CN106139814A - 一种脱除尾气中二氧化硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于尾气处理领域，具体涉及一种脱除尾气中二氧化硫的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种脱除尾气中二氧化硫的方法，该方法包括以下步骤：a、尾气预处理：将来自硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气预处理；b、吸附：将步骤a预处理后的尾气通入装有吸附剂的吸附装置，通过吸收装置排放出的尾气中的二氧化硫含量不超过排放要求时即可暂停吸附；c、解吸：将步骤b吸附了二氧化硫的吸附剂进行解析，解析后继续向吸附装置中通入步骤a预处理后的尾气，重复步骤b、c直到完成所有的尾气处理为止。该方法可以很好地分离回收尾气中的二氧化硫，具有方便、简单、快捷、无污染等优点。
Description
技术领域
本发明属于尾气处理领域，具体涉及一种脱除尾气中二氧化硫的方法。
背景技术
国内外二氧化硫气体的治理，目前都是较为传统的治理方法，主要采用湿法。该方法采用吸收剂与二氧化硫进行化学反应，使其变为相应的亚硫酸盐，再氧化后变为硫酸盐。根据采用的吸收剂的物质种类主要有：氨水法、氢氧化钠法、石灰石浆(或石灰)法、氧化锌法、活性炭催化氧化法、双氧水法、臭氧氧化法、有机胺(或离子液)法等。但是，这些方法脱除二氧化硫均存在脱硫副产物利用价值不高、、运行成本高、设备腐蚀严重、场地作业环境差等缺点，并且排放的尾气受到被脱硫尾气二氧化硫含量的波动影响很大，很难100％确保排放尾气达到国家最新的二氧化硫排放标准。
以下来具体分析上述各方法的缺点：
1、石灰石浆(石灰)法：该方法在脱硫的同时又带来了大量的二氧化碳的排放，从而增加了温室效应，不利于对环境的保护。采用石灰法脱硫，只是提前转移了石灰煅烧过程中的二氧化碳。
2、活性炭催化氧化法：该方法所得硫酸浓度不到20％，浓度太低，不利于重复利用；并且，硫酸生产系统要完全消化副产物稀硫酸，存在水不平衡问题；能耗太高，主要是蒸汽耗量大；解析工艺工况十分恶劣，导致设备腐蚀严重，对脱硫塔耐腐蚀要求高；由于该工艺解析工况十分恶劣，导致脱硫剂粉化严重，从而寿命较短，脱硫剂在一年内基本可以保证脱硫效果，超过一年，脱硫效果显著下降；从而导致脱硫剂使用成本高；对于企业本身没有硫酸生产装置的含硫尾气治理，所得的副产物稀硫酸没有出路。另外，由于活性炭本身的特性，必然造成副产稀硫酸颜色较黑，最终将影响硫酸销售价值。
3、有机胺(或离子液)法：该方法由于解析二氧化硫工序需要大量蒸汽加热升温，使二氧化硫气体从液相中逃逸出来，从而导致运行费用较高；该工艺属于湿法脱硫工艺，不可避免存在脱硫剂被污染、损耗等问题，将导致不断补充离子液，从而离子液消耗较大，费用较高；该工艺存在含硫尾气的降温净化、离子液吸附二氧化硫成富液，含硫富液的升温解析，离子液的脱盐处理等工序，对装置的要求较高，个别工序所采用的装置必须采用优质不锈钢材。
4、氧化锌法：虽然脱硫副产物硫酸锌可以被重复利用，但是该法很难达到脱硫标准要求，没有达到根本目的。
5、氨水法、氢氧化钠法：该方法副产物利用价值低，特别是采用氢氧化钠法脱硫副产物硫酸钠更是价值低，从而导致运行成本高；并且，在没有氨水、氢氧化钠等物质的地方，无法推广应用。
6、双氧水法：该方法同样存在副产稀硫酸浓度低，不利于重复利用的问题；并且，双氧水属于危化物品，运输困难，存在安全隐患。
7、臭氧氧化法：该方法虽然可以克服运输及安全隐患，臭氧可以就地生产现制现用。但是生产臭氧需要大量电能，从而导致脱硫运行成本非常高。
综上可以看出，现目前国内外处理吸收尾气中二氧化硫的工艺存在诸多问题，这些问题或多或少都影响了各种方法的推广应用。
发明内容
针对上述现有各脱硫方法存在的问题，本发明的目的在于提供一种全新的具有低能耗、环保、成本低等优点的方法。
本发明所要解决的技术问题是提供一种脱除尾气中二氧化硫的方法。该方法包括以下步骤：
a、尾气预处理：将来自硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气预处理至温度不大于40℃，压力不低于49KPa；
