本实用新型为环保及化学工程领域，涉及工业废气高附加值利用，特别适用于高温含硫废气制备液态二氧化硫领域。
背景技术：
二氧化硫是主要大气污染物，吸附剂干法脱硫如活性焦脱硫等是脱除二氧化硫重要手段。为控制成本，吸附剂通常需要再生循环使用，其中高温解吸是吸附剂常用再生方法。工业一般采用氮气作为热再生时的载气，由于生成的解吸气中二氧化硫浓度较低，因此常用于制备稀硫酸。但由于稀硫酸产品应用范围窄，其作为脱硫副产品的附加值低。
与稀硫酸相比，液态二氧化硫广泛应用于食品行业及纺织行业，具有应用广泛、价值高的优势。因此，将解吸气中的二氧化硫转化为液体二氧化硫能够有效缓解环保压力，并能实现工业废气的高附加值利用。
目前，工业大规模生产液态二氧化硫的方法主要有吸收法、纯氧燃硫法、三氧化硫还原法、硫酸分解法等。各种方法的区别主要集中在如何得到高浓度的二氧化硫气体方面。当得到高浓度二氧化硫气体后，一般都采用加压法或冷却法，或者采用加压和冷却并用的方法来制取液体二氧化硫。
通过改进脱硫剂的热再生方式，采用水蒸气作载体来解吸脱硫剂，因水蒸气易冷凝，可通过对解吸气降温冷凝而分离水蒸气，从而增浓二氧化硫，所得气体再由吸收法制备液态二氧化硫。从脱硫剂热再生时生成的解吸气中回收制备液体二氧化硫，因二氧化硫来源稳定且廉价，在生产成本上具有很大优势。
传统吸收法制备液体二氧化硫技术，通常将烟气先经除尘降温后，再通入吸收塔吸收。该方式没有回收和利用烟气的能量，因此通常适宜处理热能品位低的废气。同时，传统吸收方式处理的烟气中二氧化硫含量一般较低，致使脱硫设备体积庞大、脱硫剂用量大且损耗高，使系统总能耗增加，从而进一步增加了产品的成本。
在由高温含硫废气制备液体二氧化硫过程中，各流股及反应装置的温度差别较大，通过合理的布置，可以实现能量的优化利用。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型提供了一种高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，充分利用含硫废气的高温属性，通过调整物流连接顺序，达到能量优化配置的目的；通过预先脱除废气中富含的水蒸气，对二氧化硫采取“一次增浓”加“二次吸收”的方式，有效缩小吸收设备尺寸，强化传质效率，实现节能降耗的目标；同时充分利用公共资源及现有工艺，以提高系统的综合效率，具体技术方案如下：
一种高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，包括过滤器、再沸器、相变冷凝器、吸收塔、贫/富液热交换器、解吸塔、干燥器、气化冷凝器、压缩机和液体二氧化硫储槽，
所述过滤器、再沸器、相变冷凝器、吸收塔、贫/富液热交换器、解吸塔、干燥器、气化冷凝器、压缩机和液体二氧化硫储槽依次相连；吸收塔和贫/富液热交换器通过富液管路和贫液管路相连；再沸器分别与贫/富液热交换器和解吸塔连接。
进一步，包括循环泵和吸收液储槽，循环泵和吸收液储槽依次连接并安装在吸收塔和贫/富液热交换器的富液通路和贫液通路中。
进一步，包括依次相连的多级吸收塔，吸收塔出口二氧化硫含量低于20mg/Nm3。
进一步，所述过滤器内的温度为350-450℃。
进一步，所述再沸器采用盘管式间接加热，管内热源为高温含硫废气及补充蒸汽，两热源互为独立，盘管采用交错式排列。
进一步，所述相变冷凝器为板式冷凝器或管壳式换热器，相变冷凝器采用多级并联，相变冷凝器出口温度为70-90℃。
进一步，所述干燥器中的干燥剂采用固体酸性干燥剂或浓硫酸，干燥剂采用填充床形式填充。
进一步，所述气化冷凝器中所用冷媒为液氨，冷却温度为-15℃。
