[发明专利]溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程

说明书

技术领域

本发明涉及到溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程，主要适用于钢铁、有色冶金、火电、化工、建材等行业中的采用溶剂循环吸收法进行烟气脱硫的领域。

背景技术

目前，国内采用的烟气脱硫方法很多，如石灰石——石膏法、双碱法、氧化镁法等，但上述脱硫方法同时也不同程度上存在如工艺复杂、设备投资高、操作费用高、占地面积大、脱硫副产物难利用以及废弃物难以处置等缺点。而随着技术的发展，近年来出现的溶剂循环吸收法烟气脱硫技术由于其工艺流程简短、脱硫溶剂可循环使用、脱硫副产物具有较高经济价值等特点，已受到国内外广泛的重视和发展。目前可用于溶剂循环吸收法烟气脱硫的脱硫溶剂主要是有机胺和离子液。其中，有机胺脱硫剂主要以液态一元胺、二元胺或其混合物组成，如Cansolv公司的SO₂脱除溶剂即为一种主要成分为二元胺的有机胺脱硫溶剂，而发明专利“从混合气中脱除和回收二氧化硫的吸收剂”（申请号200710048743.6）所提出了的“二氧化硫吸收剂”，其实质则为一种可用作脱硫剂的离子液。以离子液或有机胺作为脱硫溶剂时，该脱硫溶剂可在常温下对烟气中的SO₂进行化学吸收，而在高温情况下则由于逆反应而使SO₂解吸而出，并可以进一步利用此SO₂副产物为基本原料制备硫酸、硫磺等硫化工产品，这在我国普遍存在硫资源缺乏的情况下，具有烟气脱硫治理和废物资源化利用的双重意义。

但目前，与离子液或有机胺等脱硫溶剂相配套的现有溶剂循环吸收法烟气脱硫工艺，其实质主要还是化工过程中传统“吸收——再生循环”工艺，即脱硫溶剂贫液在常温下通过吸收塔吸收烟气中SO₂形成脱硫溶剂富液，尔后脱硫溶剂富液再在再生塔中经加热、汽提，使其解吸出SO₂并使自身得以再生为脱硫溶剂贫液并循环使用。发明专利“从混合气中脱除和回收二氧化硫的吸收剂”（申请号200710048743.6）和文献《康世富可再生胺法脱硫技术的应用》（硫酸工业，2007(1)：39～45）也对此脱硫工艺有所描述。

但此脱硫工艺在脱硫溶剂的再生方面存在明显的不足。由于脱硫溶剂富液在再生塔中采用以上升蒸汽加热、汽提的方式解吸SO₂并使自身得以再生，这一再生方法需通过塔底再沸器提供大量汽化热以便汽化部分脱硫溶剂作为上升蒸汽，但由于汽化后的脱硫溶剂通常是直接经循环水冷凝后作为回流液回流至再生塔，故该部分汽化热也无法得到回收利用。所以，采用传统“吸收——再生循环”工艺中的脱硫溶剂再生方法时，能量利用率极低，再生蒸汽能耗非常高。例如，采用离子液作为脱硫溶剂进行烟气脱硫时，再生1吨脱硫溶剂富液则已需消耗高达0.1～0.2吨的0.6MPa饱和水蒸汽。这一高能耗的再生方式成为目前制约溶剂循环吸收法烟气脱硫工艺进一步发展的技术瓶颈，并极大地阻碍了溶剂循环吸收法烟气脱硫工艺的推广应用。

而热泵技术是近年来世界上倍受关注的能源回收利用技术，其主要通过消耗一部分机械能、电能等为补偿，使热能实现从低温热源向高温热源的传递。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热的重要途径。

所以,从降低装置能耗、提高能效的角度出发，并为了最大限度地实现离子液、有机胺等脱硫溶剂在烟气脱硫领域的应用优势，则将热泵技术与脱硫溶剂的再生相结合，形成与溶剂循环吸收法烟气脱硫相适应的具有明显节能优势的脱硫溶剂再生新工艺就成为一种极具现实意义的有利选择。

发明内容

本发明所提供的一种脱硫溶剂的热泵再生流程，其特别适用于采用离子液、有机胺等脱硫溶剂进行循环吸收法烟气脱硫的场合。发明的目的在于形成与脱硫溶剂相适应的，具备低再生能耗的脱硫溶剂再生新工艺。

本发明所提供的溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程，其主要内容包括：

A、自脱硫段而来的脱硫溶剂富液在贫富液换热器内与自再生塔而来的脱硫溶剂贫液换热而被升温后，送入再生塔上部，并在再生塔内与上升蒸汽逆流接触而得以加热、汽提后再生；

B、再生所得脱硫溶剂贫液经贫富液换热器与脱硫溶剂富液换热而被降温后，再经贫液冷却器冷却后，送回脱硫段使用；再生所得再生气从再生塔顶部引出，经液滴分离器除去液滴后送入压缩机；

C、用压缩机对再生塔而来的再生气压缩做功，使之成为高温高压过热蒸汽；

D、将压缩机输出的高温高压过热蒸汽送入再生塔底部的再沸器，以加热并汽化部分釜液，产生脱硫溶剂富液再生时所需上升蒸汽；