脫除工業廢氣中so的製作方法

2023-09-24 02:06:30 1

專利名稱：脫除工業廢氣中so的製作方法
技術領域：
本發明涉及分離、回收廢氣的物理淨化，特別是煙道氣的物理淨化。
高硫煤及石油燃燒時產生的二氧化硫等有害化學物質是造成酸雨等嚴重破壞自然生態環境的主要原因，已成為當前全球性的破壞環境的公害。
目前國際上應用於電廠等大型鍋爐的脫硫方法，有溼法和幹法二種，溼法脫硫是採用Ca(OH)2液噴淋，使之與煙道氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣；幹法是在尖端放電作用下，使超細CaO粉塵與SO2作用生成亞硫酸鈣。這二種方法的主要缺點是生成的亞硫酸鈣因雜質多，無法利用，需佔用大片堆放場地，造成二次汙染；且在運行中動力消耗大，增加了運行費用；其另一缺點是這一工藝無法為中小型鍋爐採用。
近廿年來，國際上由於發現氧化矽型分子篩對某些化學物質，具有較強的吸附力，且在負壓下可以將吸附物脫附，使分子篩再生。有人曾試圖用氧化矽砩石型分子篩流動床工藝脫除煙道氣中的SO2，但至今未能應用於實際生產，其原因之一是分子篩顆粒在氣流中不斷互相碰撞，極易粉化，二是吸附有SO2的分子篩顆粒必須轉移至另一系統，進行脫附再生，然後再返回流動床內進行吸附，由於固體物料的轉移不如氣體方便，從而大大增加了整套設備流程的複雜性、造價和運行費用。
本發明的目的，旨在提供一種既易從工業廢氣中將SO2及其他有害化學物質脫除並回收利用，又易將氧化矽砩石型分子篩脫附再生的新工藝及其專用裝置。
本發明是這樣實現的，脫除工業廢氣中SO2有害化學物質的新工藝將經除塵後的工業廢氣，壓入裝有氧化矽型分子篩(矽鋁克分子比≥100/1)的吸附塔中，在常壓～6 kg/cm2壓力下，使氧化矽砩石型分子篩對SO2等有害物質進行吸附，當吸附接近飽和時，將其切換至一抽氣減壓系統中，在負壓(≤10乇)下進行吸附物脫附，使分子篩再生，其吸附在篩孔中的SO2等有害物質則在被解吸脫附出來後，抽至低溫冷凝器中冷凝成液體收集在儲罐中；或將脫附出來的氣態物質通過管道系統直接輸送至硫酸廠或可將其作為原料的工廠。
在本工藝中，可以採用單個吸附塔進行間歇式吸附、脫附，亦可採用多個吸附塔，通過一組自動控制的閥門管道系統將工業廢氣自一個已吸附飽和的吸附塔切換至另一抽空的吸附塔中連續進行吸附；而吸附已達飽和的吸附塔則被同步切換至抽氣系統進行脫附及脫附物的後處理，如此輪流進行吸附、脫附，往復循環，連續化進行。
本工藝，除可吸除工業廢氣中的SO2外，還可對諸如NH3、甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、乙烷、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、正丙烷、丙醛、丙酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、酚、二酚、氯苯、二氯苯、萘、二硫化碳、乙酸乙酯、氟裡昂、溴等以及分子直徑小於5.6A在內的其他氣體汙染物進行吸除。
本發明脫除工業廢氣中SO2有害化學物質新工藝的專用裝置，包括內充氧化矽砩石型分子篩吸附劑填料的吸附塔，塔的底部接有一組具自動控制閥門的工業廢氣引進管和一組抽氣減壓脫附系統，所述廢氣引進管的另一端通過一可調節壓力的引風機與工業廢氣除塵器相接；抽氣減壓系統與一冷凝器連通，冷凝器底部連接有氣液分離器，及液體壓縮泵灌裝統；塔的頂部，還設有不被吸附氣體的放空閥門；其中抽氣減壓系統亦可直接與脫附氣輸送管道相接，以將脫附氣送至回收利設備系統。
所說的吸附塔可以是1個或多個，如為多多個時，吸附塔中的前一個塔的頂部與後一吸附塔的頂部均設有連通的洩漏管。
本發明的具有以下優點1，它是一種純物理方法處理過程，不加入任何其他化學品，因此不僅不會造成二次汙染，並且回收的二氧化硫等有害物質可再加工成為其他化工產品，使工藝成本大大降低。
2，設備、流程簡單，結構緊湊，整套設備的一次性基建投資及日常運行中的動力消耗成本均比現有的化學溼法、幹法低。
3，可適用於大、中、小型多種工業氣體汙染源的環保處理。
4，本工藝還可適用於單位體積內汙染物含量已低於環保指標，但其累計排放總量仍超標的工業廢氣的處理。
以下附圖
和實施例將對本發明的技術特徵進行進一步說明附圖為本發明專用裝置示意圖。