b、吸附：将步骤a预处理后的尾气通入装有吸附剂的吸附装置，对二氧化硫进行吸附，通过吸收装置排放出的尾气中的二氧化硫含量不超过排放要求即可暂停吸附；
c、解吸：将步骤b吸附了二氧化硫的吸附剂进行解吸，并收集解吸所得到的二氧化硫，解吸后继续向吸附装置中通入步骤a预处理后的尾气，重复步骤b、c直到完成所有的二氧化硫脱除为止。
具体的，上述方法步骤a中，所述的预处理为：先将尾气冷却至温度不大于40℃，再增压至压力不低于49KPa，再冷却至温度不大于40℃。
具体的，上述方法步骤b中，所述的吸附剂为吸附硅胶、活性炭中的任意一种。
具体的，上述方法步骤b中，所述的吸附装置的个数不低于两个，各吸附装置交替吸附、解吸。
本发明方法除采用吸附剂外，不采用任何其他试剂，并且，该吸附剂干净、环保，可重复利用几年甚至十几年，节约了更换吸附剂的费用；本方法将尾气中的二氧化硫吸附后，其它气体可直接排放，收集的二氧化硫气体纯度高、干净，可回收利用，而不像某些脱硫方法那样产生难以处理并且利用价值极低的副产物；本方法不产生二氧化碳副产物，降低了对环境的温室效应；本发明方法为纯干法工艺，所采用的设备少、对设备无腐蚀，对操作环境无污染；本发明方法操作方便，可采用全自动化处理，现有工艺均无法达到自动化处理。
具体实施方式
一种脱除尾气中二氧化硫的方法，包括以下步骤：
a、尾气预处理：将来自硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气预处理至温度不大于40℃，压力不低于49KPa；
b、吸附：将步骤a预处理后的尾气通入装有吸附剂的吸附装置，对二氧化硫进行吸附，通过吸收装置排放出的尾气中的二氧化硫含量不超过排放要求时即可暂停吸附；所述的吸附剂为吸附硅胶、活性炭中的任意一种；
c、解吸：将步骤b吸附了二氧化硫的吸附剂进行解吸，并收集解吸所得到的二氧化硫，解吸后继续向吸附装置中通入步骤a预处理后的尾气，重复步骤b、c直到完成所有的二氧化硫脱除为止。
可以理解的是：本发明方法步骤b中，当吸附装置中的吸附剂吸附饱和时，该吸附剂就没有了吸附能力，那么，通过吸附装置后的尾气中的二氧化硫含量就会超标。反过来说，当发现通过吸附装置后的尾气中的二氧化硫含量超标时，就认为吸附剂吸附达到了饱和，那么，最晚这个时候就应该暂停吸附剂对尾气的吸附处理。然而，在通过吸附装置后的尾气中的二氧化硫含量超过标准要求时之前的任何时候，均可以暂停吸附，而并非吸附剂吸附一定达到饱和时才能暂停吸附。
任何一种吸附对于同一被吸附气体来说，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大；反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小。因此，气体的吸附分离方法通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。
如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压或常压解吸的方法，称为变压吸附。变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小，吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大，故可将其看成等温过程，它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行，在较高压力下吸附，在较低压力下解吸。
吸附常常是在压力环境下进行的，变压吸附提出了加压和减压相结合的方法，它通常是由加压吸附、减压解吸所组成的吸附一解吸系统，利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加，并随着压力的降低而减少，同时在减压过程中，放出被吸附的气体，使吸附剂再生，外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。
发明人经过大量的研究发现，将变压吸附用于尾气中二氧化硫的处理，根据二氧化硫气体与其他气体在本发明方法所选择的特殊的吸附剂表面的吸附量的差异和扩散速率的不同，使二氧化硫气体在压力较高时被吸附在吸附剂上；吸附剂达到饱和后降压使被吸附的二氧化硫气体脱附出来。
