CN111170339B

CN111170339B - 活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法

Info

Publication number: CN111170339B
Application number: CN202010072611.2A
Authority: CN
Inventors: 苏荣荣; 刘国锋; 刘晓敏; 李转丽; 邓松林
Original assignee: Beijing ZHTD Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing ZHTD Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2024-03-01
Anticipated expiration: 2040-01-21
Also published as: CN111170339A

Abstract

本发明提供一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法，系统包括：预处理系统，用于对再生气体净化、降温和气固分离；反应回收系统，包括反应单元和回收单元，所述反应回收系统的反应单元与所述预处理系统的气体出口连接，用于反应合成并回收亚硫酸钠；蒸发浓缩系统，用于对所述反应单元产生的亚硫酸钠浆液循环蒸发浓缩，经过蒸发浓缩后的亚硫酸钠浆液从所述回收单元入口进入，以进行回收处理；尾气处理系统，吸收所述尾气中的二氧化硫以及粉尘。方法包括：再生气体的预处理；产品的合成、蒸发浓缩和回收；尾气处理。本发明的系统能耗低、纯度高，适应连续性生产要求，吸收净化效果好，用水量少，SO₂损失率低，系统独立性强。

Description

活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法

技术领域

本发明属于环保行业干法活性焦脱硫脱硝富气资源化技术领域，具体涉及一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法。

背景技术

当前我国钢铁企业，大气污染物治理措施可大致总结为三大类：1.原料控制，烟气减排的基础条件；2.烧结过程控制，烟气减排的有效手段；3.烟气末端治理，烟气治理的终极手段与最终保障。在以上三种治理措施中，人们往往更关注烟气末端治理。目前，烧结烟气末端治理主要有活性焦脱硫脱硝一体化、烟气脱硫(湿法、干法、半干法)+中低温SCR脱硝一体化等技术。

烟气脱硫(湿法、干法、半干法)+中低温SCR脱硝一体化一般是将烧结烟气末端通过烟气处理系统进行烟气的处理，通过吸收去除烟气中有害物质SO₂和NOx，尾气吸收处理后的物质无法循环再利用；干法活性焦脱硫脱硝技术是利用活性焦对烟气中的SO₂和NOx进行吸附，并在450℃下对活性焦进行解析，得到浓度较高的气体，这些浓度较高的气体统称为活性焦再生气体，再生气体即是活性焦的脱硫富气，再生气体的主要成分见下表：

干法活性焦脱硫脱硝技术产生的再生气体含有较多的SO₂气体，将活性焦通过吸附解析得到高浓度SO₂气体，若能将高浓度的SO₂气体合理利用，作为工业制备原料，制备成工业用盐亚硫酸钠，烧结烟气资源化再利用，降低环境污染，对于工业化生产过程的改善具有重要意义。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法，以解决目前钢铁生产过程中烧结烟气利用率低，无法回收利用污染烟气，造成资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，所述系统包括：

预处理系统，用于对再生气体净化、降温和气固分离，得到二氧化硫纯度变高的预处理后气体；

反应回收系统，包括反应单元和回收单元，所述反应回收系统的反应单元与所述预处理系统的气体出口连接，用于反应合成并回收亚硫酸钠；

蒸发浓缩系统，所述蒸发浓缩系统与所述反应单元的出口连接，用于对所述反应单元产生的亚硫酸钠浆液循环蒸发浓缩，经过蒸发浓缩后的亚硫酸钠浆液从所述反应回收系统的回收单元入口进入，以进行回收处理；

尾气处理系统，所述尾气处理系统与所述反应回收系统的尾气出口连接，用于对所述反应回收系统中产生的尾气净化处理，以进一步吸收所述尾气中的二氧化硫以及粉尘。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述预处理系统包括：洗涤器，用于净化气体以去除再生气体中SO₃、HCl、HF及粉尘，同时实现气体降温和气液分离；

优选地，所述洗涤器包括依次连接的两级洗涤器，其中，一级洗涤器用于净化活性焦再生气体以初步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和初步实现气体降温；二级洗涤器用于再次净化来自所述一级洗涤器的气体，以进一步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和进一步实现气体降温，同时去除再次净化后的气体中雾滴；