圖中元件編號1…………裝有分子篩填料的吸附塔2…………裝有分子篩填料的吸附塔3、4……吸附塔1底部一組閥門5、6……吸附塔2底部一組閥門7、8……吸附塔1、2頂部的一組閥門9…………可調節壓力的引風機10………除塵器11………減壓泵12………列管式冷凝器13………洩漏管
14………洩漏閥15………氣液分離器16………液體壓縮泵17………雙向閥18………低溫致冷機組19………儲罐如附圖所示，1、2是二個並列的裝有氧化矽砩石型分子篩填料的吸附塔，它們在一組閥門3～8及管道系統的控制下輪流處於吸附、脫附工作狀態。圖中閥門3、7開，4關時，吸附塔處於吸附狀態，引風機9將除塵器10中出來的工業廢氣壓入塔中，工業廢氣中的SO2及其他有害物質被吸附在分子篩的篩孔中，而其他未被吸附的氣體則通過閥門7放空；與此同時，閥5、8關，6開，則吸附塔2處於減壓脫附狀態，吸附在分子篩篩孔中的SO2及其他有害物質在減壓泵11抽吸下被減壓解吸脫附出來，抽至列管式冷凝器12中，為了提高解吸效率，在塔1、2頂部有一根洩漏管13相通，調節閥14，可控制漏量的大小，此時，從塔1頂部向大氣放空的廢氣中有一小部分廢氣漏入塔2中，以利於將SO2分子從篩孔中解吸出來。18為低溫制冷機組，其壓縮成液體的致冷劑噴入到列管式冷凝器12中冷卻列管，減壓泵11抽出的SO2及其他有害物質在列管低溫下，被液化成液體，流入冷凝器12的底部，經氣液分離器15分離後被液體壓縮泵16壓入儲罐19內，未能被冷凝的其他氣體則排入空氣中；當塔2分子篩中的SO2及其他有害物質脫附殆盡，而塔1中分子篩吸附SO2及其他有害物質接近飽和時，閥門系統自動切換至3、6、7關，4、5、8開，此時塔1處於脫附狀態，塔2處於吸附狀態……，如此循環，周而復始，保證了煙道氣中SO2的脫除過程連續進行下去。對於中小型鍋爐，將其冷凝液化後的SO2儲入鋼瓶，再轉運至需要SO2作為原料的工廠，如硫酸廠、有機磺化物(合成洗滌劑等)廠等集中處理。
實施例1用引風機將除塵後的煙道氣抽入裝有氧化矽砩石型分子篩(矽鋁克分子比≥100/1)吸附劑填料的第一個吸附塔中，其中的SO2即被吸附在分子篩的篩孔中，煙道氣中未被吸附的其他氣體(包括空氣、水蒸汽等)則從吸附塔頂部的閥門7排出放空。當吸附塔1內的分子篩填料吸附SO2接近飽和時，可通過一組自動控制的閥門切換系統，將煙道氣送入吸附塔2，繼續進行吸附。而吸附塔1則被切換至抽氣減壓系統，使吸附在篩孔中的SO2在減壓下被快速解吸脫附出來；脫附出來的SO2被抽至冷凝器中液化成SO2液體，儲入儲罐中作為化工原料待用，或通過管道系統直接輸送至硫酸廠用以催化氧化成三氧化硫製成硫酸。當吸附塔1中的SO2脫附殆盡，而吸附塔2吸附SO2接近飽和時，控制器將閥門管道系統內諸閥門的工作狀態翻轉，此時二個吸附塔的工作狀態也隨之翻轉，保證了煙道氣的整個脫硫過程得以連續進行下去。
其中，吸附塔塔身的容量和徑高比以及工業廢氣在塔身內的停留時間(穿透時間)應根據廢氣中有害質的含量、氧化矽砩石型分子篩對該有害物質的吸附速率，以及環保法規對該有害物質規定的排放標準等因素來具體設定。
實施例2有色金屬冶煉廠高SO2濃度煙道氣的脫硫裝置，此種裝置的工藝流程與實施例1基本相同，其不同之處在於吸附壓力的不同，其引風機改為高壓，煙道氣經除塵後在高壓(3～6Kg/cm2)下被壓入吸附塔中。由於氧化矽砩石型分子篩在高壓常溫下對SO2的吸附效率比在常壓高溫下大2～3倍，因而可以大大節省分子篩填料的用量和吸附塔的體積，以節省一次性基建設備投資和日常運行中的能耗開支。之所以採取高壓常溫吸附的工況的原因，是因為有色金屬煅燒時對溫度壓力條件的要求不若鍋爐燃燒條件那樣苛刻。
其中，吸附塔塔身的容量和徑高比以及工業廢氣在塔身內的停留時間(穿透時間)同實施例1。
實施例3噴漆車間等間歇性工作的生產單位排出的含有苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等有機溶劑，以及NH3、甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、乙烷、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、正丙烷、丙醛、丙酸、丙酮、酚、二酚、氯苯、二氯苯、萘、二硫化碳、乙酸乙酯、氟裡昂、溴等以及分子直徑小於5.6A在內的其他氣體汙染物的工業廢氣經除塵後， 用引風機抽入裝有氧化矽砩石型分子篩(矽鋁克分子比≥100/1)填料的吸附塔中，所述的有害物質即被吸附在分子篩的篩孔中，廢氣中未被吸附的其他氣體則從吸附塔頂部出口處排出放空。如果該噴漆車間等生產單位的連續工作時間僅為8～12小時，則可在另外的12～16小時的休息時間內對吸附塔內吸附達到飽和分子篩進行脫附再生，方法是關閉吸附塔的進氣閥，開啟吸附塔的抽氣閥使之與抽氣減壓系統接通，此時吸附在篩孔中的有機溶劑等有害物質在減壓加熱(吸附塔內的填料之間設有電加熱板)下被解吸脫附出來再送入冷凝器中被冷凝成液態，收集於接液罐中；未能被冷凝的其他氣體則從冷凝器中氣液分離裝置的頂端逸出放空。
