一种含硫废气的流化床脱硫系统

技术领域

本发明涉及脱硫设备领域，特别是涉及一种含硫废气的流化床脱硫系统。

背景技术

煤炭和天然气中都含有硫元素，无论是将煤炭和天然气作为燃料还是作为化工原料，其中的硫都是有害的，使用过程中都会以SO

目前，含硫废气产生厂家使用的脱硫方法主要有石灰法湿法脱硫、CFB干法脱硫(石灰法干法脱硫)和双碱法湿法脱硫。

石灰法湿法脱硫是将石灰经磨细、制浆后配制成石灰浆液，在脱硫塔中石灰浆液从上部喷入，与自下而上的含硫烟气接触，在接触过程中发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙、亚硫酸钙进一步被烟气中的氧气氧化生成硫酸钙，因为石灰水是碱性的、对设备有一定的碱腐蚀，反应所生成的硫酸钙在水中溶解度较小，易析出，从而易堵塞设备。

石灰法干法脱硫就是为了克服上述石灰法湿法脱硫的缺点而开发的技术，固体脱硫剂是干的石灰粉，脱硫塔内部为遄流床，在遄流状态下，石灰粉和含硫烟气中的SO

双碱法是以氢氧化钠溶液为脱硫剂，在脱硫塔中氢氧化钠和SO

发明内容

本发明的目的是提供一种含硫废气的流化床脱硫系统，以解决上述现有技术存在的问题，在保证脱硫效率的基础上，避免脱硫设备发生碱腐蚀和堵塞。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种含硫废气的流化床脱硫系统，包括提升管、分离器和还原器，所述还原器的顶部、所述分离器的顶部或所述提升管上设置有用于加入固体脱硫剂的加剂口；所述固体脱硫剂呈球形；所述固体脱硫剂包括以下重量占比的组分：Al

所述提升管的顶端与所述分离器相通；从所述提升管的顶端流出的混合物能够进入所述分离器中，所述混合物包含脱硫后的气体和负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂；所述分离器用于对所述混合物进行气固分离，所述分离器中气固分离后得到的负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够进入所述还原器中，在所述还原器中还原气体对所述负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂进行还原再生，所述还原器中还原后的固体脱硫剂能够进入所述提升管中。

优选的，所述还原器通过上斜管与所述分离器连通，所述上斜管较低的一端与所述还原器的顶部连通，所述分离器中气固分离后得到的负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够进入所述还原器中，所述负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂在所述还原器中还原后经所述下斜管进入所述提升管。

优选的，所述还原器通过下斜管与所述提升管连通，所述下斜管较低的一端与所述提升管连通，所述下斜管较高的一端与所述还原器的底部连通。

优选的，所述上斜管位于所述下斜管的上方。

优选的，所述分离器中气固分离后得到的负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够在自身重力作用下经所述上斜管流入所述还原器中。

优选的，所述负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂在所述还原器中还原后能够在自身重力作用下经所述下斜管流入所述提升管的底部。

优选的，所述还原器的底端设置有还原气体进气管。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明含硫废气的流化床脱硫系统在保证脱硫效率的基础上，避免脱硫设备发生碱腐蚀和堵塞。

1、本发明含硫废气的流化床脱硫系统使用固体脱硫剂对含硫废气进行脱硫，反应过程中也没有足够的水产生，所以在脱硫过程中设备不会产生碱腐蚀，可以长周期运转；此外在脱硫的过程中，固体脱硫剂能够在提升管、分离器和还原器之间循环流动，实现了连续性脱硫，同时通过使得固体催化剂流动也避免了设备的堵塞。

2、固体脱硫剂是微球颗粒，呈球形，粒径不大于200μm，流动性好，系统不会产生堵塞。

3、固体脱硫剂的脱硫性能降低到一定程度后，卸出的固体脱硫剂和布袋除尘回收的固体脱硫剂(指用布袋除尘器将达标烟气和再生尾气中残存的固体脱硫剂细粉回收)一起由生产厂家回收处理，因此，固体脱硫剂使用现场没有任何固体废弃物和液体废弃物产生。

4、在0.1-1.5m/s的流化速度下，固体脱硫剂剂耗为0.035kg/kgSO

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明含硫废气的流化床脱硫系统的结构示意图；

其中，1、提升管；2、分离器；3、还原器；4、上斜管；5、下斜管；6、硫磺制备系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种含硫废气的流化床脱硫系统，以解决上述现有技术存在的问题，在保证脱硫效率的基础上，避免脱硫设备发生碱腐蚀和堵塞。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种含硫废气的流化床脱硫系统，包括提升管1、分离器2和还原器3，还原器3的顶部、分离器2的顶部或提升管1上设置有用于加入固体脱硫剂的加剂口；固体脱硫剂包括以下重量占比的组分：Al

