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    一种 气体 湿法 净化 脱硫 排放 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410064719.1

    申请日:

    2014.02.26

    公开号:

    CN103787439A

    公开日:

    2014.05.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/16申请日:20140226|||公开
    IPC分类号: C02F1/16; C02F103/18(2006.01)N 主分类号: C02F1/16
    申请人: 河北凯跃化工集团有限公司
    发明人: 景玉国
    地址: 065801 河北省廊坊市文安县左各庄镇南环路
    优先权:
    专利代理机构: 唐山顺诚专利事务所 13106 代理人: 于文顺
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410064719.1

    授权公告号:

    103787439B||||||

    法律状态公告日:

    2015.01.14|||2014.06.11|||2014.05.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,属于气体净化工序节能、环保及综合利用技术领域。技术方案是:设置真空浓缩槽,将熔硫釜排出的高温脱硫液引入真空浓缩槽浓缩蒸发,回收利用余热;真空浓缩槽配置水力喷射器作为抽真空装置,采用脱硫液作为水力喷射器的喷射液体,设置冷却结晶装置,得到副盐含量99%以上的固体作为副产品回收,分离固体后的液体为母液回收到脱硫液中,完全实现脱硫液的零排放。本发明利用现有气体净化脱硫工序设有熔硫釜的特点,不需要单设水蒸汽冷却装置、不需要消耗冷却能耗,大幅度降低能耗及运行成本,实现脱硫液零排放的同时保证气体净化脱硫工艺的正常进行,节能、环保、增效。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,其特征在于包含如下工艺步骤:①设置真空浓缩槽,采用熔硫釜排出的高温冷凝水作为真空浓缩槽的热源,将熔硫釜排出的高温脱硫液引入真空浓缩槽,在低压、低温条件下使脱硫液部分浓缩蒸发,回收利用熔硫釜排出的高温脱硫液和冷凝水的余热;                                                真空浓缩槽配置水力喷射器作为抽真空装置,采用脱硫液作为水力喷射器的喷射液体,真空浓缩槽蒸发的水蒸汽直接被脱硫液吸收,不需设置降温冷凝装置,不需消耗冷却能耗;设置冷却结晶装置,浓缩后的脱硫液经冷却、结晶分离,固体为副盐,得到副盐含量99%以上的固体作为副产品回收,分离固体后的液体为母液回收到脱硫液中,完全实现脱硫液的零排放。

    2.  根据权利要求1所述的一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,其特征在于所述熔硫釜的作用是将硫泡沫中的单质硫和脱硫液分离开,排出的脱硫液温度为100-110℃,熔硫釜采用的热源饱和蒸汽压力为0.4-0.6MPa(a),排出的冷凝水温度为110-130℃。

    3.  根据权利要求1或2所述的一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,其特征在于控制真空浓缩槽压力为10-40KPa(a)、蒸发温度60-80℃,水力喷射器采用脱硫液作为喷射液体,单独设置循环泵;或者采用脱硫系统贫液泵出口分出一少部分流量作为喷射液体。

