專利名稱：煙道氣中二氧化硫二氧化碳分離利用工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于空氣分離領域，涉及一種變壓吸附裝置，適用于煙道氣中二氧化 硫二氧化碳的分離利用。
技術背景煙道氣燃燒產物見表l。其中的二氧化硫、二氧化碳是嚴重的空氣污染物， 現在對煙道氣的處理，通常采用吸收法去除尾氣中二氧化硫，生成硫酸鈣，然后 用一乙醇胺吸收法吸收或變壓吸附法吸收二氧化碳，或直接排放二氧化碳。表l燃燒產物成分燃燒產物C(92W2S6>2o2總計兀 全體積1.60531.71478.745450.00616012.07161 (m3/kg)燃 燒13.29814.20472.4460.051030100空 氣體積1.60531.753610.05690.006160.3486313.77059(m3/kg)過 乘IJ11.65712.74373.0320,04472.532100發明內容本發明目的是為了適應發展的需要，減少污染物排放，節約能源。一種煙道氣中二氧化碳、二氧化硫吸附利用的工藝。主要包括3個部分，脫 二氧化硫制硫酸部分、脫碳回收部分、二氧化碳液化部分。脫二氧化硫制硫酸部分見圖1，由控制閥門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、 二氧化硫分析儀12、 吸附塔l、吸附塔2、酸泵13、酸池14、酸池15組成。脫碳回收部分、二氧化碳液化部分見圖2，由進氣管路16，鼓風機17、 26， 電磁閥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,儲氣罐27,壓力調節閥29， 二氧化碳增壓機31，觸點開關32，儲液瓶33組成。整個工藝流程為脫二氧化硫制硫酸部分除塵過濾后的煙道氣，經控制閥門 進入吸附器。控制閥門1-1、 1-6開，其余控制閥門關閉。此時吸附塔1處于吸 附階段，在此階段二氧化硫被活性炭吸附，并在碘化鉀作用下催化氧化，變成三 氧化硫。產品氣中二氧化硫濃度達到設定值時，吸附塔1停止吸附，控制閥門 2-1、 2-6開，控制閥門l-l、 1-6關閉，吸附塔2開始吸附；同時控制閥門l-3、 1-5、 8打開、酸泵13開始工作、對吸附塔1噴淋清洗，三氧化硫遇水分，生成 硫酸，0.5 2小時后控制閥門1-3、 8關閉，控制閥門1-4、 9打開再次對吸附 塔1噴淋清洗，清洗完成后控制閥門1-4、 1-5、 9關閉、酸泵13停止工作，控 制閥門l-2、 1-7打開，對吸附塔l干燥，干燥完成后，控制閥門l-2、 1-7關閉， 吸附塔l內的吸附劑完成再生工作。從而完成一個變壓吸附循環周期。兩個吸附 塔交替完成吸附和解吸過程就可以不斷提高硫酸的濃度。在酸池內硫酸濃度達到 要求時，控制闊門8或9、 11、酸泵打開，酸液可以正常輸出。脫碳回收部分、二氧化碳液化部分以A塔為例具體說明每個塔在一次循 環中所經歷的各個步驟，以及參與循環切換的閥門。吸附步驟A塔在吸附壓力 下吸附。電磁閥18-1、 21-1、 22開啟，流出的廢氣經電磁閥22排出。吸附步驟 中，二氧化碳被選擇性吸附，二氧化碳的吸附前沿移動到塔內一位置而停止。壓 力均衡原料氣停止輸入，二氧化碳的吸附前沿還在A塔內，未穿透床層。電 磁閥18-1、 21-1關閉，同時開啟電磁閥20-l、 20-3，使A塔和C塔之間進行壓 力均衡。此時A塔內死空間氣體從塔出口段進入抽好真空的C塔，使A塔的壓 力上升到吸附壓力的一半左右，(此時A塔內被吸附的二氧化碳因降壓而脫附向 塔出口端移動)。順向減壓當A塔與C塔達到均衡后，關20-3，開啟電磁閥 23-1，使A塔內死空間內氣體進一步朝出口端釋放。置換步驟在A塔順向減 壓結束時，關閉電磁閥23-l，開啟電磁閥28、 19-1、 23-2產品罐內的氣體進入A 塔將殘存的氣體置換出來，使二氧化碳氣體進一步富集。置換量的大小，可由電 磁閥28控制，置換后的氣體由于含有一定量的二氧化碳氣體，所要返回原料氣。 