更优选地，所述一级洗涤器内部上部设置有旋涡发生装置，所述一级洗涤器的外部设置有洗涤循环泵，所述一级洗涤器底部的洗涤液经过所述洗涤循环泵进入所述旋涡发生装置产生短暂的涡流液体悬浮层然后形成向下运行的旋转液流，与上行的再生气体发生撞击反应；

进一步优选，所述涡流发生装置设置有上下两层分别为第一涡流发生装置和第二涡流发生装置；

进一步优选，所述二级洗涤器从下到上包括洗涤段、填料段和电除雾段；

进一步优选地，在所述洗涤段的外部还设置有洗涤循环泵和冷却器，分别用于对洗涤段的洗涤液进行循环和气体的冷却；

再优选地，经过所述二级洗涤器的气体粉尘及总盐含量小于5mg/m³。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述反应回收系统的反应单元包括：

反应装置，与所述预处理系统的气体出口连接，用于反应合成亚硫酸钠；

所述回收单元包括：离心装置，与所述蒸发浓缩系统的浓缩浆液出口连接，用于回收含所述亚硫酸钠的固体物料；干燥装置，与所述离心装置的固体出口连接，用于干燥含所述亚硫酸钠的固体物料；

所述反应装置包括一级反应器和二级反应器，所述预处理后气体进入所述一级反应器，所述一级反应器的上部气体出口通过第一输气管道连接至所述二级反应器的上部气体入口；所述第一输气管道用于输送含二氧化硫的气体；所述一级反应器的底部浆液出口通过管道连接至所述蒸发浓缩系统；所述二级反应器的下部浆液出口通过第一输液管道连接至所述一级反应器的上部浆液入口，所述第一输液管道用于输送浆液；

优选地，所述二级反应器连接有碱液罐，所述碱液罐内的碱液定期向所述二级反应器内输送补充；

再优选地，所述二级反应器设有循环泵，用于浆液的自循环。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述蒸发浓缩系统包括：

加热器，所述加热器包括管程和壳程，所述管程用于储存浆液，所述壳程用于储存热蒸汽，所述加热器连接所述一级反应器的底部浆液出口，用于对亚硫酸钠浆液加热蒸发浓缩；

分离器，所述分离器的入口连接所述加热器的管程出口，所述分离器用于对所述亚硫酸钠浆液进行气液分离，所述分离器的底部循环浆液出口通过蒸发循环泵将浆液输送至所述加热器的管程底部入口，使浆液不断循环蒸发；所述分离器的底部浓缩浆液出口与所述离心装置连接；

冷凝器，所述分离器的上部蒸汽出口和所述加热器的壳程上部蒸汽出口均与所述冷凝器连接，所述冷凝器用于对来自分离器和加热器的蒸汽冷却降温；

真空泵，所述真空泵连接所述冷凝器，使所述冷凝器内形成负压；优选还使所述分离器内形成负压；

优选地，所述真空泵连接所述真空罐，所述冷凝器的顶部出口和底部出口均连接至所述真空罐。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述反应单元还包括母液罐，所述离心装置和所述尾气处理系统产生的液体输送进入所述母液罐，所述母液罐内液体通过管道输送至所述碱液罐内。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述干燥装置包括风干机和旋风收集器，经过所述风干机烘干后的物料进入所述旋风收集器进行颗粒收集；

优选地，所述旋风收集器为两级旋风收集器。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，在所述风干机之前还设置有干燥进料机，物料进入到所述干燥进料机内部干燥空间再运输至所述风干机。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，优选，所述尾气处理系统包括尾气吸收塔，所述尾气吸收塔外部设置有循环泵，将所述尾气吸收塔底部的碱液输送至顶部并持续循环。

一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，具体包括如下步骤：

步骤一、再生气体的预处理，包括：

活性焦脱硫脱硝解析后的再生气体经过预处理系统净化，得到二氧化硫纯度变高的预处理后气体；

步骤二、产品的合成、蒸发浓缩和回收，包括：

所述预处理后气体进入反应回收系统的反应单元，采用吸收液经过两级反应装置后制备出亚硫酸钠浆液，再经过蒸发浓缩后进行回收单元进行离心分离和干燥，得到亚硫酸钠粉末颗粒；

步骤三、尾气处理，包括：

反应单元和回收单元产生的尾气进入所述尾气处理系统，采用吸收液进行再次洗涤净化，处理后的气体放空。

在如上所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，优选，所述预处理后气体经过尾气风机的增压后进入所述反应回收系统的反应单元；

