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CN102079511A - 适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统 - Google Patents

适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气制酸技术领域，具体涉及一种适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统。本制酸系统包括主系统，其用于将含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气转化制酸；还包括预转化吸收系统，其用于将含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气处理为低于设定的二氧化硫浓度值的烟气，并将处理后的低于设定的二氧化硫浓度值的烟气与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。本发明使得主系统补充的稀释空气量较少乃至不需要补充稀释空气；本发明还充分利用了预转化反应热以维持整个系统的热量平衡，并采用预吸收以不增加主系统负荷，从而节省了大量设备投资及运行费用。

Description

适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统
技术领域
本发明属于烟气制酸技术领域，具体涉及一种适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统。
背景技术
目前传统的烟气制酸工艺，考虑到催化剂的耐温性能以及设备安全问题，均要求进入转化工序的烟气的SO2浓度小于13%。随着有色金属尤其是铜金属富氧冶炼技术的发展，冶炼工艺产生的烟气的SO2浓度可高达13%以上，由于此种烟气中的SO2浓度不符合转化工序的要求，因此需要对其进行处理。若采用通过加入空气而将此种烟气中的SO2浓度稀释到13%以下的方法，则由于进入转化工序的总烟气量大幅增加，从而造成系统设备规格加大，投资增加，同时运行成本也大幅增加，同时此种通过加入空气稀释烟气中的SO2浓度的方法也并不适合现有烟气制酸系统的扩产改造，因此目前亟需解决采用含有较高SO2浓度的烟气进行制酸的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，本系统尤其适用于现有烟气制酸系统的扩产改造，投资少且运行费用低。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于包括如下部分：
主系统，用于将含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气转化制酸；
预转化吸收系统，用于将含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气处理为低于设定的二氧化硫浓度值的烟气，并将处理后的低于设定的二氧化硫浓度值的烟气与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
本发明还可以通过以下方式得以进一步实现：
所述的预转化吸收系统包括预转化器，预转化器的出气端与预吸收塔的进气端相连，经预吸收塔处理后的含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气分两路排出，其中一路与主系统的进气道相连通，与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值；另一路与预转化器的进气道相连通，与欲进入预转化器的含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，并使得最终进入预转化器中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
所述的预转化吸收系统包括预转化器，预转化器的出气端与预吸收塔的进气端相连，经预吸收塔处理后的含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气与主系统的进气道相连通，与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值；所述的预转化器的进气道还设有与空气连通的进风管，此进风管引入稀释空气与欲进入预转化器的含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，并使得最终进入预转化器中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
所述的预转化器的进气道还设有与空气连通的进风管。
所述的预转化吸收系统还包括将含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气输送至预转化器处理的预转化风机。
所述的预转化风机的进风端与主系统的进气道相连通，以将欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气通过预转化风机输送至预转化器处理。
所述的最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值以及最终进入预转化器中的烟气的二氧化硫浓度值均低于13%。
所述的预转化吸收系统还包括第一热交换器和第二热交换器；所述的第一热交换器使得经过预转化器处理的烟气与欲进入预转化器的烟气之间进行热交换，所述的第二热交换器使得依次经过预转化器处理和第一热交换器换热的烟气与经过预吸收塔处理后的并欲进入主系统的烟气之间进行热交换。
所述的预吸收塔的出液端设置有依次相连的预吸收泵槽和预吸收酸冷器。
所述的与空气连通的进风管上设置有空气干燥塔。
本发明的有益效果在于：本发明中设有预转化吸收系统，预转化吸收系统中的预转化风机的进风端引入欲进入主系统的SO2浓度高于13%以上的烟气，同时预转化风机的进风端通过采用引入SO2浓度低于13%的烟气、或者补充稀释空气、或者引入SO2浓度低于13%的烟气和补充稀释空气相结合的方式，使得最终进入预转化吸收系统中的烟气的SO2浓度降低到10%～13%；本发明同时将经过预转化吸收系统处理后的烟气用来降低进入主系统的烟气的SO2浓度，使进入主转化器的烟气的SO2浓度降低到10%～13%。
与常规转化流程相比，本发明可以大幅降低主系统需要补充的稀释空气，或者甚至使得主系统不需要补充稀释空气；本发明还充分利用了预转化反应热以维持整个系统的热量平衡，并采用预吸收以不增加主系统负荷，从而节省了大量设备投资及运行费用。本发明尤其适用于现有烟气制酸系统的扩产改造，是一种节能降耗型的制酸系统。
附图说明
图1是预转化吸收系统采用循环方式降低烟气中SO2浓度的本发明的工艺流程图；
图2是预转化吸收系统采用补充空气方式降低烟气中SO2浓度的本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1所示，从主系统引来的SO2浓度高于13%以上的烟气与经过预转化吸收系统处理后的SO2浓度低于13%的烟气混合，以使得混合后的烟气的SO2浓度低于13%，此混合后的烟气依次通过预转化风机10加压、第一热交换器20加热、预转化器30处理、再次经过第一热交换器20换热、第二热交换器40换热，最后进入预吸收塔50处理以得到SO2浓度低于13%的烟气，此经过预吸收塔50处理的烟气分为两路，其中一路经过第二交换器40换热后与欲进入主系统的SO2浓度高于13%以上的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的SO2浓度低于13%；另一路则与预转化风机10的进风端连通，与从主系统引来的SO2浓度高于13%以上的烟气混合，以使得进入预转化风机10的混合后的烟气的SO2浓度低于13%。
预吸收塔50的出液端设置有依次相连的预吸收泵槽60和预吸收酸冷器70。
作为本发明的优选方案，还可以在预转化风机10的进风端设置与空气连通的进风管80，以采用空气和经过预吸收塔50处理后得到的SO2浓度低于13%的烟气相结合的方式，共同对从主系统引来的SO2浓度高于13%以上的烟气进行稀释。
如图2所示，从主系统引来的SO2浓度高于13%以上的烟气与通过进风管80引入的空气混合，以使得混合后的烟气的SO2浓度低于13%，此混合后的烟气依次通过预转化风机10加压、第一热交换器20加热、预转化器30处理、再次经过第一热交换器20换热、第二热交换器40换热，最后进入预吸收塔50处理以得到SO2浓度低于13%的烟气，此经过预吸收塔50处理的烟气经过第二交换器40换热后与欲进入主系统的SO2浓度高于13%以上的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的SO2浓度低于13%。
优选的，所述的与空气连通的进风管80上设置有空气干燥塔90，以对引入的空气进行干燥处理。
从主系统分出到预转化吸收系统的烟气流量，根据主系统的烟气SO2浓度和与转化率来综合考虑，目的是使混合后的且进入预转化吸收系统中的烟气的SO2浓度降低到10%～13%。
预转化风机10在预转化吸收系统中的位置有多种实现方式，比如可以设置在进入预转化器30之前，也可以设置在预吸收塔50之后，或者也可以设置为与主系统的风机并联配置。

