排出气体中污染物的再生回收制造技术

本发明专利技术涉及用于从排出气体中选择性去除污染物的方法。更具体而言，本发明专利技术的各种实施方案涉及在实现良好能量效率的再生二氧化硫吸收/解吸方法中，对排出气体中的二氧化硫的选择性去除和回收。通过将热从所述汽提塔气体间接转移至冷却介质来从在解吸循环中产生的湿法汽提塔塔顶气流中回收能量，并且所述能量被用于产生用于从吸收液中汽提污染物的蒸汽。可任选地冷却吸收区以增强用于吸收污染物气体的吸收介质的容量，从而降低在吸收/解吸循环中必须被泵送、处理、加热和冷却的吸收介质和富含污染物的吸收液的体积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于从排出气体中选择性去除污染物的方法。更具体而言，本专利技术的各种实施方案涉及在实现良好能量效率的再生二氧化硫吸收/解吸方法中，对排出气体中的二氧化硫的选择性去除和回收。通过将热从所述汽提塔气体间接转移至冷却介质来从在解吸循环中产生的湿法汽提塔塔顶气流中回收能量，并且所述能量被用于产生用于从吸收液中汽提污染物的蒸汽。可任选地冷却吸收区以增强用于吸收污染物气体的吸收介质的容量，从而降低在吸收/解吸循环中必须被泵送、处理、加热和冷却的吸收介质和富含污染物的吸收液的体积。【专利说明】排出气体中污染物的再生回收 专利
本专利技术涉及用于从排出气体中选择性去除污染物的方法。更具体而言，本专利技术的 各种实施方案涉及在实现良好能量效率的再生二氧化硫吸收/解吸方法中，对排出气体中 二氧化硫的选择性去除和回收。本专利技术的回收方案适用于去除和回收其它酸性气体（如硫 化氢、二氧化碳和氯化氢）以及其它污染物气体（如氨气）。 专利技术背景 多种操作会产生含污染物气体的气态排出物。例如，二氧化硫产生于各种化学和 冶金操作，包括硫磺制酸工艺、废旧硫酸厂、硫化物金属矿石和精矿的煅烧或冶炼以及含硫 碳燃料的燃烧（例如燃煤发电厂的烟道气）。碳燃料在发电中扮演重要角色，提供了用于加 热的能量和用于运输的燃料。大多碳燃料包含硫，其在燃烧时转化为二氧化硫。排放的二氧 化硫导致大范围的环境和健康问题。随着新兴经济体的扩张，它们对能量的需求迅速增加， 并且随着含硫量较低的碳燃料的耗尽，越来越多的具有越来越高含硫量的石油和煤炭储备 将被采用，导致二氧化硫排放的增加。 在世界范围内，也存在着减少二氧化硫排放与日俱增的监管压力。去除二氧化硫 的最常用的方法是通过吸收或吸收技术。一种常用的方法是使二氧化硫与含廉价碱的含水 流接触。二氧化硫溶解在水中形成亚硫酸（H 2SO3),进而与碱反应形成盐。常用的碱为氢氧 化钠、碳酸钠和石灰（氢氧化钙，Ca(OH) 2)。pH开始为约9,并且与二氧化硫反应后降低至 约6。单级湿法洗涤系统通常去除超过95%的二氧化硫。湿法洗涤器和相似的干法洗涤器 要求资金投入、由于石灰消耗和固体处理的变动成本，并且消耗能量和设备来操作此类二 氧化硫去除系统。 作为与碱（如石灰）反应的替代，可回收排出气体中的二氧化硫以作为精炼的二 氧化硫产品出售或被用作接触法硫酸厂进料气的一部分，并且作为硫酸和/或发烟硫酸回 收以满足化肥工业持续增长的全球需求，或进料至克劳斯（Claus)厂用于制备元素硫。除 了解决与二氧化硫排放相关的环境和健康问题，这种方法从煤炭和其它含硫碳燃料中回收 硫值。但是，这些气流通常具有相对较低的二氧化硫浓度和高水蒸气浓度。当进料至硫酸 厂的气体中二氧化硫浓度低于约4体积％至5体积％时，在制酸厂可能会出现有关水平衡 和能量平衡两者的问题。更具体而言，常规硫酸厂中的物料平衡要求进料至工厂的含二氧 化硫的气流中H 2CVSO2摩尔比不高于产品酸中的H2CVSO3摩尔比。如果所需的产品酸的浓度 为98. 5百分比或更高，在进料至工厂的含二氧化硫的气流中，这个比率不能高于约1.08。 当产生时，来自冶金过程的排出气体和来自含硫碳燃料燃烧的烟道气通常具有远高于1. 08 比率的水蒸气含量，在没有消耗巨大资金和能量的情况下，这不能通过冷却气体来显著地 降低。此外，如果源气体的二氧化硫气体浓度低于约4体积％至5体积％，那么这可能对催 化转化器的自热操作是不够的。也就是说，二氧化硫转化为三氧化硫的热量可能不足够大 以将进入的气体加热至催化操作温度，并且因此，必须供应来自一些外部来源的热量。这也 进而同时增加了对硫酸设备的操作成本和资本要求。 可通过在适合的溶剂中选择性吸收二氧化硫并且随后汽提所吸收的二氧化硫以 产生再生溶剂和富含二氧化硫含量的气体来增强气态排出物的二氧化硫浓度。多种水溶液 和有机溶剂以及有机溶液已用于再生二氧化硫吸收/解吸方法。例如，碱金属的水溶液（例 如亚硫酸钠/亚硫酸氢钠溶液）、胺（例如烷醇胺、四羟乙基亚烷基二胺等）、铵盐和各种有 机酸的盐已被用作可再生二氧化硫吸收剂。 无机含水缓冲溶液对吸收二氧化硫也是有效的。