權利要求
1，一種脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的新工藝，其特徵在於，將經過除塵的工業廢氣，壓入裝有氧化矽砩石型分子篩(矽鋁克分子比≥100/1)吸附塔中，在常壓～6kg/cm2壓力下，使氧化矽砩石型分子篩對SO2等有害化學物質進行吸附，未被吸附的無害氣體則通過塔頂的放氣閥放空，當分子篩吸附達到飽和時，將吸附塔切換至一抽氣減壓系統中，在負壓(≤10乇)下進行脫附，使分子篩再生，並收集、儲存吸脫物待用。
2，根據權利要求1所述的脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的新工藝，其特徵在於，吸附在分子篩篩孔中的SO2等有害物質在被解吸脫附出來後，可抽至低溫冷凝器中冷凝成液體，收集在儲罐中；或將脫附出來的氣態物質通過管道系統直接輸送至硫酸廠或其他可用其作原料的工廠。
3，根據權利要求1、2所述的脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的新工藝，其特徵在於，可以採用單個吸附塔進行吸附、脫附，亦可採用多個吸附塔，通過一組自動控制的閥門管道系統將工業廢氣自一個已吸附飽和的吸附塔切換至另一已抽空的吸附塔中繼續進行吸附；而吸附已達飽和的吸附塔則被同步切換至抽氣系統進行脫附，及脫附物的後處理，如此輪流進行吸附、脫附，往復循環。
4，根據權利要求1、3所述的一種脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的新工藝，其特徵在於，所述工業廢氣中的有害化學物質還包括NH3、甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、乙烷、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、正丙烷、丙醛、丙酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、酚、二酚、氯苯、二氯苯、萘、二硫化碳、乙酸乙酯、氟裡昂、溴等以及分子直徑小於5.6A在內的其他氣體汙染物。
5，一種脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的分子篩吸附裝置，包括內充氧化矽砩石型分子篩吸附劑填料的吸附塔，其特徵在於塔的底部接有一組具自動控制閥門的工業廢氣引進管和一組抽氣減壓脫附系統，所述廢氣引進管的另一端通過一可調節壓力的引風機與工業廢氣除塵器相接，塔的頂部，還設有不被吸附氣體的放空閥門。
6，根據權利要求5所述的脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的分子篩吸附裝置，其特徵在於吸附塔可以是1個或多個，多個吸附塔中的前一個塔的頂部與後一吸附塔的頂部，均設有連通的洩漏管。
7，根據權利要求5、6所述的脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的分子篩吸附裝置，其特徵在於抽氣減壓系統與一冷凝器連通，冷凝器底部連接有氣液分離器，及液體壓縮泵灌裝系統。
8，根據權利要求5、6所述的脫除工業廢氣中SO2等有害化學物質的分子篩吸附裝置，其特徵在於抽氣減壓系統與脫附物回收利用裝置之間有輸送管道相接。
全文摘要
本發明涉及環境保護,是一種應用具有熱穩定性、化學穩定性高的氧化矽砩石型分子篩,對工業廢氣中SO
文檔編號B01D53/04GK1275424SQ0011623
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月30日 優先權日2000年5月30日
發明者孫堯俊, 王力平, 吳泰琉, 胡穎, 費倫 申請人:費倫