优选地，所述吸收液为碱液，更优选为碳酸钠溶液；

再优选地，该方法采用所述系统完成。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统及方法具有如下优异效果：

采用一级反应器和二级反应器连通共用，能起到稳定一级反应器的反应时间，降低因反应器故障对一级反应器出料的影响，利于下游蒸发浓缩系统、离心分离系统、干燥系统的连续稳定运行，同时增加了一级反应器吸收的SO₂的浓度，降低了碱液的消耗，对系统能耗的降低及产品品质的提高均有利。

可连续产出亚硫酸钠粉末产品，更适应连续性生产要求，且得到的亚硫酸钠粉末产品纯度大于90％，满足工业使用标准。

通过采用两级涡流发生装置产生循环旋转液流对烟气进行持续洗涤，可以达到更好的吸收净化效果，用水量少，SO₂损失率更低。

采用两级吸收法，有效降低循环吸收液的绝对循环量的同时提高了对废气中SO₂的吸收效率，采用本发明方法和系统，SO₂的吸收率大于98％，碱液消耗量更少，处理后的气体可直接排入大气，符合排放标准。

预处理系统相对独立，与后期的反应回收系统无相关联锁关系，当预处理系统出现故障时可用备用装置直接替换，降低了对下游亚硫酸钠粉末产品制备系统的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统流程图。

图中：1、预处理系统；11、一级洗涤器；111、第一涡流发生装置；112、第二涡流发生装置；12、二级洗涤器；121、洗涤段；122、填料段；123、电除雾段；13、洗涤循环泵；14、冷却器；15、废水池；2、反应回收系统；21、一级反应器；22、二级反应器；23、碱液罐；24、母液罐；25、离心分离机；26、干燥进料机；27、风干机；28、旋风收集器；29、尾气风机；210、引风机；211、第一输气管道；212、第一输液管道；3、蒸发浓缩系统；31、加热器；32、分离器；33、蒸发循环泵；34、冷凝器；35、真空泵；36、真空罐；4、尾气处理系统；41、尾气吸收塔；5、循环泵。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，制取亚硫酸钠的系统包括：

预处理系统1，预处理系统用于对活性焦再生气体净化、降温和气固分离，本发明的具体实施例中，预处理系统1包括洗涤器，用于净化气体以去除活性焦再生气体中SO₃、HCl、HF及粉尘，同时实现气体降温和气固分离，去除烟气中的粉尘；优选地，洗涤器包括依次连接的一级洗涤器11和二级洗涤器12，其中，一级洗涤器11用于净化活性焦再生气体以初步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和初步实现气体降温；二级洗涤器12用于再次净化来自一级洗涤器11的气体，以进一步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和进一步实现气体降温，同时去除再次净化后的气体中雾滴；一级洗涤器11和二级洗涤器12共同作用用于对再生气体净化、降温和气固分离，得到二氧化硫纯度高的预处理后气体。

本发明的具体实施例中，活性焦脱硫脱硝解析后的脱硫富气进入一级洗涤器11的下部，进气位置位于一级洗涤器11底部装有的洗涤液的上方；一级洗涤器11内上部设置有涡流发生装置，涡流发生装置用于对进入内部的洗涤液产生旋转涡流，优选地，在一级洗涤器11内部从上到下设置有第一涡流发生装置111和第二涡流发生装置112(现有技术，参见申请号为200720195551.3的实用新型专利)，一级洗涤器11外部设置有洗涤循环泵13，处于一级洗涤器11底部的洗涤液经过洗涤循环泵13分别进入第一涡流发生装置111和第二涡流发生装置112，两层喷淋装置的设置可以对一级洗涤器11下部进入的上行再生气体冷却同时，除掉杂质和粉尘。在涡流发生装置的作用下，洗涤液产生短暂的涡流液体悬浮层，然后形成具有一定速度的向下的旋转液流，而气体形成具有一定速度的向上的旋转气流，旋转液流与旋转气流发生撞击掺混，液相和气相激烈掺混，增加了掺混强度和洗涤液的停留时间，在旋切撞击的作用下杂质进一步被吸收，提高了杂质的去除率。涡流发生装置的设置，大大增加了气液接触面积和接触时间，提高了洗涤效率。

