专利名称：烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于空气分离领域，涉及一种变压吸附装置，适用于烟道气中二氧化 硫二氧化碳的分离利用。
技术背景烟道气燃烧产物见表l。其中的二氧化硫、二氧化碳是严重的空气污染物， 现在对烟道气的处理，通常采用吸收法去除尾气中二氧化硫，生成硫酸钙，然后 用一乙醇胺吸收法吸收或变压吸附法吸收二氧化碳，或直接排放二氧化碳。表l燃烧产物成分燃烧产物C(92W2S6>2o2总计兀 全体积1.60531.71478.745450.00616012.07161 (m3/kg)燃 烧13.29814.20472.4460.051030100空 气体积1.60531.753610.05690.006160.3486313.77059(m3/kg)过 乘IJ11.65712.74373.0320,04472.532100发明内容本发明目的是为了适应发展的需要，减少污染物排放，节约能源。一种烟道气中二氧化碳、二氧化硫吸附利用的工艺。主要包括3个部分，脱 二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分。脱二氧化硫制硫酸部分见图1，由控制阀门l-l、 1-2、 1-3、 1-4、 1-5、 1-6、 1-7、 2-1、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 2-6、 2-7、 8、 9、 10、 11、 二氧化硫分析仪12、 吸附塔l、吸附塔2、酸泵13、酸池14、酸池15组成。脱碳回收部分、二氧化碳液化部分见图2，由进气管路16，鼓风机17、 26， 电磁阀18-1、 18-2、 18-3、 19-1、 19-2、 19-3、 20-1、 20-2、 20-3、 21-1、 21-2、 21-3、 22、 23-1、 23-2、 24、 28、 30，吸附塔A、 B、 C，真空罐25,储气罐27,压力调节阀29， 二氧化碳增压机31，触点开关32，储液瓶33组成。整个工艺流程为脱二氧化硫制硫酸部分除尘过滤后的烟道气，经控制阀门 进入吸附器。控制阀门1-1、 1-6开，其余控制阀门关闭。此时吸附塔1处于吸 附阶段，在此阶段二氧化硫被活性炭吸附，并在碘化钾作用下催化氧化，变成三 氧化硫。产品气中二氧化硫浓度达到设定值时，吸附塔1停止吸附，控制阀门 2-1、 2-6开，控制阀门l-l、 1-6关闭，吸附塔2开始吸附；同时控制阀门l-3、 1-5、 8打开、酸泵13开始工作、对吸附塔1喷淋清洗，三氧化硫遇水分，生成 硫酸，0.5 2小时后控制阀门1-3、 8关闭，控制阀门1-4、 9打开再次对吸附 塔1喷淋清洗，清洗完成后控制阀门1-4、 1-5、 9关闭、酸泵13停止工作，控 制阀门l-2、 1-7打开，对吸附塔l干燥，干燥完成后，控制阀门l-2、 1-7关闭， 吸附塔l内的吸附剂完成再生工作。从而完成一个变压吸附循环周期。两个吸附 塔交替完成吸附和解吸过程就可以不断提高硫酸的浓度。在酸池内硫酸浓度达到 要求时，控制阔门8或9、 11、酸泵打开，酸液可以正常输出。脱碳回收部分、二氧化碳液化部分以A塔为例具体说明每个塔在一次循 环中所经历的各个步骤，以及参与循环切换的阀门。吸附步骤A塔在吸附压力 下吸附。电磁阀18-1、 21-1、 22开启，流出的废气经电磁阀22排出。吸附步骤 中，二氧化碳被选择性吸附，二氧化碳的吸附前沿移动到塔内一位置而停止。压 力均衡原料气停止输入，二氧化碳的吸附前沿还在A塔内，未穿透床层。电 磁阀18-1、 21-1关闭，同时开启电磁阀20-l、 20-3，使A塔和C塔之间进行压 力均衡。此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔，使A塔的压 力上升到吸附压力的一半左右，(此时A塔内被吸附的二氧化碳因降压而脱附向 塔出口端移动)。顺向减压当A塔与C塔达到均衡后，关20-3，开启电磁阀 23-1，使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放。置换步骤在A塔顺向减 压结束时，关闭电磁阀23-l，开启电磁阀28、 19-1、 23-2产品罐内的气体进入A 塔将残存的气体置换出来，使二氧化碳气体进一步富集。置换量的大小，可由电 磁阀28控制，置换后的气体由于含有一定量的二氧化碳气体，所要返回原料气。 