含硫废气通过提升管1的底部通入提升管1内，在提升管1内自下而上流动，并带动提升管1内的固体脱硫剂自下而上运动最终进入分离器中，在含硫废气带动固体脱硫剂自下而上的运动中，含硫废气与固体脱硫剂在提升管1内在300℃-500℃的温度下接触反应进行脱硫，提升管1的顶端与分离器2相通，提升管1的顶端流出的混合物能够进入分离器2中，混合物包含脱硫后的气体和负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂；分离器2用于对上述混合物进行气固分离，分离器2中气固分离后得到脱硫气体和负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂，其中脱硫气体从分离器2的顶端排出，负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够进入还原器3中，在还原器3中的还原气体在400℃-800℃的温度下对负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂进行还原再生得到固体脱硫剂，还原器3中还原后的固体脱硫剂能够进入提升管1中。

于本实施例中，还原器3通过上斜管4与分离器2连通，上斜管4较低的一端与还原器3的顶部连通，分离器2中气固分离后得到的负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够进入还原器3中，负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂还原后经下斜管5进入提升管1。还原器3通过下斜管5与提升管1连通，下斜管5较低的一端与提升管1连通。上斜管4位于下斜管5的上方。分离器2中气固分离后得到的负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂能够在自身重力作用下经上斜管4流入还原器3中。负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂在还原器3中还原后能够在自身重力作用下经下斜管5流入提升管1的底部。

还原器3的底端通过还原气体进气管通入还原气体，还原器3的顶端的出气口通过管路与硫磺制备系统6连通，还原器3中通过还原气体还原负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂所生成的H

本实施例含硫废气的流化床脱硫系统的工作原理如下：

含硫废气从提升管1的底端进入提升管1后，由下而上运动，在300℃-500℃的温度下与提升管1内的固体脱硫剂充分接触反应进行脱硫，包含脱硫后的气体和负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂的混合物最终被提升至提升管1的顶部，并进入分离器2中，分离器2对混合物进行气固分离，得到脱硫气体和负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂，其中脱硫气体从分离器2的顶端排出，负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂在自身重力作用下通过上斜管4进入还原器3中；还原器3的底端通入还原气体，负载有金属硫酸盐的固体脱硫剂进入还原器3后与还原气体在400℃-800℃的温度下发生还原反应，生成H

于本实施例中，通过分离器2和还原器3的设置，并使得固体脱硫剂能够在还原器3中进行还原后再进入提升管1的底部进行脱硫反应，实现了连续脱硫和连续再生，提高了脱硫效率。且固体脱硫剂的强度较高，能够耐磨和耐撞击，在流动过程中不易破碎，从而避免了因破碎产生的粉末状固体脱硫剂堵塞设备。

于本实施例中，还原气体可以采用氢气、氨气、CO、烃类气体等。

脱硫过程：含硫废气中的硫是以SO

SO

SO

可见脱硫过程中没有水分的生成，所以不会对设备造成碱腐蚀。

还原再生反应：在还原器3中，MgSO

MgSO

生成的MgO继续进行脱硫；生成的H

含硫废气(即烟气)组成：当燃料完全燃烧时，烟气中含有以下成分：

①碳和硫完全燃烧的生成物是CO

②燃料和空气中的N

③过量空气未被利用的O

⑤氢燃烧产生的、空气带入的以及燃料所含水份蒸发而成的水蒸汽H

⑥在不完全燃烧时，还会有未燃尽的CO、CH

⑦灰渣。

烟气组分对固体脱硫剂活性的影响：

①在上述产物中，烟气在进入脱硫装置之前，经过除尘工序，进入脱硫装置的灰渣量很少，不会对固体脱硫剂的脱硫性能造成影响；

②在固体脱硫剂吸收SO

③氮气N

④氧气O

⑤烟气中携带的水汽附着在固体脱硫剂表面，会发生如下反应：

MgO+H

Mg(OH)

MgSO

上述反应最终还是生成稳定的MgSO

⑥燃料不完全燃烧生成的CO与MgO不反应，对固体脱硫剂活性没有影响。

在含硫废气催化脱硫过程中，烟气组分对固体脱硫剂活性基本没有影响，在固体脱硫剂还原充分的情况下，固体脱硫剂的使用寿命理论上是非常长的，需要添加的新剂是为了补充因在流化状态下磨损成细粉进入后续设备而损失的部分。通过增加固体脱硫剂微球的球形度、降低在还原器3中的床层流化速度等措施，可以降低固体脱硫剂的磨损剂耗，从而降低脱硫成本。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。