一级洗涤器11设置的洗涤循环泵13对洗涤液循环流动充分吸收去除再生气体中的SO₃、HCl、HF及粉尘等，而将SO₂气体保留在一级洗涤器11处理后的气体中，此过程中再生气体中的绝大部分氟化物、氯化物、粉尘、氨及盐类物质被洗涤液吸收，气体温度从350～420℃降至60-85℃。洗涤液为工艺水，主要去除三氧化硫等酸性气体，二氧化硫气体不会被洗涤液吸收。

经一级洗涤器11后未被吸收的气体从二级洗涤器12的下部进入，二级洗涤器12从下到上包括洗涤段121(又称为下层洗涤段)、填料段122、洗涤段121(又称为上层洗涤段)和电除雾段123，用于对气体进一步净化和气液分离，去除烟气中的杂质成分，粉尘及SO₃，提高SO₂的纯净度；从一级洗涤器11排出的气体进入二级洗涤器，二级洗涤器上用于接收一级洗涤器11排出气体的入口设置在下层洗涤段121的上方，填料段122的下方；二级洗涤器12中的洗涤液从下层洗涤段循环至上层洗涤段中喷洒，即下层洗涤段中填充有洗涤液；填料段122的目的是使洗涤段121中的洗涤液和上行的富气充分接触，富气中的杂质通过与填料间的相互碰撞不断去除杂质；填料段122的填料为斜悬式多孔悬浮填料(MBBR)，材质为聚四氟乙烯；通过填料段122的富气再次进入位于该填料段上方的洗涤段121，通过与洗涤液的逆向接触延长富气的停留时间，保证了洗涤效果；通过上层洗涤段121的富气进入电除雾段123，通过电除雾段123去除富气中的细小颗粒物即降低富气中的含水量，进一步保证富气的品质，在本发明中，上层洗涤段和下层洗涤段均为喷淋式洗涤，即来自上面的下行洗涤液与上行的烟气接触，从而实现烟气的洗涤。优选地，在下层洗涤段121的外部还设置有洗涤循环泵13和冷却器14，分别用于对下层洗涤段121的洗涤液进行循环和气体的冷却；二级洗涤器12中的洗涤液与一级洗涤器11中的洗涤液相同为工艺水。冷却器14的工作原理为：通过外界引入冷却水进入冷却器14，循环的洗涤液通过冷却器14时，循环洗涤液降温，和烟气间接换热，降温烟气温度。气体依次穿过二级洗涤器12中的填料段122、洗涤段121(即上层洗涤段)和电除雾段123，离开二级洗涤器12的干净气体的粉尘及总盐含量小于5mg/m³，然后气体进入反应回收系统2。优选地，气体经过尾气风机29的增压后送至反应回收系统2。当二级洗涤器12中底部的洗涤液中铵盐浓度达到设定值后，定期通过污水排出泵排出至废水池15。

反应回收系统2，包括反应单元和回收单元，反应回收系统2的反应单元与预处理系统1的气体出口连接，用于反应合成并回收亚硫酸钠；反应回收系统2的反应单元包括反应装置；回收单元包括离心装置和干燥装置，反应装置与预处理系统1的气体出口连接，用于反应合成亚硫酸钠浆液。

本发明的具体实施例中，反应装置包括一级反应器21和二级反应器22，经过预处理后气体进入一级反应器21，一级反应器21的上部气体出口通过第一输气管道211连接至二级反应器22的上部气体入口；第一输气管道211用于将来自一级反应器21的含二氧化硫气体输送至二级反应器22；一级反应器21的底部浆液出口通过管道连接至蒸发浓缩系统3；二级反应器22的下部浆液出口通过第一输液管道212连接至一级反应器21的上部浆液入口，第一输液管道212用于输送来自二级反应器22的反应后浆液至一级反应器21。优选地，反应单元还包括碱液罐23，二级反应器22连接有碱液罐23，碱液罐23内的碱液定期向二级反应器22内输送补充；优选地，碱液罐23中的碱液为纯碱液即碳酸钠溶液，优选采用质量浓度为20-30％(比如21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％)的碳酸钠溶液。再优选地，二级反应器22设有循环泵5，用于反应器内浆液的自循环，二级反应器22通过循环泵5进行循环吸收，可以使气液充分接触，充分吸收SO₂。本发明中的一级反应器21出成品液(亚硫酸钠浆液)，烟气中二氧化硫在一级反应器21中的浓度最高，容易吸收，不需要反复吸收，因此一级反应器21不需要设置循环泵5，二级反应器22中烟气中二氧化硫降低，需要溶液循环才能提高吸收率。

