[发明专利]一种用于炭黑行业废气超低排放的脱硫系统及工艺

说明书

本发明公开一种用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统及工艺，所述系统包括脱硫吸收塔、烟气洗涤槽、降温水洗槽和硫酸铵结晶陈化器；所述脱硫吸收塔为圆筒形直立塔，其自下而上依次为氧化段、浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段；所述浓缩段下部设有废气进口，所述洗涤段顶部设有气体排放出口；经废气进口进入脱硫吸收塔内的烟气自下而上经浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段脱硫后从气体排放出口排出；所述烟气洗涤槽、降温水洗槽和硫酸铵结晶陈化器均与脱硫吸收塔相连通，用于烟气的洗涤和降温及硫酸铵结晶陈化；结合相应的脱硫工艺彻底解决高含湿废气脱硫过程中无法达到水平衡从而影响脱硫效率以及副产物回收难题。

技术领域

本发明涉及一种用于炭黑行业废气超低排放的脱硫系统及工艺。

背景技术

炭黑行业生产过程中产生的尾气组分较为复杂，其中含有可回收利用的H₂、CO、低链烷烃等可燃性气体。一般尾气资源回收利用都是通过余热锅炉燃烧然后回收热量，但由于尾气中还含有一定量的H₂S气体，在余热锅炉中燃烧时会产生一定量的SO₂，因此锅炉出口废气必须脱硫处理。然而，由于炭黑生产过程中急冷处理时会喷入工艺水，导致尾气中含水量较高，且尾气中的H₂含量较高（一般在10%以上），因而导致尾气进入余热锅炉燃烧后产生的出口烟气中水分含量较高（一般在25～35%V/V，最高可达到45%左右）；而且尾气在余热锅炉燃烧后仍有少量的有机气体以及颗粒极细的焦油液滴、焦炭颗粒进入余热锅炉出口废气。这些因素导致余热锅炉出口废气相较普通燃煤锅炉出口烟气温度高、含湿量高、有机杂质含量高的特性，一般情况下，温度可高达180～200℃，含湿量最高可达45%V/V；有机杂质含量达0.05～0.1%V/V左右。这些特性将导致余热锅炉出口废气脱硫时脱硫效率降低、脱硫剂利用效率低、无法达到系统水平衡、副产物回收困难等诸多技术难题。

发明内容

为解决上述的技术难题，本发明提出一种应用于炭黑行业尾气余热锅炉废气脱硫的新型脱硫系统及工艺，并成功应用于生产实践，获得良好的脱硫效果。具体技术方案如下：

首先，本发明提供一种用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，该脱硫系统包括脱硫吸收塔及其附属槽体，所述脱硫吸收塔自下而上依次分为氧化段、浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段；所述浓缩段设有废气进口，所述洗涤段设有气体排放出口；来自余热锅炉的烟气经废气进口进入脱硫吸收塔后自下而上经浓缩段、高效降温除湿段、脱硫吸收段和洗涤段脱硫净化后从气体排放出口排出；所述脱硫吸收塔附属槽体包括烟气洗涤槽、降温水洗槽和硫酸铵结晶陈化器，三者均与脱硫吸收塔相连通，用于烟气的洗涤、降温及硫酸铵结晶陈化。

前述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，所述烟气洗涤槽与脱硫吸收塔的洗涤段相连通，槽内的烟气洗液通过烟气洗涤泵泵入脱硫吸收塔的洗涤段喷淋洗涤烟气后通过洗涤液集液器回到烟气洗涤槽，形成洗涤循环。

前述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，所述降温水洗槽与脱硫吸收塔的高效降温除湿段相连通，槽内的冷却液通过降温水洗泵泵入脱硫吸收塔高效降温除湿段对烟气降温除湿，然后通过冷却液集液器回到降温水洗槽形成冷却循环。

前述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，所述硫酸铵结晶陈化器与脱硫吸收塔的浓缩段相连通，用于收集结晶陈化过饱和硫酸铵溶液形成副产品-硫酸铵；且所述硫酸铵结晶陈化器通过浓缩循环泵和浓缩段集液器与脱硫吸收塔浓缩段之间形成浓缩循环。

前述的用于炭黑行业尾气超低排放的脱硫系统，所述脱硫吸收塔的氧化段内装有脱硫循环液，经脱硫循环液泵泵入脱硫吸收塔的吸收段进行喷淋吸收烟气中的SO₂，然后经循环液收集器收集回到氧化段，形成精细脱硫循环；所述脱硫吸收塔的氧化段还与脱硫吸收塔的浓缩段单向连通，氧化段内的稀硫酸铵溶液进入浓缩段与高温烟气逆向接触蒸发浓缩成过饱和硫酸铵溶液，进入浓缩循环。