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CN111569604A - 一种烟气低温吸附脱硫方法 - Google Patents

一种烟气低温吸附脱硫方法 Download PDF

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CN111569604A CN202010421621.2A CN202010421621A CN111569604A CN 111569604 A CN111569604 A CN 111569604A CN 202010421621 A CN202010421621 A CN 202010421621A CN 111569604 A CN111569604 A CN 111569604A
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low
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汪世清
郜时旺
王绍民
蒋敏华
肖平
黄斌
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Huaneng Clean Energy Research Institute
China Huaneng Group Co Ltd
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Huaneng Clean Energy Research Institute
China Huaneng Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种烟气低温吸附脱硫方法，包括以下步骤：含SO2的烟气进入到烟气冷却系统中，通过烟气冷却系统将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统中，通过吸附脱硫系统中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理，该方法对SO2吸附量较高啊，安全性较高，同时吸附剂消耗较低。

Description

一种烟气低温吸附脱硫方法
技术领域
本发明属于烟气干法脱硫技术领域，涉及一种烟气低温吸附脱硫方法。
背景技术
燃煤产生的烟气中含有大量的SO2，是造成大气污染的主要成因之一。目前，燃煤烟气主流脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术，该方法通过将SO2与石灰石浆液反应，生成难溶的硫酸钙(石膏)脱除。湿法脱硫使用大量的石灰石作为脱硫剂，石灰石的大量开采造成严重的山体破坏，产生大量的脱硫废水也给电厂带来了处理难题。
此外，活性焦(炭)干法脱硫技术也是目前比较成熟的脱硫技术之一，在日本、德国以及我国都有广泛应用。活性焦(炭)干法脱硫技术运行温度一般在100-150℃进行吸附，在该温度下，SO2与烟气中的H2O和O2反应生成H2SO4，因此SO2的吸附是通过化学吸附的方式，以H2SO4的形态实现吸附的。吸附的H2SO4通过加热再生，生成高浓度的SO2，制取硫酸或硫磺等产品；或通过水洗再生方式，将吸附的H2SO4洗涤出来。
活性焦(炭)干法脱硫的吸附和加热再生机理如下：
吸附反应：SO2+H2O+1/2O2＝H2SO4
加热再生反应：2H2SO4+C→CO2+2SO2+2H2O(350-450℃时的主要反应)
H2SO4+C→CO+SO2+H2O(450℃以上时的主要反应)
活性焦(炭)干法脱硫技术有以下几个缺点：
1、硫容(SO2吸附量)较低，一般低于30mg/g，活性焦(炭)装填量大，吸附设备大；
2、加热再生温度高，一般高于350℃，热耗较大，且容易产生活性焦(炭)自燃，因此再生过程中必须防止与氧气的接触，安全性较差；
3、加热再生过程中活性焦(炭)参与反应，吸附剂消耗很大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种烟气低温吸附脱硫方法，该方法对SO2吸附量较高啊，安全性较高，同时吸附剂消耗较低。
为达到上述目的，本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法包括以下步骤：
含SO2的烟气进入到烟气冷却系统中，通过烟气冷却系统将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统中，通过吸附脱硫系统中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附有SO2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生。
通过烟气冷却系统将烟气冷却至-100℃～25℃。
采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法在具体操作时，先将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后通过吸附脱硫系统中的活性炭、活性焦或者分子筛对吸附并去除烟气中的SO2，通过烟气降温，去除烟气中的湿气，抑制化学吸附(SO2转化成H2SO4吸附)，吸附量以及吸附速率远大于常规活性焦(炭)化学吸附脱硫方法，可广泛适用于包括电厂烟气、钢厂烧结烟气、焦炉烟气等燃煤烟气，同时活性炭、活性焦或者分子筛采用加热再生的方式或真空抽吸再生的方式再生，再生温度低于常规活性焦(炭)干法脱硫再生工艺，安全性较高。另外，SO2解吸过程为物理解吸，不消耗吸附剂，与常规活性焦(炭)干法脱硫再生机理不同，附剂消耗较低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为活性炭硫容与吸附温度的关系图。
其中，1为烟气冷却系统、2为吸附脱硫系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的烟气低温吸附脱硫方法包括以下步骤：
含SO2的烟气进入到烟气冷却系统1中，通过烟气冷却系统1将烟气冷却至-100℃～25℃，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统2中，通过吸附脱硫系统2中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
本发明还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附有SO2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生后重复使用，其中，采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃，另外，再生获得高浓度的SO2，制取液态SO2、硫酸、硫磺、硫酸盐等高附加值硫产品。
烟气冷却系统1及吸附脱硫系统2均作保冷设置，减少低温烟气冷量损失。
实施例及对比实施例中的烟气参数为：脱硫前烟气成分：SO2：3000mg/Nm3，CO2：12％，O2：6％，H2O：5％。烟气流量：1L/min。
实施例
烟气降温至-30℃，除去冷凝水分，流经5g粒径为30-40目的活性炭，经过活性炭床层后的烟气SO2含量通过烟气分析仪检测，SO2穿透时长和饱和吸附量如表1所示。
SO2吸附饱和后的活性炭分别加热至100℃、200℃、300℃和400℃进行再生，通过总硫仪测量活性炭中残留SO2含量，计算SO2解吸率，如表2所示。
对比实施例：
烟气加热至100℃，其它工艺同实施例。
表1
实施例 对比实施例
吸附温度 -20℃ 100℃
穿透时长 300分钟 37分钟
SO<sub>2</sub>吸附量 180mg/g 22mg/g
表2
Figure BDA0002497177720000041
Figure BDA0002497177720000051
通过实施例和对比实施例的分析结果表明，低温下具有更好的SO2吸附效果，SO2在-20℃烟气温度下的吸附量是100℃烟气温度下吸附量的8倍；低温环境下吸附，因水分较少，SO2以物理吸附为主，解吸容易，在加热至100℃时SO2解吸率接近80％；而在100℃高温下吸附时，因水分较多，SO2主要以H2SO4的形式吸附(化学吸附)，解吸困难，需要加热至400℃时左右才能有效解吸。因此，本发明所诉低温吸附脱硫方法比常规吸附脱硫方法更具优势。

Claims (4)

1.一种烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
含SO2的烟气进入到烟气冷却系统(1)中，通过烟气冷却系统(1)将烟气冷却至室温以下，再通过除湿系统去除烟气中的水分，然后送入吸附脱硫系统(2)中，通过吸附脱硫系统(2)中的活性炭、活性焦或者分子筛吸附并去除烟气中的SO2，最后进行冷量的回收后通过烟囱排出或者进入到外部的烟气净化系统中进行进一步净化处理。
2.根据权利要求1所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，还包括：采用加热再生的方式或者抽真空再生的方式对吸附有SO2的活性炭、活性焦及分子筛进行再生。
3.根据权利要求1所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，通过烟气冷却系统(1)将烟气冷却至-100℃～25℃。
4.根据权利要求2所述的烟气低温吸附脱硫方法，其特征在于，采用加热再生的方式进行再生时，再生的温度为100℃～350℃。
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