经过二级洗涤器12的净化气体进入一级反应器21，发生合成反应，出一级反应器21的残余气体进入二级反应器22进一步发生反应，SO₂气体被进一步吸收；一级反应器21的液位定期从二级反应器22中补充，二级反应器22的液位定期由碱液罐23内给予补充，逐渐增加溶液中的SO₂浓度，使溶液中吸收的SO₂的浓度达到最大化；最终二级反应器22中未被吸收的气体送至尾气处理系统4。优选地，一级反应器21和二级反应器22均具有与尾气处理系统4连通的气体出口，也具有与蒸发浓缩系统3连通的亚硫酸钠浆液出口，还具有与预处理系统1气体出口连通的进气口，这样气体和液体均可以从一级反应器21和二级反应器22直接进出，一旦某个反应器出现故障，均不影响另一反应器的出料。

蒸发浓缩系统3，蒸发浓缩系统3包括加热器31、分离器32、冷凝器34和真空泵35。亚硫酸钠浆液生成温度需要150-160℃的高温，单纯通过反应装置的反应温度达不到生成温度，亚硫酸钠产量少，效率低，通过设置蒸发浓缩系统可以对亚硫酸钠浆液加热蒸发浓缩，提高亚硫酸钠的生成量，提高产量，降低成本。加热器31包括管程和壳程，管程用于储存浆液，壳程用于储存热蒸汽，加热器31连接一级反应器21的底部浆液出口，浆液进入管程中(一级反应器21内的浆液PH为7.7-8.2且出料的温度达到65-75℃时进入管程)，通过管程和壳程的蒸汽换热，对亚硫酸钠浆液加热蒸发浓缩。分离器32连接冷凝器34，冷凝器34连接真空泵35，通过真空泵35的抽气作用使得冷凝器34内部保持负压，分离器32内部保持微负压。浓缩后的浆液在压差作用下进入分离器32，分离器32的入口连接加热器31的管程出口，亚硫酸钠浆液进入分离器32后通过闪蒸进行气液分离，分离器32的底部浆液循环出口通过蒸发循环泵33将浆液输送至加热器31的管程底部入口，使浆液不断在加热器31和分离器32间进行循环蒸发浓缩；分离器32的底部浓缩浆液出口与离心装置连接，经过多次蒸发浓缩达到一定浓度的浓缩浆液进入离心装置。分离器32的上部蒸汽出口和加热器31的壳程上部蒸汽出口均与冷凝器34连接，冷凝器34用于对蒸汽冷却降温；冷凝器34也包括管程和壳程，通过管程进行冷凝，壳程连接循环冷却水。饱和蒸汽作为热源，进入加热器31的壳程换热冷凝，与分离器32产生的二次蒸汽共同进入冷凝器34冷凝，由真空泵35抽走。

优选地，真空泵35连接真空罐36，真空罐36起到缓冲的作用，真空罐36内通过真空泵35作用抽成真空状态，冷凝器34的顶部出口和底部出口均连接至真空罐36，冷凝器34的顶部出口与真空罐36连通，使冷凝器34内呈负压环境，冷凝器34中冷却凝结的水通过底部出口输送至真空罐36内，完成蒸汽的冷却回收过程。

经过加热分离浓缩后的浓缩亚硫酸钠浆液从分离器32进入离心装置进行固液分离，滤饼进入干燥装置，然后得到固体亚硫酸钠粉末。

本发明的具体实施例中，反应回收系统2还包括母液罐24，离心装置和尾气处理系统4产生的液体输送进入母液罐24，母液罐24可以通过母液中转泵将液体输送至碱液罐23内。母液罐24中的液体是吸收部分SO₂气体的浆液，可输送至碱液罐23中进一步利用，实现资源最大化利用。

再优选地，经过离心分离后的母液送至母液罐24，滤饼通过溜槽进入干燥装置。

本发明的具体实施例中，干燥装置包括风干机27和旋风收集器28，经过风干机27烘干后的物料进入旋风收集器28进行颗粒收集；优选地，旋风收集器28为两级旋风收集器28。进一步优选，在风干机27之前还设置有干燥进料机26，干燥进料机26为内部干燥密封空间，滤饼进入到干燥进料机26内部干燥空间再运输至风干机27。