Claims (10)

1.一种适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于包括如下部分：
主系统，用于将含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气转化制酸；
预转化吸收系统，用于将含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气处理为低于设定的二氧化硫浓度值的烟气，并将处理后的低于设定的二氧化硫浓度值的烟气与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
2.根据权利要求1所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化吸收系统包括预转化器（30），预转化器（30）的出气端与预吸收塔（50）的进气端相连，经预吸收塔（50）处理后的含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气分两路排出，其中一路与主系统的进气道相连通，与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值；另一路与预转化器（30）的进气道相连通，与欲进入预转化器（30）的含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，并使得最终进入预转化器（30）中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
3.根据权利要求1所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化吸收系统包括预转化器（30），预转化器（30）的出气端与预吸收塔（50）的进气端相连，经预吸收塔（50）处理后的含有低于设定的二氧化硫浓度值的烟气与主系统的进气道相连通，与欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，以使得最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值；所述的预转化器（30）的进气道上还设有与空气连通的进风管（80），此进风管（80）引入稀释空气与欲进入预转化器（30）的含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气混合，并使得最终进入预转化器（30）中的烟气的二氧化硫浓度值低于设定值。
4.根据权利要求2所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化器（30）的进气道还设有与空气连通的进风管（80）。
5.根据权利要求2或3或4所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化吸收系统还包括将含有至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气输送至预转化器（30）处理的预转化风机（10）。
6.根据权利要求5所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化风机（10）的进风端与主系统的进气道相连通，以将欲进入主系统的至少等于设定的二氧化硫浓度值的烟气通过预转化风机（10）输送至预转化器（30）处理。
7.根据权利要求6所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的最终进入主系统中的烟气的二氧化硫浓度值以及最终进入预转化器中的烟气的二氧化硫浓度值均低于13%。
8.根据权利要求6所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预转化吸收系统还包括第一热交换器（20）和第二热交换器（40）；所述的第一热交换器（20）使得经过预转化器（30）处理的烟气与欲进入预转化器（30）的烟气之间进行热交换，所述的第二热交换器（40）使得依次经过预转化器（30）处理和第一热交换器（20）换热的烟气与经过预吸收塔（50）处理后的并欲进入主系统的烟气之间进行热交换。
9.根据权利要求6所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的预吸收塔（50）的出液端设置有依次相连的预吸收泵槽（60）和预吸收酸冷器（70）。
10.根据权利要求3或4所述的适用于含高浓度二氧化硫烟气的制酸系统，其特征在于：所述的与空气连通的进风管（80）上设置有空气干燥塔（90）。
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