Fung等（2000)提供了比率为约 I. 57Na/P04的磷酸和碳酸钠的1摩尔浓度的溶液随温度变化的二氧化硫溶解度数据。数据 是对于初始混合物和添加1，OOOppm的己二酸以增强二氧化硫溶解度的混合物。Fung等也 表明，当达到沸腾温度时，对于初始混合物和含己二酸的混合物，分别去除了 95%和65% 的二氧化硫。溶液PH的计算显示了一旦二氧化硫被吸收，那么pH从6改变至约3。对于有 机溶剂，存在着二氧化硫与氧形成三氧化硫的轻微反应。虽然这个反应是非常有限的，并且 当使用Na 2COJt，所述反应通过其与在氧化期间形成的自由基的反应而被进一步抑制，但 是形成的三氧化硫导致了硫酸钠的形成，其中如果通过结晶去除硫酸钠，那么它作为硫酸 钠十水合物（Na 2SO4 · IOH2O),也被称为格劳伯氏盐（Glauber' s salt)被去除。这种盐可 通过采用滑流（slipstream)并且将其冷却以迫使易于结晶的格劳伯氏盐沉淀来去除，并 且可通过筛网、过滤、离心或其它固/液分离技术去除。 美国专利号4, 133, 650 (Gamerdonk等）公开了一种用于从废气中回收二氧化硫的 再生方法，其使用可再生含水二羧酸（如邻苯二甲酸、马来酸、丙二酸和戊二酸及它们的混 合物）洗涤溶液，所述溶液被缓冲至约2. 8至9的pH。所回收的二氧化硫可用于生产硫酸。 相似地，美国专利号2, 031，802(Tyrer)提出在用于从排出气体中回收二氧化硫 的再生方法中，使用基本上非挥发性的酸的盐，所述酸在40升/克分子的稀释度和25°C的 温度下测量具有lx KT2与lx KT5之间的解离常数（例如乳酸、乙醇酸、柠檬酸和正磷酸）。 美国专利号4, 366, 134(K〇r〇sy)公开了一种再生烟道气脱硫方法，其采用缓冲至 约3至约9的pH的柠檬酸钾水溶液。 用于二氧化硫吸收/解吸方法的有机溶剂包括二甲基苯胺、四乙二醇二甲醚和丁 基磷酸二丁酯。如同大多溶剂，通过更高的压力和更低的温度来增强有机溶剂的容量。然 后通过降低压力和/或增加温度来回收二氧化硫气体（并且使溶剂再生）。在吸收/解吸 工艺中，这些有机溶剂要求使用金属构造，并且由于硫酸的形成，并且在一些情况中由于溶 剂与因二氧化硫与氧的副反应而形成的三氧化硫的反应而常常要求溶剂再生。有机溶剂通 常比含水吸收液昂贵。 从燃煤发电厂排放的显著较高的烟道气流速导致了非常大的设备尺寸以回收二 氧化硫。要求金属构造的有机溶剂通常在经济上不能与湿法洗涤器很好地竞争，所述湿法 洗涤器通常使用纤维增强塑料（FRP)构造、涂层容器或低成本合金。 常规有机溶剂也受制于与用于二氧化硫吸收/解吸循环的吸收剂所需的特性相 关的一个或多个缺点。许多这些溶剂具有相对低的二氧化硫吸收容量，尤其是在含很少二 氧化硫的排放物中通常遇到的二氧化硫分压下（例如从约0. IkPa至约5kPa)。这些溶剂常 常从含二氧化硫的排出物中吸收大量的水蒸气，导致溶剂的二氧化硫吸收容量显著降低。 因此，需要满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含污染物的源气体中选择性去除和回收污染物气体的方法，所述方法包括：在污染物气体吸收塔中使包含所述源气体的进料气流与包含用于所述污染物气体的吸附剂的含水吸收介质接触，从而将污染物气体从所述进料气流中吸收至所述吸收介质中，并且产生已从中去除污染物气体的废气和富含污染物的吸收液；在吸收液汽提塔中使所述富含污染物的吸收液与汽提蒸汽接触，以从所述富含污染物的吸收液中解吸所述污染物，并且从而产生再生污染物吸收介质和包含水蒸气和污染物气体的初级汽提塔气体排出物；从所述吸收液汽提塔的液体出口抽出再生吸收介质，并且从所述吸收液汽提塔的蒸气出口抽出初级汽提塔气体排出物；压缩所述初级汽提塔气体排出物；通过将来自所述经过压缩的初级汽提塔气体排出物的热量间接转移至初级汽提塔气体冷却器/冷凝器中的冷却介质，使水自所述经过压缩的初级汽提塔气体排出物冷凝，从而产生带有污染物的冷凝物；在冷凝物汽提塔中使离开所述初级汽提塔气体冷却器/冷凝器的所述带有污染物的冷凝物与蒸汽接触，以产生被汽提的冷凝物和含有水蒸气和污染物气体的冷凝物汽提塔气体排出物；其中在所述初级汽提塔气体冷却器/冷凝器中，热量从所述经过压缩的初级汽提塔气体排出物转移至所述冷却介质，所述冷却介质包含所述被汽提的冷凝物的至少一部分，从而在超过所述吸收液汽提塔内其液体出口压力的压力下，从所述被汽提的冷凝物产生蒸汽；并且将在所述初级汽提塔气体冷却器/冷凝器中由所述被汽提的冷凝物产生的蒸汽，作为用于与富含污染物的吸收液接触以从中解吸污染物的汽提蒸汽，引入所述吸收液汽提塔。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·维拉卡斯塔尼达，
申请(专利权)人：MECS公司，
类型：发明
国别省市：美国;US