列管(7-2)、与列管的另一端连接的出料斗(7-3)、连接在反应室和列管侧面的夹套(7-4);夹套上的烟气入口与烟道相通,出料斗的下端与离心机(10)相通。
3. 根据权利要求1或2所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置,其特征在于:洗涤降温塔(4)下部的烟气入口与两个换热器(6)底部的烟气出口相通,两个换热器上部的烟气入口分别与两个分解式夹套反应釜(7)侧面的烟气出口相通,两个分解式夹套反应釜下部的烟气入口分别与烟道相通;
第二吸收液循环槽(3)下部的出口分别与两个换热器(6)内的蛇形管(6-1)相通,两个蛇形管的出口分别与两个分解式夹套反应釜(7)的反应室相通;两个分解式夹套反应釜(7)的反应室顶部的出口分别与冷凝器(8)的进口相通,冷凝器的出口与气水分离器(9)的进口相通;
两个分解式夹套反应釜(7)的下部的出料斗(7-3)分别与一台离心机(10)相通,两台离心机的出口分别与两个分解式夹套反应釜(7)的反应室(7-1)相通。
4. 节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,在权利要求1所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫装置上进行,其步骤如下:
第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为Na2CO3,将软水加入第一吸收液循环槽(2)中,在搅拌下逐渐加入Na2CO3,使之在溶液中的重量百分比浓度为8-18%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂,搅拌均;
第二步,循环初始吸收液:开启第一吸收液循环槽(2)和第二吸收液循环槽(3)的循环泵,使吸收液通过与第一吸收液循环槽相通的第一喷头(2-1)喷入脱硫塔(1)内部的上区,又从该上区的底部回到第一吸收液循环槽,从第一吸收液循环槽的底部流入第二吸收液循环槽;同时使吸收液通过与第二吸收液循环槽相通的第二喷头(3-1)喷入脱硫塔(1)内部的中区,又从该中区的底部回到第二吸收液循环槽;
第三步,烟气降温:将烟道排出的温度大约为180℃的烟气从“分解式夹套反应釜”侧面的烟气入口进入夹套中及列管间进行热交换;温度下降后的烟气从“分解式夹套反应釜”的烟气出口进入换热器(6)再次进行热交换,再次降低温度后的烟气从换热器的烟气出口排出,并从洗涤降温塔(4)下部的烟气入口进入其内;洗水循环槽(5)中的水经过水泵从喷头(5-1)从洗涤降温塔内的上部喷淋下来,进一步降低烟气的温度,至60℃以下;
第四步,吸收二氧化硫:温度降至60℃以下的烟气从洗涤降温塔(4)顶部的烟气出口排出,再从脱硫塔(1)下部的烟气入口进入其内的下区,烟气在该区进行合理分配,均匀地从第一间隔上的升气管的帽沿进入脱硫塔的中区,与设在中区上部的第二喷头(3-1)喷淋的吸收液接触,烟气中的部分SO2被吸收;烟气从第二间隔上的升气管的帽沿进入脱硫塔的上区,与设在上区上部的第一喷头(2-1)喷淋的吸收液接触,烟气中的余下SO2绝大部分被吸收,然后,从脱硫塔顶部的烟气出口进入烟筒排放;发生如下化学反应:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
第五步,分解亚硫酸氢钠:吸收液与烟气中的二氧化硫反应生成的亚硫酸氢钠溶液,经水泵从第二吸收液循环槽(3)泵入换热器(6)内的蛇形管,经预热后进入分解式夹套反应釜(7)的反应室内,再经分解式夹套反应釜(7)的夹套中及列管间的烟气加热,发生分解如下:
2NaHSO3→Na2SO3+SO2↑+H2O
第六步,分离水蒸气中的二氧化硫:第五步分解生成的SO2从分解式夹套反应釜顶部的反应室出口排出,再进入冷凝器(8)冷却,使SO2气体中的大部分水蒸气冷凝为水,然后,从冷凝器的出口排出,进入气水分离器(9),进行气水分离后,将SO2气体送去液化处理,作为化工原料;
第七步,循环利用亚硫酸钠:第五步分解生成的Na2SO3和H2O从分解式夹套反应釜下部的出料斗(7-3)排放到离心机(10)进行分离;将离心机分离得到Na2SO3的固体加入第一吸收液循环槽(2)循环利用;
第八步,分离滤液处理:第七步乘下的滤液中含有NaHSO3、Na2SO3和Na2SO4,又泵入分解式夹套反应釜(7)的反应室中,使其中的NaHSO3分解;当分离滤液中Na2SO4的含量达到5%时,将分离滤液送去冷冻结晶,分离出副产品Na2SO4。
5. 根据权利要求4所述的节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,其特征在于:第一步,配制初始吸收液:初始吸收剂为NaOH,将软水加入第一吸收液循环槽(2)中,在搅拌下逐渐加入NaOH,使之在溶液中的重量百分比浓度为7-14%,充分溶解后,再加入溶液重量0.05%抗氧化剂,搅拌均;发生如下化学反应:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
以反应得到的亚硫酸钠和烟气中的SO2发生反应如下:
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
6. 根据权利要求4或5所述节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,其特征在于:加入吸收液中的抗氧化剂为对苯二胺、或对苯二酚。
7. 根据权利要求4或5所述节能型亚硫酸钠循环脱硫方法,其特征在于:当循环吸收剂在脱硫出现损耗后,需及时补充初始吸收剂Na2CO3、或者NaOH。
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