抽真空步驟步驟置換步驟結束后，關閉電磁閥20-1、 23-2、 28，開啟電磁閥 24，將A塔內的氣體抽到有一定真空度的真空罐25內，在由壓縮機將氣體抽走， 送入二氧化碳增壓機31加壓。 一次充壓在A塔完成了吸附、解吸后。利用B塔的死空間內氣體進行充壓，關閉電磁閥19-1、 24，開啟電磁閥20-2、 20-1。 二 次充壓自A塔一次充壓完成后，利用原料氣對A塔進行二次充壓，將電磁閥 20-1關閉，18-1打開。二氧化碳增壓機31將二氧化碳加壓冷卻后，二氧化碳液 化，在觸點開關控制下，液態二氧化碳充入儲液瓶33。本發明能同時捕集二氧化硫、二氧化碳，并將二氧化硫轉變為硫酸、二氧化 碳變為液態，實現了兩種污染物的回收利用。
圖1為煙道氣中二氧化硫分離利用工藝的流程示意圖 圖2為煙道氣中二氧化碳分離利用工藝的流程示意圖。其中吸附塔l，吸附塔2，控制閥門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， 二氧化硫分析儀12，酸泵 13，酸池14、 15，進氣管路16，鼓風機17、 26，電磁閥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，儲氣罐27，壓力調節閥29， 二氧化碳增壓機 31，觸點開關32，儲液瓶33。
具體實施方式
實施例l，煙道氣經控制閥門進入吸附器。控制閥門1-1、 1-6開，其余控制 閥門關閉。此時吸附塔1處于吸附階段，在此階段二氧化硫被活性炭吸附和催化 氧化，變成三氧化硫。產品氣中二氧化硫濃度達到設定值時，吸附塔1停止吸附， 控制閥門2-l、 2-6開，控制閥門1-1、 1-6關閉，吸附塔2開始吸附；同時控制 閥門l-3、 1-5、 8打開、酸泵13開始工作、對吸附塔l清洗，三氧化硫遇水分， 生成硫酸，l小時后控制閥門l-3、 8關閉，控制閥門l-4、 9打開再次對吸附塔 1清洗，清洗完成后控制閥門1-4、 1-5、 9關閉、酸泵13停止工作，控制閥門 1-2、 1-7打開，對吸附塔l干燥，干燥完成后，控制閥門l-2、 1-7關閉，吸附塔 1內的吸附劑完成再生工作。二氧化碳吸附步驟A塔在吸附壓力下吸附。閥18-1、 21-1、 22開啟，流 出的廢氣經閥22排出。吸附步驟中，二氧化碳被選擇性吸附，二氧化碳的吸附 前沿移動到塔內一位置而停止。壓力均衡原料氣停止輸入，二氧化碳的吸附前 沿還在A塔內，未穿透床層。閥18-1、 21-1關閉，同時開啟閥20-l、 20-3，使 A塔和C塔之間進行壓力均衡。此時A塔內死空間氣體從塔出口段進入抽好真空的C塔，使A塔的壓力上升到吸附壓力的一半左右，(此時A塔內被吸附的 二氧化碳因降壓而脫附向塔出口端移動)。順向減壓當A塔與C塔達到均衡后， 關20-3，開啟閥23-l，使A塔內死空間內氣體進一步朝出口端釋放。置換步驟 在A塔順向減壓結束時，關閉閥23-l，開啟閥28、 19-1、 23-2產品罐內的氣體 進入A塔將殘存的氣體置換出來，使二氧化碳氣體進一步富集。置換量的大小， 可由閥28控制，置換后的氣體由于含有一定量的二氧化碳氣體，所要返回原料 氣。抽真空步驟步驟置換步驟結束后，關閉閥門20-1、 23-2、 28，開啟閥門 24，將A塔內的氣體抽到有一定真空度的真空罐25內，在由壓縮機將氣體抽走， 送入二氧化碳增壓機31加壓。 一次充壓在A塔完成了吸附、解吸后。利用B 塔的死空間內氣體進行充壓，關閉閥19-1、 24，開啟閥20-2、 20-1。 二次充壓 自A塔一次充壓完成后，利用原料氣對A塔進行二次充壓，將閥20-1關閉，18-1 打開。二氧化碳增壓機31將二氧化碳加壓冷卻后，二氧化碳液化，在觸點開關 控制下，液態二氧化碳充入儲液瓶33。
權利要求