进一步，所述压缩机采用无润滑油结构。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型充分利用含硫废气的高温属性，通过调整物流连接顺序，达到能量优化配置的目的；通过预先脱除废气中富含的水蒸气，对二氧化硫采取“一次增浓”加“二次吸收”的方式，有效缩小吸收设备尺寸，强化传质效率，实现节能降耗的目标；同时充分利用公共资源及现有工艺，以提高系统的综合效率。
该技术装置主要优势：(1)脱硫剂的热再生过程产生的解吸气出口温度高于400℃，而二氧化硫的溶液吸收需要在低温条件下进行，高温度梯度利于能量的多效利用；(2)采用高温除尘装置，在脱除固体粉尘及油性杂质时，避免因低温冷凝引起的颗粒团聚和管路堵塞；(3)利用相变冷凝的方式脱除水蒸气，实现废气中二氧化硫的“一次增浓”；(4)利用二氧化硫吸收液定向吸收二氧化硫，实现二氧化硫的有效分离；(5)采用液氨气化来冷冻二氧化硫，充分利用公共资源并达到节能目的。
该技术对于节能减排、能量梯级回收及工业废气的高值化利用具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型多级吸收实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1：
如图1，一种高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，包括高效陶瓷过滤器1、再沸器2、相变冷凝器3、吸收塔4、循环泵、吸收液储槽、贫/富液热交换器7、解吸塔8、干燥器9、气化冷凝器10、压缩机11和液体二氧化硫储槽12。
过滤器1、再沸器2、相变冷凝器3、吸收塔4依次相连，形成高温含硫气通路。吸收塔4、吸收液储槽6、循环泵5、贫/富液热交换器7、解吸塔8依次相连形成富液通路。解吸塔8、再沸器2、高温循环泵51、贫/富液热交换器7、吸收液储槽61、循环泵52、吸收塔4依次相连形成贫液通路。解吸塔8、干燥器9、气化冷凝器10、压缩机11和液体二氧化硫储槽12依次相连形成二氧化硫通路。
高温含硫气流向：高温含硫废气经高效陶瓷过滤器1除尘除杂，过滤器1内的温度为350-450℃。随后作为热源进入再沸器2加热解吸塔釜液，低温含硫废气经过相变冷凝器3脱除水蒸汽，即蒸汽冷凝液从相变冷凝器3中排出，相变冷凝器3为板式冷凝器或管壳式换热器，相变冷凝器3采用一级或多级并联，相变冷凝器3出口温度为70-90℃。然后在吸收塔4内与二氧化硫吸收液逆流吸收，后排放至烟道。
贫/富液流向：吸收塔4内的二氧化硫吸收液(富液)在贫/富液换热器7中与来自再沸器2的高温贫液换热，再沸器2采用盘管式间接加热，管内热源为高温含硫废气及补充蒸汽，两热源互为独立，盘管采用交错式排列。之后进入解吸塔8。二氧化硫吸收液(富液)与高温水蒸气逆流接触，在解吸塔8底部变为吸收液(贫液)，之后进入再沸器2中生成高温蒸汽。高温吸收液(贫液)从再沸器2中经高温循环泵51，至贫/富液换热器7中与二氧化硫吸收液(富液)间接换热，冷却后的吸收液(贫液)进入吸收液储槽61，并由循环泵52送至吸收塔4顶部。
二氧化硫流向：从再沸器2中生成的高温蒸汽与从解吸塔8顶部进入的二氧化硫吸收液(富液)逆流解吸，解吸气进入干燥器9中脱水，干燥器9中的干燥剂采用固体酸性干燥剂或浓硫酸，干燥剂采用填充床形式填充。然后在气化冷凝器10中被液氨间接冷却，气化冷凝器10中所用冷媒为液氨，冷却温度为-15℃。气化后的氨气进入SCR工段，低温二氧化硫进入压缩机11后进一步液化，然后流至液体二氧化硫储槽12中储存。压缩机11采用无润滑油结构。
实施例2：
如图2所示，吸收塔采用两级串联结构，即吸收塔4和吸收塔41串联。两个吸收塔分别连接一个吸收液储槽6，通过循环泵5连接贫/富液热交换器7，贫/富液热交换器7连接解吸塔8构成富液通路。再沸器2通过循环泵51连接贫/富液热交换器7，贫/富液热交换器7连接吸收液储槽61分别通过两个循环泵(循环泵52和循环泵53)连接吸收塔4和吸收塔41。尾气中二氧化硫含量低于20mg/Nm3。其余结构同实施例1。
实施例3：
