一种变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法技术

本发明专利技术公布了一种变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，通过变温吸附装置实现变温吸附脱除工业尾气中的二氧化硫；采用双塔或多塔工艺；将含二氧化硫尾气的温度降到吸附温度以下；设定吸附塔的吸附温度，不高于烟气出口温度不低于循环水温度；使吸附塔解吸温度高于吸附温度；吸附塔中装有能选择吸附二氧化硫的吸附剂；设置工艺步骤的时序，通过两塔或多塔交替使用实现对含二氧化硫气的连续脱硫。本发明专利技术具有投资少，运行能耗低，操作简单，无吸附剂消耗、净化深度高、抗冲击能力强等特点，可实现工业尾气中SO2零排放，尤其适用于硫酸厂尾气中SO2净化回收，或附近有硫酸厂的其它工业尾气SO2净化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业尾气中SO2的净化，尤其涉及一种利用变温吸附深度脱除工业尾气中二氧化硫(SO2)的方法，可把工业尾气中SO2富集后回收作为硫酸厂的原料气，尤其适合硫酸厂的尾气净化，或者附近有硫酸厂的其它工业尾气的SO2净化。
技术介绍
SO2是工业尾气排放的有害物之一。2013年10月，国家标准GB 26132-2010硫酸工业污染物排放标准正式实施，要求硫酸尾气中二氧化硫浓度从原有的860mg/m3降到400mg/m3以下，而执行大气污染物排放特别限值的地区要降到200mg/m3以下。在2017年7月1即将实施的大气污染排放标准中SO2的排放标准限定到了100mg/m3。现有SO2的脱除技术可按脱硫产物回收利用的程度分为以下三类：第一类SO2脱除后不可回收或难以利用，如石膏法、电石渣法等，该类产生大量的固体废物，带来二次污染。第二类是通过化学试剂氧化或催化氧化将SO2转化为稀硫酸或硫酸盐，如双氧水氧化法、氨氧化法、活性炭湿式催化法，例如专利CN105381699A记载了使用双氧水脱SO2，专利CN101085410记载了一种把烟气中SO2转化成硫酸氨的方法，该类技术需要不间断消耗氧化剂或催化剂，涉及到氧化剂供应半径及成本问题，偏远地区使用不方便。第三类是将低浓度SO2吸收或吸附后再解吸得到高浓度SO2，回到制酸工段制取硫酸。主要有专利CN102743956A记载的活性焦法，该方法报道转化率为96-97％，能把SO2出口浓度控制在200mg/m3以下，该类技术在吸附或吸收后需要去再生塔加热再生，再生需要消耗大量热量，使用循环泵或风机不停地循环吸收剂，增加了运行成本。同时也存在吸收剂不停地消耗和再生能耗大等问题。专利CN103446861A中记载了一种使用变温吸附脱硫再生废弃气的循环处理方法，该方法的基本过程和原理是使变温吸附脱硫过程产生的高含硫再生废气进行有机硫转化，将其中的有机硫转化成H2S。该工艺主要是针对有机硫和H2S。目前没有文献或专利报道使用固定床变温吸附方法脱除工业尾气中SO2，尤其是硫酸厂尾气中SO2的脱除。综上所述，现有技术解决工业尾气中SO2的排放存在的问题是：(一)有二次污染物固废或液废产生；(二)需要使用循环风机或泵用于吸收剂的循环再生，需要大量的运行功耗，也会导致
吸收剂的磨损或反应消耗；(三)脱硫率不高，一般为80-98％，处理后尾气SO2浓度随来料气SO2的波动而波动较大。(四)针对H2S有固定床吸附的专利，但是SO2使用固定床吸附工艺及吸附剂没有这方面的报道。前面提到的活性焦不是严格意义上的吸附剂，它将参与反应。(五)再生能耗高，目前还没有专利或文献报道通过时序设置来有效降低变温吸附再生热量的方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，使用固定床变温吸附脱除工业尾气中SO2，并把解吸出来的较高浓度SO2气体回收用于制备硫酸的方法。实现了工业尾气中SO2的零排放，尤其适用于硫酸厂尾气中SO2净化及回收；避免脱SO2产生大量二次污染物，克服较大的运行能耗、吸附剂/催化剂消耗。