1. 一種煙道氣中二氧化硫二氧化碳分離利用工藝，其特征包括3個部分，脫二氧化硫制硫酸部分、脫碳回收部分、二氧化碳液化部分；其中脫二氧化硫制硫酸部分由控制閥門(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)，二氧化硫分析儀(12)，吸附塔(1)，吸附塔(2)，酸泵(13)，酸池(14)，酸池(15)組成；脫碳回收部分、二氧化碳液化部分由進氣管路(16)，鼓風機(17)、(26)，電磁閥(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)，儲氣罐(27)，壓力調節閥(29)，二氧化碳增壓機(31)，觸點開關(32)，儲液瓶(33)組成；整個工藝流程為1)脫二氧化硫制硫酸部分除塵過濾后的煙道氣，經控制閥門進入吸附器；控制閥門(1-1)、(1-6)開，其余控制閥門關閉；此時吸附塔(1)處于吸附階段，在此階段二氧化硫被活性炭吸附，并在碘化鉀作用下催化氧化，變成三氧化硫；產品氣中二氧化硫濃度達到設定值時，吸附塔(1)停止吸附，控制閥門(2-1)、(2-6)打開，控制閥門(1-1)、(1-6)關閉，吸附塔(2)開始吸附；同時控制閥門(1-3)、(1-5)、(8)打開、酸泵(13)開始工作、對吸附塔(1)噴淋清洗，三氧化硫遇水分，生成硫酸，0.5～2小時后控制閥門(1-3)、(8)關閉，控制閥門(1-4)、(9)打開再次對吸附塔(1)噴淋清洗，清洗完成后控制閥門(1-4)、(1-5)、(9)關閉、酸泵(13)停止工作，控制閥門(1-2)、(1-7)打開，對吸附塔(1)干燥，干燥完成后，控制閥門(1-2)、(1-7)關閉，吸附塔(1)內的吸附劑完成再生工作；從而完成一個變壓吸附循環周期；兩個吸附塔交替完成吸附和解吸過程就能不斷提高硫酸的濃度；在酸池內硫酸濃度達到要求時，控制閥門(8)或(9、11)及酸泵打開，酸液能正常輸出；2)脫碳回收部分、二氧化碳液化部分a.吸附步驟A塔在吸附壓力下吸附；電磁閥(18-1、21-1、22)開啟，流出的廢氣經電磁閥(22)排出；吸附步驟中，二氧化碳被選擇性吸附，二氧化碳的吸附前沿移動到塔內一位置而停止；b.壓力均衡原料氣停止輸入，二氧化碳的吸附前沿還在A塔內，未穿透床層；電磁閥(18-1、21-1)關閉，同時開啟電磁閥(20-1、20-3)，使A塔和C塔之間進行壓力均衡；此時A塔內死空間氣體從塔出口段進入抽好真空的C塔，使A塔的壓力上升到吸附壓力的一半左右，此時A塔內被吸附的二氧化碳因降壓而脫附向塔出口端移動；c.順向減壓當A塔與C塔達到均衡后，關電磁閥(20-3)，開啟電磁閥(23-1)，使A塔內死空間內氣體進一步朝出口端釋放；d.置換步驟在A塔順向減壓結束時，關閉電磁閥(23-1)，開啟電磁閥(28、19-1、23-2)，產品罐內的氣體進入A塔將殘存的氣體置換出來，使二氧化碳氣體進一步富集；置換量的大小，由電磁閥(28)控制，置換后的氣體由于仍含有二氧化碳氣體，所以要返回原料氣；e.抽真空步驟步驟置換步驟結束后，關閉電磁閥(20-1、23-2、28)，開啟電磁閥(24)，將A塔內的氣體抽到真空罐(25)內，再由壓縮機將氣體抽走，送入二氧化碳增壓機(31)加壓；f.一次充壓在A塔完成了吸附、解吸后；利用B塔的死空間內氣體進行充壓，關閉電磁閥(19-1、24)，開啟電磁閥(20-2、20-1)；g.二次充壓自A塔一次充壓完成后，利用原料氣對A塔進行二次充壓，將電磁閥(20-1)關閉，電磁閥(18-1)打開；二氧化碳增壓機(31)將二氧化碳加壓冷卻后，二氧化碳液化，在觸點開關控制下，液態二氧化碳充入儲液瓶(33)。
全文摘要
本發明屬于空氣分離領域，涉及一種變壓吸附裝置，適用于煙道氣中二氧化硫二氧化碳的分離利用。本工藝主要包括3個部分，脫二氧化硫制硫酸部分、脫碳回收部分、二氧化碳液化部分。本發明能同時捕集二氧化硫、二氧化碳，并將二氧化硫轉變為硫酸、二氧化碳變為液態，實現了兩種污染物的回收利用。
文檔編號C01B31/20GK101274752SQ200810103468
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月7日 優先權日2008年4月7日
發明者侯慶文, 劉應書, 劉文海, 輝 張, 武志文, 鄭新港 申請人:北京科技大學