在实施例1中从气化冷凝器10出来的氨气返回冷冻工段液化后循环使用。其余结构同实施例1。
以上所述仅为本实用新型的较佳组合实施举例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，包括过滤器(1)、再沸器(2)、相变冷凝器(3)、吸收塔(4)、贫/富液热交换器(7)、解吸塔(8)、干燥器(9)、气化冷凝器(10)、压缩机(11)和液体二氧化硫储槽(12)，
所述过滤器(1)、再沸器(2)、相变冷凝器(3)、吸收塔(4)、贫/富液热交换器(7)、解吸塔(8)、干燥器(9)、气化冷凝器(10)、压缩机(11)和液体二氧化硫储槽(12)依次相连；吸收塔(4)和贫/富液热交换器(7)通过富液管路和贫液管路相连；再沸器(2)分别与贫/富液热交换器(7)和解吸塔(8)连接。
2.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，包括循环泵和吸收液储槽，循环泵和吸收液储槽依次连接并安装在吸收塔(4)和贫/富液热交换器(7)的富液通路和贫液通路中。
3.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，包括依次相连的多级吸收塔(4)，吸收塔(4)出口二氧化硫含量低于20mg/Nm3。
4.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述过滤器(1)内的温度为350-450℃。
5.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述再沸器(2)采用盘管式间接加热，管内热源为高温含硫废气及补充蒸汽，两热源互为独立，盘管采用交错式排列。
6.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述相变冷凝器(3)为板式冷凝器或管壳式换热器，相变冷凝器(3)采用多级并联，相变冷凝器(3)出口温度为70-90℃。
7.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述干燥器(9)中的干燥剂采用固体酸性干燥剂或浓硫酸，干燥剂采用填充床形式填充。
8.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述气化冷凝器(10)中所用冷媒为液氨，冷却温度为-15℃。
9.如权利要求1所述的高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，其特征在于，所述压缩机(11)采用无润滑油结构。
技术总结
本实用新型公开了一种高温含硫废气制备液态二氧化硫装置，包括过滤器(1)、再沸器(2)、相变冷凝器(3)、吸收塔(4)、贫/富液热交换器(7)、解吸塔(8)、干燥器(9)、气化冷凝器(10)、压缩机(11)和液体二氧化硫储槽(12)。本实用新型充分利用含硫废气的高温属性，通过调整物流连接顺序，达到能量优化配置的目的；通过预先脱除废气中富含的水蒸气，对二氧化硫采取“一次增浓”加“二次吸收”的方式，有效缩小吸收设备尺寸，强化传质效率，实现节能降耗的目标；同时充分利用公共资源及现有工艺，以提高系统的综合效率。
技术研发人员：董鹏伟;姚常斌;周文祥;程俊峰;张开元
受保护的技术使用者：北京清新环境技术股份有限公司
文档号码：201621057818
技术研发日：2016.09.14
技术公布日：2017.05.17
声明：
“高温含硫废气制备液态二氧化硫装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京清新环境技术股份有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