本专利技术提供的技术方案是：一种变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，通过变温吸附装置来实现变温吸附脱除工业尾气中SO2，变温吸附装置包括至少两个吸附塔、加热器和多个用于控制气流的流通断开的控制阀门；含SO2尾气的温度降到吸附温度以下，以一定压力通过吸附塔，吸附温度不高于含硫烟气(含SO2尾气)的出口温度，不低于循环水温度；吸附塔的解吸温度高于吸附温度；每个吸附塔中均装有能选择吸附SO2的吸附剂；将再生气流进吸附塔，从吸附塔排出解吸气；每个吸附塔可经历五个基本步骤，包括：(一)进气吸附步骤A；(二)高温再生气加热步骤HW；(三)高温再生气加热同时产生高含SO2气回制酸车间步骤HP；(四)低温再生气冷却，开始一段时间产生含SO2高的解吸气回制酸车间步骤LP；(五)低温再生气吹冷步骤LC；上述五个基本步骤中，可以选择步骤和步骤的时间设计不同的工艺流程；其中，步骤HW的时间可以为零；步骤LP和步骤LC的时间不能同时都为零；通过控制阀门的开关设置两塔或多塔工艺步骤的时序步骤，通过两塔或多塔交替使用实现对含SO2尾气的连续脱硫。针对上述变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，进一步地，在加热或者冷却时，均按与处理含硫(SO2)尾气相反的方向将再生气流入吸附塔，使得在吸附塔出口端(再生气进口端)的吸附剂保持新鲜，从而使得再次吸附时出口尾气中的SO2浓度很低；针对上述变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，进一步地，设置加热时间，加热吸附塔出口端(再生气的进口端)，当吸附塔温度加热到一定程度时，吸附塔出口端再生完成，吸附塔床层前段吸附剂蓄热；停止加热，利用吸附塔出口端或再生气的进口端已加热的吸附剂来加热再生气，加热的再生气向前流动，加热吸附塔的进口端或再生气流出端的吸附剂使其再生。吸附塔温度加热到一定程度的判断标准x是：设定X＝(T出-TA)/(T解吸-TA)，T出表示为解吸时塔出口段的温度，T解吸表示设定的解吸温度，TA吸附温度；一般选择x的取值为0.2—0.95，优化的取值范围是0.4—0.8。针对上述变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，进一步地，当含硫尾气的温度高于所需要的吸附温度时，变温吸附装置还可包括用于将含硫尾气冷却到吸附温度以下的冷却器。针对上述变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，进一步地，可以根据用户含硫尾气的排放压力选择是否需要鼓风机，当含硫尾气压力(表压)不大于吸附塔压降与管道压降之和时，变温吸附装置还可包括鼓风机，用于给含硫尾气增压以保证尾气能够通过填料床层(吸附塔)。在冷却器和鼓风机都需要时，可以自由选择选择两者放置的前后顺序；在含硫尾气温度较高时，冷却器应放在前面。针对上述变温吸附脱除工业尾气中SO2的方法，进一步地，当处理后尾气压力不大于硫酸车间入口压力、解吸气不能顺利通入硫酸车间时，变温吸附装置还可包括用于把气体增压以便能顺利通过解吸吸附塔后送回硫酸设备的入口的鼓风机。本专利技术通过变温吸附来脱除硫酸厂尾气中SO2，可通过如图1所示的双塔装置来实现，包括：吸附塔1、吸附塔2、冷却器3、鼓风机4、鼓风机5和加热器6；控制阀门7—19用于控制气流的开通或断开；工艺检修阀20在正常运行时为全开；其中阀16是在有循环加热需要时使用，即解吸气最初一段时间浓度很低，但有一定的温度，可以把这一段时间的解吸气循环回去继续加热并作为再生气。再生气用于吸附塔再生，从吸附塔出来以后即为含有SO2的解吸气。上述装置在工作时，两个吸附塔中均装有能选择吸附SO2的吸附剂，首先含SO2尾气通过冷却器3把温度降到吸附温度以下，通过鼓风机4增压后经阀门7通过吸附塔1，处理好的