尾气处理系统4，尾气处理系统4用于对经过反应装置、离心装置和干燥装置后产生的尾气净化处理，以进一步吸收尾气中的二氧化硫以及粉尘。本发明的具体实施例中，二级反应器22中残余的气体、离心分离机25所在罩体内部残余气体均输送至尾气处理系统4；优选地，第二级旋风收集器28产生的残余气体通过引风机210输送至尾气处理系统4；优选地，纯碱罐(即碱液罐23)内部产生的残余气体也进入尾气处理系统4中进行净化处理。

本发明的具体实施例中，尾气处理系统4包括尾气吸收塔41，尾气吸收塔41底部设有碱液池，残余气体从尾气吸收塔41的下部进入，残余气体的入口设置在尾气吸收塔底部碱液的上方，尾气吸收塔41外部设置有循环泵5，将尾气吸收塔41底部的碱液输送至顶部喷淋，并持续循环，喷淋的碱液下行与上行的尾气接触。当不断循环的碱液PH值或浓度达到一定数值后，定期输送至母液罐24；经过尾气吸收塔41净化处理干净的气体通过高空放空，达到大气排放标准。尾气吸收塔41底部的碱液池中的碱液为纯碱液即碳酸钠溶液，优选采用质量浓度为20-30％(比如21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％)的碳酸钠溶液。

为了进一步理解本发明的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，本发明还提供了一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，具体包括如下步骤：

步骤一、再生气体的预处理，包括：

活性焦脱硫脱硝解析后的再生气体经过预处理系统1的一级洗涤器11和二级洗涤器12的洗涤、降温和气固分离后，除去SO₃、HCl、HF、粉尘等杂质后得到二氧化硫纯度变高的预处理后气体。

步骤二、产品的合成、蒸发浓缩和回收，包括：

经过预处理后的气体经过尾气风机29增压后进入一级反应器21，一级反应器21中的残余气体进入二级反应器22，二级反应器22内吸收二氧化硫后的浆液定期向一级反应器21内补充液体，碱液罐23内的纯碱液定期向二级反应器22内补充；且二级反应器22通过循环泵5不断循环吸收二氧化硫气体；当一级反应器21反应达到终点时(一级反应器21内的溶液PH为7.7-8.2时，且出料的温度达到65-75℃)，系统关闭原料进气阀门，并开启排液阀，将浆液排至加热器31的管程内，通过壳程的蒸汽对其换热蒸发浓缩；打开真空泵35，抽真空，使冷凝器34和分离器32内呈负压状态，浓缩后浆液进入分离器32经过气液分离进一步浓缩，然后在蒸发循环泵33的作用下浆液不断在加热器31和分离器32之间循环浓缩，蒸汽通过冷凝器34冷却凝结回收。

分离器32内的浆液定期排放进入离心装置，然后经过离心装置的离心分离后，母液输送至母液罐24，滤饼进入干燥进料机26，由干燥进料机26运输至风干机27进行烘干，然后进入两级旋风收集器28，收集亚硫酸钠粉末颗粒。

步骤三、尾气处理，包括：

二级反应器22、离心装置、第二级旋风收集器28和碱液罐23内产生的尾气进入尾气处理系统4通过碱液碳酸钠溶液进行洗涤净化，洗涤塔内部的碱液从下到上不断循环喷淋，循环碱液的浓度达到一定数值后，定期输送至母液罐24，母液罐24内液体输送进入碱液罐23内，资源利用最大化；气体净化干净后在高空放空。

综上所述，活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统和方法具有如下优异效果：采用一级反应器和二级反应器连通共用，能起到稳定一级反应器的反应时间，降低因反应器故障对一级反应器出料的影响，利于下游蒸发浓缩系统、离心分离系统、干燥系统的连续稳定运行，同时增加了一级反应器吸收的SO₂的浓度，降低了碱液的消耗，对系统能耗的降低及产品品质的提高均有利。

可连续产出亚硫酸钠粉末产品，更适应连续性生产要求，且得到的亚硫酸钠粉末产品纯度大于90％，满足工业上的使用标准。

通过采用两级涡流发生装置产生循环旋转液流对烟气进行持续洗涤，可以达到更好的吸收净化效果，SO₂损失率更低。

采用两级吸收法，有效降低循环吸收液的绝对循环量的同时提高了对废气中SO₂的吸收效率，采用本发明方法和系统，SO₂的吸收率大于98％，碱液的消耗量更低，处理后的气体可直接排入大气，符合排放标准。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述系统包括：

