[发明专利]一种二氧化硫湿法吸收并再生回收的系统及方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硫湿法吸收并再生回收的系统及方法。使用亚硫酸钠吸收烟气中的二氧化硫；饱和吸收液再生过程将二氧化硫富集析出并回收；利用双极膜电渗析方法将吸收过程的氧化副产物硫酸钠转化为碱、酸和稀硫酸钠盐溶液，产生的碱进入二氧化硫吸收塔作为吸收液继续吸收二氧化硫，酸进入浓缩再生器，与亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫，并富集回收二氧化硫。与传统技术方法及工艺相比，本发明在吸收去除并再生回收二氧化硫的基础上，实现常温常压条件下完全析出并回收二氧化硫的目的，解决传统回收工艺条件苛刻、效率低以及吸收过程需额外补充吸收液的问题，降低工艺成本，同时再利用吸收过程的氧化副产物硫酸钠。

技术领域

本发明属于化工和环境保护领域，具体涉及一种二氧化硫湿法吸收并再生回收的系 统及方法。

背景技术

电力行业、金属冶炼行业、化工行业等烟气排放量巨大，二氧化硫是其中的最主要的污染物之一。二氧化硫(SO₂)是酸雨等环境问题的重要原因，也是最受关注的大气污 染物之一。因此，工业烟气必须经过脱硫达到标准后才能排放。

烟气脱硫主要基于高浓度制酸技术和低浓度回收方法，工艺种类繁多，根据吸收剂 及脱硫产物在脱硫过程中的状态可以分为干法、湿法、半干法等种类，其中石灰石-石膏法、循环流化床法等方法都是广泛应用的较为成熟的工艺方法，但是依然存在脱硫效 率不理想、副产物多等问题。其中湿法脱硫效率较高，但依旧存在占地面积大以及二次 废水难处理的缺点。循环钠碱法是一种常用的湿法吸收脱硫的工艺，在国内外应用普遍， 该工艺使用亚硫酸钠-亚硫酸氢钠体系作为吸收体系，工艺流程简单，吸收效率高，且 可富集回收并再利用二氧化硫。

专利CN101254392A通过加热吸收后的亚硫酸氢钠溶液，使其热分解生成二氧化硫和亚 硫酸钠，达到富集回收二氧化硫并进行深度利用的目的，但该方法系统耗能较高，且二 氧化硫蒸发再生效率低；专利CN101444699A通过改进的三效蒸发结晶系统提高蒸发效率，并结合电解系统，电解硫酸钠，生成亚硫酸钠、硫酸和氢氧化钠，但仍然存在系统 能耗较高且二氧化硫蒸发再生效率低的问题；专利CN106310943A利用热蒸汽与氮气联 合气提为动力，采用气升式大通量内循环二氧化硫再生装置进行脱硫液再生回收二氧化 硫，明显降低再生温度和能量消耗，但是工艺条件要求较为苛刻，且实际工艺运行二氧 化硫再生效率依旧不理想，只是从10％提升到不足60％。

总体来说，传统的亚硫酸钠-亚硫酸氢钠吸收体系可高效吸收并脱除烟气中的二氧 化硫，运行成本低、效率高，且吸收后经过再生过程可使二氧化硫回收利用，但二氧化硫蒸发再生要求高温低压，条件较为苛刻，工艺能耗高，且富集再生效率低。因此，研 究二氧化硫吸收后的脱硫再生及回收的方法和工艺很有必要。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有烟气联合脱硫及再生工艺技术的缺陷，结合钠碱湿法 吸收简便、效率高的特点以及双极膜电渗析方法可以脱盐并产酸、产碱的优点，提供一种二氧化硫湿法吸收并再生回收的系统及方法；具体是一种钠碱湿法吸收、双极膜电渗 析产酸碱联合吸收并再生回收烟气中二氧化硫的系统及方法，解决二氧化硫富集回收工 艺条件苛刻以及效率低的问题，同时解决吸收过程需额外补充吸收液的问题，降低工艺 成本，并循环利用吸收过程的氧化副产物硫酸钠。

本发明的工作原理：利用亚硫酸钠作为吸收剂吸收除尘后的烟气中的二氧化硫，二 氧化硫转化为亚硫酸氢钠，后经酸化再生释放出浓缩后的二氧化硫用以回收，而在吸收过程中产生的氧化副产物硫酸钠经过双极膜电渗析过程产生碱、酸和稀硫酸钠盐溶液， 碱进入二氧化硫吸收塔补充吸收液，酸进入浓缩再生器，与亚硫酸氢钠反应生成并释放 出富集的二氧化硫。

本发明的目的可以通过以下方案来实现：

第一方面，本发明涉及一种二氧化硫湿法吸收并再生回收的系统，包括依次相连的 二氧化硫吸收塔、浓缩再生器、调节池、浓缩池、双极膜电渗析装置。所述双极膜电渗 析装置设有碱出口、酸出口，其中碱出口与二氧化硫吸收塔连通，酸出口与浓缩再生器 连通。所述浓缩再生器上连通有冷凝器。