干净气经阀门11作为排放气排放到大气；同时吸附塔2进行加热解吸和吹冷。解吸和吹冷使用空气或处理后的尾气，加热时经阀门17通过鼓风机5，经阀门18通过加热器6后经阀门20、14进入吸附塔2，加热解吸后进行吹冷，吹冷时将处理后的尾气通过鼓风机5后绕开加热器直接通过阀门19、14进入吸附塔2。解吸气回到硫酸设备的入口作为制硫酸的原料气。两塔交替使用，从而保证脱硫的连续运行。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，通过变温吸附装置实现变温吸附脱除工业尾气中的二氧化硫；所述变温吸附装置采用双塔或多塔工艺，包括至少两个吸附塔、一个或多个加热器和多个用于控制气流流通断开的控制阀门；所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法具体包括如下步骤：将含二氧化硫尾气的温度降到吸附温度以下，以一定压力通过吸附塔；设定吸附塔的吸附温度，使吸附塔的吸附温度不高于含二氧化硫尾气的烟气出口温度，不低于循环水温度；使吸附塔的解吸温度高于吸附温度；每个吸附塔中均装有能选择吸附二氧化硫的吸附剂；通过控制阀门的开关设置两塔或多塔工艺步骤的时序，通过两塔或多塔交替使用实现对含二氧化硫气的连续脱硫；处理好的干净气直接排放到大气。

【技术特征摘要】
1.一种变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，通过变温吸附装置实现变温吸附脱除工业尾气中的二氧化硫；所述变温吸附装置采用双塔或多塔工艺，包括至少两个吸附塔、一个或多个加热器和多个用于控制气流流通断开的控制阀门；所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法具体包括如下步骤：将含二氧化硫尾气的温度降到吸附温度以下，以一定压力通过吸附塔；设定吸附塔的吸附温度，使吸附塔的吸附温度不高于含二氧化硫尾气的烟气出口温度，不低于循环水温度；使吸附塔的解吸温度高于吸附温度；每个吸附塔中均装有能选择吸附二氧化硫的吸附剂；通过控制阀门的开关设置两塔或多塔工艺步骤的时序，通过两塔或多塔交替使用实现对含二氧化硫气的连续脱硫；处理好的干净气直接排放到大气。2.如权利要求1所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，其特征是，每个吸附塔中可经历五个基本步骤，包括：(一)进气吸附步骤A；(二)高温再生气加热步骤HW；(三)高温再生气加热同时产生高含二氧化硫的气体回制酸车间步骤HP；(四)低温再生气冷却，开始一段时间产生含SO2高的解吸气回制酸车间步骤LP；(五)低温再生气吹冷步骤LC。3.如权利要求2所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，其特征是，所述步骤HW的时间可为零；所述步骤LP和步骤LC的时间不能同时都为零。4.如权利要求2所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，其特征是，在加热或冷却时，均按与处理含二氧化硫尾气相反的方向将再生气流入吸附塔，吸附塔出口端为再生气进口端，使得在吸附塔出口端的吸附剂保持新鲜；所述再生气用量为处理气量的0.1-20％，优选为处理气量的0.5—10％。5.如权利要求4所述变温吸附脱除工业尾气中二氧化硫的方法，其特征是，设置吸附塔出口端的加热时间，当吸附塔出口端再生完成、吸附塔床层前段吸附剂蓄热时，停止加热，利用吸附塔出口端已加热的吸附剂来加热再生气，加热后的再生气向前流动，再加热吸附塔的进口端的吸附剂使其再生。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世刚，黄咏峰，王贺平，赵丹，陈莎，袁俊智，贺瑞萍，王新民，
申请(专利权)人：北京北大先锋科技有限公司，包头华鼎铜业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11