抽真空步骤步骤置换步骤结束后，关闭电磁阀20-1、 23-2、 28，开启电磁阀 24，将A塔内的气体抽到有一定真空度的真空罐25内，在由压縮机将气体抽走， 送入二氧化碳增压机31加压。 一次充压在A塔完成了吸附、解吸后。利用B塔的死空间内气体进行充压，关闭电磁阀19-1、 24，开启电磁阀20-2、 20-1。 二 次充压自A塔一次充压完成后，利用原料气对A塔进行二次充压，将电磁阀 20-1关闭，18-1打开。二氧化碳增压机31将二氧化碳加压冷却后，二氧化碳液 化，在触点开关控制下，液态二氧化碳充入储液瓶33。本发明能同时捕集二氧化硫、二氧化碳，并将二氧化硫转变为硫酸、二氧化 碳变为液态，实现了两种污染物的回收利用。
图1为烟道气中二氧化硫分离利用工艺的流程示意图 图2为烟道气中二氧化碳分离利用工艺的流程示意图。其中吸附塔l，吸附塔2，控制阀门l-l、 1-2、 1-3、 1-4、 1-5、 1-6、 1-7、 2-1、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 2-6、 2-7、 8、 9、 10、 11， 二氧化硫分析仪12，酸泵 13，酸池14、 15，进气管路16，鼓风机17、 26，电磁阀18-1、 18-2、 18-3、 19-1、 19-2、 19-3、 20-1、 20-2、 20-3、 21-1、 21-2、 21-3、 22、 23-1、 23-2、 24、 28、 30，吸附塔A、 B、 C，真空罐25，储气罐27，压力调节阀29， 二氧化碳增压机 31，触点开关32，储液瓶33。
具体实施方式
实施例l，烟道气经控制阀门进入吸附器。控制阀门1-1、 1-6开，其余控制 阀门关闭。此时吸附塔1处于吸附阶段，在此阶段二氧化硫被活性炭吸附和催化 氧化，变成三氧化硫。产品气中二氧化硫浓度达到设定值时，吸附塔1停止吸附， 控制阀门2-l、 2-6开，控制阀门1-1、 1-6关闭，吸附塔2开始吸附；同时控制 阀门l-3、 1-5、 8打开、酸泵13开始工作、对吸附塔l清洗，三氧化硫遇水分， 生成硫酸，l小时后控制阀门l-3、 8关闭，控制阀门l-4、 9打开再次对吸附塔 1清洗，清洗完成后控制阀门1-4、 1-5、 9关闭、酸泵13停止工作，控制阀门 1-2、 1-7打开，对吸附塔l干燥，干燥完成后，控制阀门l-2、 1-7关闭，吸附塔 1内的吸附剂完成再生工作。二氧化碳吸附步骤A塔在吸附压力下吸附。阀18-1、 21-1、 22开启，流 出的废气经阀22排出。吸附步骤中，二氧化碳被选择性吸附，二氧化碳的吸附 前沿移动到塔内一位置而停止。压力均衡原料气停止输入，二氧化碳的吸附前 沿还在A塔内，未穿透床层。阀18-1、 21-1关闭，同时开启阀20-l、 20-3，使 A塔和C塔之间进行压力均衡。此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔，使A塔的压力上升到吸附压力的一半左右，(此时A塔内被吸附的 二氧化碳因降压而脱附向塔出口端移动)。顺向减压当A塔与C塔达到均衡后， 关20-3，开启阀23-l，使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放。置换步骤 在A塔顺向减压结束时，关闭阀23-l，开启阀28、 19-1、 23-2产品罐内的气体 进入A塔将残存的气体置换出来，使二氧化碳气体进一步富集。置换量的大小， 可由阀28控制，置换后的气体由于含有一定量的二氧化碳气体，所要返回原料 气。抽真空步骤步骤置换步骤结束后，关闭阀门20-1、 23-2、 28，开启阀门 24，将A塔内的气体抽到有一定真空度的真空罐25内，在由压縮机将气体抽走， 送入二氧化碳增压机31加压。 一次充压在A塔完成了吸附、解吸后。利用B 塔的死空间内气体进行充压，关闭阀19-1、 24，开启阀20-2、 20-1。 二次充压 自A塔一次充压完成后，利用原料气对A塔进行二次充压，将阀20-1关闭，18-1 打开。二氧化碳增压机31将二氧化碳加压冷却后，二氧化碳液化，在触点开关 控制下，液态二氧化碳充入储液瓶33。
权利要求