    说明书

    说明书一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法
    技术领域
    本发明涉及一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,尤其适用于煤气、天然气、焦炉气等气体湿法催化脱硫净化生产过程中脱硫液的处理方法,属于气体净化工序节能、环保及综合利用技术领域。
    背景技术
    气体的脱硫净化工艺分为干法和湿法两大类,湿法脱硫可以脱除较高含量的硫,同时运行成本低而被广泛采用;湿法脱硫脱硫液采用的有效成分主要包括氨水、纯碱等,脱硫液的有效成分与气体中的H2S进行化学反应,H2S的吸收反应和反应产物氧化再生反应分别交替进行实现气体中硫的连续脱除;以脱硫液有效成分采用纯碱为例:吸收H2S的化学反应为H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3,氧化再生的化学反应为2NaHS+2NaHCO3+O2=2S↓+2Na2CO3+2H2O,湿法脱硫理论上脱硫液的有效成分没有损失,也没有其他杂质生成,但在实际生产过程中有副产物生成;脱硫液有效成分采用纯碱,副盐主要有三种:Na2S2O3、Na2SO4、NaCNS;脱硫液有效成分采用氨水,副盐主要包括(NH4)2S2O3、(NH4)2SO4、NH4CNS;以脱硫液有效成分采用纯碱为例,当脱硫液中副盐含量较低时,Na2S2O3≤100g/L,Na2SO4≤40g/L,NaSCN≤40g/L对气体脱硫净化工艺影响较小,脱硫液可以不外排,长期循环使用;当脱硫液中副盐含量严重超标比如Na2S2O3≥200g/L甚至更高时,脱硫效率将大幅度下降、脱硫剂及辅料消耗大幅度上长,气体净化工艺将无法正常进行,被迫排放部分脱硫液,补充部分新脱硫液来降低副盐含量,脱硫液的排放造成严重的环境污染;近年来随着能源价格的不断攀升,高含硫量天然气的开采、低价位的高硫煤越来越多的作为生产煤气和炼焦的原料,使得煤气、焦炉气、天然气等气体中的硫含量越来越高,特别在大规模,大气量、H2S含量较高的气体净化生产中,大量副盐的生成严重影响了脱硫效率、脱硫成本明显增加,偷排脱硫液造成环境污染的现象时有发生。
    针对以上问题,有人提出了降低副反应的方法,如中国专利号200610166305.5所述,在脱硫液中加入部分助剂抑制副反应的发生,当气体中的硫含量较低时有一定的效果,当气体中的硫含量超过2g/Nm3甚至更高时,收效甚微;有人提出了脱硫液脱除副盐的方法,如中国专利号200710014351.8所述,将部分脱硫液引出,经沉淀、脱色、蒸发、冷却后得到90%以上的副盐混合物结晶,蒸发冷凝后的水回收到脱硫液中,此方法存在主要问题是能耗及运行成本太高:一是90%以上的副盐中含有部分脱硫液的有效成分,包括催化剂等,随副盐被脱除,造成了极大的浪费;二是脱硫液蒸发出的水蒸汽冷凝为水将消耗大量的冷却介质和动力,能耗太高,脱硫成本将大幅度增加;还有人提出了脱硫液回收副盐及其循环利用的方法如中国专利号201110097197.1所述,此方法工艺复杂,操作难度大,运行成本高,不适于作为气体净化工序的辅助岗位采用。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,设置真空浓缩槽,不需要单设水蒸汽冷却装置、不需要消耗冷却能耗,大幅度降低能耗及运行成本,实现脱硫液零排放的同时保证气体净化脱硫工艺的正常进行,节能、环保、增效,解决背景技术中存在的上述问题。
    本发明的目的是这样实现的:
    一种气体湿法净化脱硫液零排放的方法,包含如下工艺步骤:①设置真空浓缩槽,采用熔硫釜排出的高温冷凝水作为真空浓缩槽的热源,将熔硫釜排出的高温脱硫液引入真空浓缩槽,在低压、低温条件下使脱硫液部分浓缩蒸发,回收利用熔硫釜排出的高温脱硫液和冷凝水的余热;                                                真空浓缩槽配置水力喷射器作为抽真空装置,采用脱硫液作为水力喷射器的喷射液体,真空浓缩槽蒸发的水蒸汽直接被脱硫液吸收,不需设置降温冷凝装置,不需消耗冷却能耗;设置冷却结晶装置,浓缩后的脱硫液经冷却、结晶分离,固体为副盐,得到副盐含量99%以上的固体作为副产品回收,分离固体后的液体为母液回收到脱硫液中,完全实现脱硫液的零排放。
    所述熔硫釜的作用是将硫泡沫中的单质硫和脱硫液分离开,排出的脱硫液温度为100-110℃,熔硫釜采用的热源饱和蒸汽压力为0.4-0.6MPa(a),排出的冷凝水温度为110-130℃;控制真空浓缩槽压力为10-40KPa(a)、蒸发温度60-80℃,水力喷射器采用脱硫液作为喷射液体,可以单独设置循环泵,也可以采用脱硫系统贫液泵出口分出一少部分流量作为喷射液体。