本发明方法中，吸附装置可采用常规的吸附塔、吸附器等，为了工业效率和排放出尾气达标，吸附装置可以有一个、也可以有多个。当采用多个吸附装置时，这些吸附装置有各种各样的连接方式来实现本发明步骤b、c，各吸附装置之间可以采用阀门控制进气和出气，该控制系统可以人为控制，更可以通过可编程控制器进行全自动操作，例如：
1)只有一个吸附装置时，当发现通过吸附装置后排放出的尾气中二氧化硫的含量超过排放标准时，就认为吸附剂吸附达到饱和，立马关闭出气阀门，再对吸附剂进行解吸；解吸后，又将需要处理的尾气通过吸附装置进行吸附，再根据吸附装置排放出的尾气中的二氧化硫的含量关闭出气阀门，再对吸附剂进行解吸，以此类推直到完成吸附工作。
2)当有两个及以上的吸附装置时，它们可以采用交替吸附的方式，即其中一些吸附装置在吸附、另一些吸附装置在解吸，这样交替循环可以保证工业生产效率。吸附方式与1)相同。
3)当有两个及以上的吸附装置时，它们也可以采用并联的方式，即所有吸附装置都在吸附，当末尾的吸附装置的排放出的尾气中二氧化硫的含量超过排放标准时，就认为所有吸附装置中的吸附剂吸附达到饱和，就关闭出气阀门，然后再解吸所有的吸附剂。吸附方式与1)相同。
本领域的技术人员可以理解的是：每一次关闭出气阀门，不一定非得等到吸附达到饱和时才关闭，也可以在吸附达到饱和前的任何时候关闭出气阀门；同样，对吸附剂解吸，也未必一定要完全解吸后才可以进行下一次吸附，只需要解吸后的吸附剂具有一定的吸附能力就可以进行下一次的吸附。
本发明方法中吸附装置的个数及连接方式并不限于上述几种，而只要是能够以本发明方法达到吸附、解吸二氧化硫的目的都在本发明方法的保护范围之内。
从背景技术可以看出，现有技术处理硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气的方法均采用湿法处理，这些方法或多或少都存在一些弊端。为了解决以上各方法存在的能耗高、成本高、副产物价值低等弊端，本发明的发明人经过思考验证后，设置了干法分离尾气中的二氧化硫，将变压吸附用于处理硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气，选择了合适的吸附剂，通过吸附剂在变压情况下对二氧化硫的选择吸附，从而达到了分离尾气中二氧化硫的目的。该方法具有低耗能、环保、副产物利用率高等等一系列优点，本发明方法在现有处理硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气的方法中是无法获知的，从而本发明方法为处理硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气提供了一条更加实用的方法。
Claims (4)
1.一种脱除尾气中二氧化硫的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、尾气预处理：将来自硫酸厂末端吸收塔排放的含二氧化硫的尾气预处理至温度不大于40℃，压力不低于49KPa；
b、吸附：将步骤a预处理后的尾气通入装有吸附剂的吸附装置，对二氧化硫进行吸附，最晚直到通过吸收装置排放出的尾气中的二氧化硫含量超过排放要求时暂停吸附；
c、解吸：将步骤b吸附了二氧化硫的吸附剂进行解吸，并收集解吸所得到的二氧化硫，解吸后继续向吸附装置中通入步骤a预处理后的尾气，重复步骤b、c直到完成所有的二氧化硫脱除为止。
2.根据权利要求1所述的一种脱除尾气中二氧化硫的方法，其特征在于：步骤a中，所述的预处理为：先将尾气冷却至不大于40℃，再增压至不低于49KPa，再冷却至不大于40℃。
3.根据权利要求1所述的一种脱除尾气中二氧化硫的方法，其特征在于：步骤b中，吸附所采用的吸附剂为吸附硅胶、活性炭中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种脱除尾气中二氧化硫的方法，其特征在于：步骤b中，所述的吸附装置的个数不低于两个，各吸附装置交替吸附、解吸。
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