1. 一种烟道气中二氧化硫二氧化碳分离利用工艺，其特征包括3个部分，脱二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分；其中脱二氧化硫制硫酸部分由控制阀门(1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、8、9、10、11)，二氧化硫分析仪(12)，吸附塔(1)，吸附塔(2)，酸泵(13)，酸池(14)，酸池(15)组成；脱碳回收部分、二氧化碳液化部分由进气管路(16)，鼓风机(17)、(26)，电磁阀(18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、20-1、20-2、20-3、21-1、21-2、21-3、22、23-1、23-2、24、28、30)，吸附塔(A、B、C)，真空罐(25)，储气罐(27)，压力调节阀(29)，二氧化碳增压机(31)，触点开关(32)，储液瓶(33)组成；整个工艺流程为1)脱二氧化硫制硫酸部分除尘过滤后的烟道气，经控制阀门进入吸附器；控制阀门(1-1)、(1-6)开，其余控制阀门关闭；此时吸附塔(1)处于吸附阶段，在此阶段二氧化硫被活性炭吸附，并在碘化钾作用下催化氧化，变成三氧化硫；产品气中二氧化硫浓度达到设定值时，吸附塔(1)停止吸附，控制阀门(2-1)、(2-6)打开，控制阀门(1-1)、(1-6)关闭，吸附塔(2)开始吸附；同时控制阀门(1-3)、(1-5)、(8)打开、酸泵(13)开始工作、对吸附塔(1)喷淋清洗，三氧化硫遇水分，生成硫酸，0.5～2小时后控制阀门(1-3)、(8)关闭，控制阀门(1-4)、(9)打开再次对吸附塔(1)喷淋清洗，清洗完成后控制阀门(1-4)、(1-5)、(9)关闭、酸泵(13)停止工作，控制阀门(1-2)、(1-7)打开，对吸附塔(1)干燥，干燥完成后，控制阀门(1-2)、(1-7)关闭，吸附塔(1)内的吸附剂完成再生工作；从而完成一个变压吸附循环周期；两个吸附塔交替完成吸附和解吸过程就能不断提高硫酸的浓度；在酸池内硫酸浓度达到要求时，控制阀门(8)或(9、11)及酸泵打开，酸液能正常输出；2)脱碳回收部分、二氧化碳液化部分a.吸附步骤A塔在吸附压力下吸附；电磁阀(18-1、21-1、22)开启，流出的废气经电磁阀(22)排出；吸附步骤中，二氧化碳被选择性吸附，二氧化碳的吸附前沿移动到塔内一位置而停止；b.压力均衡原料气停止输入，二氧化碳的吸附前沿还在A塔内，未穿透床层；电磁阀(18-1、21-1)关闭，同时开启电磁阀(20-1、20-3)，使A塔和C塔之间进行压力均衡；此时A塔内死空间气体从塔出口段进入抽好真空的C塔，使A塔的压力上升到吸附压力的一半左右，此时A塔内被吸附的二氧化碳因降压而脱附向塔出口端移动；c.顺向减压当A塔与C塔达到均衡后，关电磁阀(20-3)，开启电磁阀(23-1)，使A塔内死空间内气体进一步朝出口端释放；d.置换步骤在A塔顺向减压结束时，关闭电磁阀(23-1)，开启电磁阀(28、19-1、23-2)，产品罐内的气体进入A塔将残存的气体置换出来，使二氧化碳气体进一步富集；置换量的大小，由电磁阀(28)控制，置换后的气体由于仍含有二氧化碳气体，所以要返回原料气；e.抽真空步骤步骤置换步骤结束后，关闭电磁阀(20-1、23-2、28)，开启电磁阀(24)，将A塔内的气体抽到真空罐(25)内，再由压缩机将气体抽走，送入二氧化碳增压机(31)加压；f.一次充压在A塔完成了吸附、解吸后；利用B塔的死空间内气体进行充压，关闭电磁阀(19-1、24)，开启电磁阀(20-2、20-1)；g.二次充压自A塔一次充压完成后，利用原料气对A塔进行二次充压，将电磁阀(20-1)关闭，电磁阀(18-1)打开；二氧化碳增压机(31)将二氧化碳加压冷却后，二氧化碳液化，在触点开关控制下，液态二氧化碳充入储液瓶(33)。
全文摘要
本发明属于空气分离领域，涉及一种变压吸附装置，适用于烟道气中二氧化硫二氧化碳的分离利用。本工艺主要包括3个部分，脱二氧化硫制硫酸部分、脱碳回收部分、二氧化碳液化部分。本发明能同时捕集二氧化硫、二氧化碳，并将二氧化硫转变为硫酸、二氧化碳变为液态，实现了两种污染物的回收利用。
文档编号C01B31/20GK101274752SQ200810103468
公开日2008年10月1日 申请日期2008年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者侯庆文, 刘应书, 刘文海, 辉 张, 武志文, 郑新港 申请人:北京科技大学