[发明专利]可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及热泵蒸馏技术领域，具体涉及一种可再生烟气脱硫中脱硫溶剂富液的热泵蒸馏节能新工艺。

背景技术

化工行业是能耗大户，其中蒸馏又是能耗极高的单元操作，而传统的蒸馏方式热力学效率很低，能量浪费很大。如文献“康世富可再生胺法脱硫技术的应用”（《硫酸工业》，2007(1) :39-45）中从脱硫吸收液中通过蒸馏分离SO₂，每吨脱硫液体需消耗0.1-0.2t0.6MPa的饱和水蒸汽。

在今天能源价格不断上涨的情况下，如何降低蒸馏塔的能耗，充分利用低温热源，已成为人们普遍关注的问题。对此人们提出了许多节能措施，通过大量的理论分析、实验研究以及工业应用表明，其中节能效果十分显著的便是热泵蒸馏技术。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。

一般采用热泵蒸馏把蒸馏塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源， 回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。在文献“化工节能中的热泵精馏工艺流程分析”（《节能》，2004(10) :19-22）中描述了多种热泵蒸馏流程。但这些流程在具体应用时存在明显的不足，主要缺点是：

1、投资高、工艺流程复杂，高浓度有毒有害介质直接采用压缩机压缩，压缩机腐蚀严重或材料等级要求高，热量回收不充分；

2、压缩后的气体含不凝性气体，导致再沸器传热效率低，再沸器操作压力高，易腐蚀；

如201110128227.0，名称为“溶剂循环吸收法烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵再生流程”的发明专利，通过以压缩机对脱硫溶剂再生时所产再生气压缩做功，使其成为高温高压过热蒸汽，并以此过热蒸汽为热源对再生塔贫液进行加热和汽化，从而实现了对塔顶低温再生气余热的回收利用。该流程塔顶气体含高浓度的SO₂，腐蚀严重，或者对材料等级要求高、流程复杂，含高浓度的SO₂可能造成泄漏造成生命财产的安全。

发明内容

本发明为了降低脱硫溶剂富液热泵蒸馏的装置能耗和简化流程，提供了一种烟气脱硫中脱硫溶剂富液的热泵蒸馏节能新工艺。本发明从降低装置能耗、提高能效、简化流程、降低投资、安全、设备腐蚀的角度出发，最大限度地实现了热泵在蒸馏领域的应用优势，将热泵技术与蒸馏相结合，形成与蒸馏相适应的、工艺流程简单、投资少、节能效率高的脱硫溶剂蒸馏新工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

可再生烟气脱硫中脱硫溶剂的热泵蒸馏节能新工艺，其特征在于：工艺步骤如下：

A、自脱硫段含SO₂的脱硫溶剂的富液在蒸馏塔内蒸馏分离SO₂，蒸馏塔底的贫液送到闪蒸塔，在闪蒸塔内闪蒸；

B、闪蒸产生的闪蒸蒸汽送入压缩机，用压缩机对闪蒸蒸汽压缩做功；

C、将压缩机输出的蒸汽送入蒸馏塔塔内底部，与汽化的水形成蒸馏所需的上升蒸汽，与蒸馏塔上部下降的富液逆流进行传质传热，完成蒸馏过程；

所述部分闪蒸后的贫液与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热，回收蒸汽热量后，返回闪蒸塔；余下闪蒸后的贫液与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热，回收贫液热量后，再经水冷降温至40-55℃送脱硫段循环使用。

本发明根据热泵技术原理，通过将蒸馏塔底的贫液闪蒸形成闪蒸蒸汽，闪蒸后的贫液与塔顶的蒸汽进行换热后再送去闪蒸；同时回收塔顶蒸汽和塔底贫液的热量后的闪蒸汽，通过压缩机压缩做功后，使之成为高温高压过热蒸汽，并将其送入蒸馏塔底部，用以加热和汽化贫液，从而实现了对塔顶蒸汽和塔底贫液低温余热的同时回收利用。

本发明可在完全保持原蒸馏塔操作条件的基础上，在除系统启动期外需要消耗较多的蒸汽，正常运行期内仅仅需要消耗少量的加热蒸汽。因此，本发明与传统蒸馏方法相比，具有可大幅提高能源利用率、显著降低蒸馏能耗的优势。在脱硫液吸收SO₂后通过蒸馏从溶液中回收溶液中SO₂的过程中，采用本发明所述热泵蒸馏流程进行蒸馏时，其与采用传统蒸馏方法相比可节能70% 以上。

优选地，所述与蒸馏塔顶部排出的蒸汽进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的1-3倍；所述与进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液进行换热的闪蒸后的贫液量为进入蒸馏塔的脱硫溶剂富液量的90%-110%。

所述闪蒸后的贫液与蒸馏塔排出的蒸汽进行换热后，贫液升温到95-120℃。