尾气处理系统，所述尾气处理系统与所述反应回收系统的尾气出口连接，用于对所述反应回收系统中产生的尾气净化处理，以进一步吸收所述尾气中的二氧化硫以及粉尘；

所述预处理系统包括：洗涤器，用于净化气体以去除再生气体中SO₃、HCl、HF及粉尘，同时实现气体降温和气液分离；

所述洗涤器包括依次连接的两级洗涤器，其中，一级洗涤器用于净化活性焦再生气体以初步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和初步实现气体降温；二级洗涤器用于再次净化来自所述一级洗涤器的气体，以进一步去除其中SO₃、HCl、HF及粉尘和进一步实现气体降温，同时去除再次净化后的气体中雾滴；

所述一级洗涤器内部上部设置有涡流发生装置，所述涡流发生装置设置有上下两层分别为第一涡流发生装置和第二涡流发生装置；所述一级洗涤器的外部设置有洗涤循环泵，所述一级洗涤器底部的洗涤液经过所述洗涤循环泵进入所述涡流发生装置产生短暂的涡流液体悬浮层然后形成向下运行的旋转液流，与上行的再生气体发生撞击反应；

所述二级洗涤器从下到上包括洗涤段、填料段、洗涤段和电除雾段，其中，所述填料段的填料为斜悬式多孔悬浮填料，材质为聚四氟乙烯；在所述洗涤段的外部还设置有洗涤循环泵和冷却器，分别用于对洗涤段的洗涤液进行循环和气体的冷却；

经过所述二级洗涤器的气体粉尘及总盐含量小于5mg/m³；

所述反应回收系统的反应单元包括反应装置，所述反应装置包括一级反应器和二级反应器，所述二级反应器设有循环泵，用于浆液的自循环；

所述二级反应器连接有碱液罐，所述碱液罐内的碱液定期向所述二级反应器内输送补充；所述回收单元包括：离心装置；所述反应单元还包括母液罐，所述离心装置和所述尾气处理系统产生的液体输送进入所述母液罐，所述母液罐内液体通过管道输送至所述碱液罐内。

2.如权利要求1所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述反应回收系统的反应单元包括：

所述预处理后气体进入所述一级反应器，所述一级反应器的上部气体出口通过第一输气管道连接至所述二级反应器的上部气体入口；所述第一输气管道用于输送含二氧化硫的气体；所述一级反应器的底部浆液出口通过管道连接至所述蒸发浓缩系统；所述二级反应器的下部浆液出口通过第一输液管道连接至所述一级反应器的上部浆液入口，所述第一输液管道用于输送浆液。

3.如权利要求2所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述蒸发浓缩系统包括：

真空泵，所述真空泵连接所述冷凝器，使所述冷凝器内形成负压；还使所述分离器内形成负压。

4.如权利要求3所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述真空泵连接所述真空罐，所述冷凝器的顶部出口和底部出口均连接至所述真空罐。

5.如权利要求2所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述干燥装置包括风干机和旋风收集器，经过所述风干机烘干后的物料进入所述旋风收集器进行颗粒收集；

所述旋风收集器为两级旋风收集器。

6.如权利要求5所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，在所述风干机之前还设置有干燥进料机，物料进入到所述干燥进料机内部干燥空间再运输至所述风干机。

7.如权利要求1所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括尾气吸收塔，所述尾气吸收塔外部设置有循环泵，将所述尾气吸收塔底部的碱液输送至顶部并持续循环。

8.一种活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一、再生气体的预处理，包括：

步骤二、产品的合成、蒸发浓缩和回收，包括：

步骤三、尾气处理，包括：

反应单元和回收单元产生的尾气进入所述尾气处理系统，采用吸收液进行再次洗涤净化，处理后的气体放空；

该方法采用权利要求1-7任一项所述系统完成。

9.如权利要求8所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述预处理后气体经过尾气风机的增压后进入所述反应回收系统的反应单元；

所述吸收液为碱液。

10.如权利要求9所述的活性焦脱硫富气资源化制取亚硫酸钠的方法，其特征在于，所述吸收液为碳酸钠溶液。