    因脱硫液中有效成分含量较低,距达到饱和状态相差很远,而副盐含量相对较高,离饱和状态较近;例如:以脱硫液有效成分采用纯碱为例,脱硫液温度为40℃,理想状态下脱硫液中Na2CO3含量5-10g/L,Na2S2O3含量≤100g/L;40℃时Na2CO3的溶解度为490g/L、Na2S2O3的溶解度为776g/L;脱硫液中Na2CO3含量保持10g/L不变,当Na2S2O3含量300g/L,理论上将此状态下的脱硫液浓缩49倍Na2CO3才能结晶,而浓缩2.6倍就有Na2S2O3结晶析出;当脱硫液中Na2S2O3含量为150g/L时,浓缩5.17倍就有Na2S2O3结晶析出;实际运行参数会有所差异,根据熔硫釜排出脱硫液的量以及其中副盐含量的高低,控制真空浓缩脱硫液浓缩倍数1-10倍,最佳2-5倍,所得到的结晶经脱水分离后副盐含量99%以上,分离结晶后的母液含有脱硫剂有效成分、催化剂、未结晶的副盐等全部回收到脱硫液中。
    本发明适用于各类湿法气体脱硫系统采用,特别适用于设置有熔硫釜的各类湿法气体脱硫系统应用。
    本发明通过设置真空浓缩槽,将熔硫釜熔硫后排出的高温脱硫液,引入真空浓缩槽,采用熔硫釜排出的高温冷凝水作为真空浓缩槽的热源,同时设置水力喷射器,作为真空浓缩槽抽真空的装置,水力喷射器采用脱硫液作为喷射液体,真空浓缩槽上部出口的蒸汽直接进入喷射器被脱硫液吸收,真空浓缩槽下部经过浓缩后的液体经冷却、结晶分离,结晶即为副盐,分离结晶后的液体为母液,母液回收到脱硫液中,连续或间断的分离出部分副盐,有效的控制脱硫液中的副盐含量在指标之内,低能耗、低成本实现脱硫液零排放。
    真空浓缩槽蒸发的水蒸汽被喷射器的脱硫液吸收,不需要单设水蒸汽冷却装置,不需要消耗冷却能耗;因这部分水蒸汽的量很小,约占气体净化总脱硫液循环量的0.1-1%,对脱硫液的温度影响很??;充分回收和利用熔硫釜排出的高温脱硫液以及高温冷凝水的余热,在低压、低温条件下将脱硫液部分蒸发浓缩,大幅度降低能耗及运行成本。
    本发明利用气体脱硫净化工序设有熔硫釜装置的特点,设置真空浓缩装置将熔硫釜排出的脱硫液在低压、低温下部分蒸发,采用脱硫液作为抽真空装置水力喷射器的喷射液体吸收蒸发出的水蒸汽,将熔硫釜排出的脱硫液、以及排出的冷凝水的余热作为能源全部回收利用,浓缩后的脱硫液冷却、结晶为副盐进行分离作为副产品回收,母液回收到脱硫液中,低能耗、低成本将脱硫液中的副盐分离出来,维持脱硫液中的副盐含量在指标之内,实现脱硫液零排放的同时保证气体净化脱硫工艺的正常进行;节能、环保、增效,解决背景技术中存在的上述问题。
    本发明的积极效果是:利用现有气体净化脱硫工序设有熔硫釜的特点,增设真空浓缩装置,并配置水力喷射器作为抽真空装置,采用熔硫釜排出的高温冷凝水作为真空浓缩装置的热源,采用脱硫液作为水力喷射器的喷射液体,将熔硫釜排出的高温脱硫液引入真空浓缩装置,在低温、低压条件下进行部分蒸发浓缩,蒸发出的水蒸汽被水力喷射器的喷射脱硫液吸收,水蒸汽全部回收到了脱硫液中,浓缩后的液体经冷却、结晶分离,固体副盐作为副产品回收,分离副盐后的液体回收到脱硫液中,实现脱硫液的零排放,与背景技术相比,操作简单、可靠,能耗低、运行成本低。
    附图说明
    图1为本发明实施例采用本发明前工艺流程示意图;
    图2为本发明实施例采用本发明后工艺流程示意图。
    具体实施方式
    以下通过实施例,对本发明作进一步说明:
    参照附图1,背景技术,采用煤炭为原料,固定床常压煤气化,年产合成氨20万吨规模的常压脱硫系统,脱硫液有效成分为纯碱,酞箐钴为催化剂,脱硫液总容量约400m3,脱硫系统脱硫液循环量约1200m3/h,进入熔硫釜的硫泡沫量约20m3/h,熔硫釜热源为0.5MPa(a)饱和蒸汽,熔硫釜出口脱硫液量约2-2.5m3/h,单质硫产量约3000-4000kg/天,蒸汽消耗量约3-4t/h;采用本发明之前,熔硫釜出口100-110℃脱硫液直接回收到了脱硫液中,熔硫釜排放的110-130℃的冷凝水减压到常压,排放部分乏汽后回收到水处理作为软水使用,脱硫液中的副盐含量较低时,脱硫液不外排,脱硫效率95%以上,吨氨纯碱消耗3-3.5kg;随着脱硫液副盐含量的提高,脱硫效率逐步下降到90%以下,吨氨纯碱消耗提高到5kg以上,分析脱硫液中Na2S2O3含量达到了200g/L以上,其他副盐含量也明显升高,被迫定期每次排放30-100m3脱硫液,补充同等体积的新脱硫液维持生产,全年吨氨碱耗维持在4.5-5kg,每年排放脱硫液300t以上,对环境造成了严重的污染,环保压力巨大。
    实施例采用本发明,参照附图2,设置真空浓缩蒸发器,并配置水力喷射抽真空装置,熔硫釜出口100-110℃、约2-2.5m3/h脱硫液进入真空浓缩蒸发器进行浓缩蒸发,熔硫釜排放的110-130℃的冷凝水作为真空浓缩蒸发器的热源,排放的70-90℃的低温冷凝水回收到水处理作为软水使用,当脱硫液中的副盐含量为200g/L时,浓缩倍数按4-5倍控制,蒸发浓缩后的液体为0.3-0.4m3/h,温度60-80℃,冷却、结晶分离得到副盐的量为50-70kg/h,副盐作为副产品回收,母液的量0.2-0.3m3/h,回收到脱硫液中,本发明可连续运行,也可间断运行,当副盐含量较低时采取间断运行的办法,每年可分离出副盐的量200-300吨,完全实现脱硫液零排放,在确保脱硫液零排放的同时有效控制脱硫液中的副盐含量在指标之内,持续维持较高的脱硫效率和较低的脱硫碱耗以及辅料消耗,采用本发明之后与未采用本发明相比,脱硫液外排降低100%,脱硫碱耗及辅料消耗降低10%以上,脱硫成本降低10%以上,节能及环保效益显著。

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