殼牌 康 索 夫 可 再 生 有機(jī) 胺 法 脫 硫 工 藝（CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)）作為二氧化硫可再生脫除領(lǐng)域的世界先進(jìn)技術(shù)，在環(huán)保要求日益趨嚴(yán)的今天，技術(shù)優(yōu)勢和環(huán)保效益愈加明顯。該脫硫工藝在上世紀(jì) 80 年代末期由原聯(lián)合碳化物公司成功開發(fā)。其后由成立于 1997 年的主營二氧化硫和二氧化碳脫除技術(shù)許可的加拿大康世富科技公司所擁有，2008 年獲得荷蘭皇家殼牌公司全資收購，中國公司更名康索夫科技（北京）有限公司。目前 CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于電廠煙氣脫硫（FGD）、石油和天然氣、有色金屬冶煉、硫酸和化工等領(lǐng)域。
CANSOLV SO 2 清 潔 系 統(tǒng)于 2001 年 首 次 在 北 美 成 功 地 商業(yè) 化， 全 球 授 權(quán) 超 過 25 套。 目前 授 權(quán) 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 氣 量 范 圍 為4,000~2,300,000Nm 3 /h，進(jìn)氣含SO2 濃度為 0.02%~14%，最低排放 小 于 30mg/Nm 3 （10ppmv），裝置連續(xù)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行超過5年。
CANSOLV SO 2清潔系統(tǒng)反應(yīng)基理
康索夫開發(fā)的有機(jī)胺吸收劑起到弱堿性基團(tuán)的功能，與煙氣中的SO2 發(fā)生如下反應(yīng)：R 1 R 2 NH + -R 3 -NR 4 R 5 +SO 2 +H 2 O→R 1 R 2 NH + -R 3 -NH+R 4 R 5 +HSO 3 -該 反 應(yīng) 為 放 熱 反 應(yīng)， 較 低 的煙氣進(jìn)氣溫度，有利于吸收反應(yīng)的進(jìn) 行。 對 SO 2 的 高 選 擇 性 決 定 了CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)胺液循環(huán)量要遠(yuǎn)低于其它種類的吸收劑，降低了原胺液填充量和系統(tǒng)運(yùn)行能耗。同時(shí)，胺液不揮發(fā)、降解率低，減少了胺液的消耗和損失。吸收 SO 2 后的富胺液在解吸塔進(jìn)行再生和解吸，其反應(yīng)如下：R 1 R 2 NH+-R 3 -NH+R 4 R 5 +HSO 3 → R 1 R 2 NH + -R 3 -NR 4 R 5 +SO 2+H 2 O富 胺 液 再 生 的 能 量 來 源 于350kPa 的飽和蒸汽，通過換熱器間接加熱解吸塔底部的胺液，產(chǎn)生水蒸氣來汽提富胺液。
CANSOLV可再生胺法工藝CANSOLV SO 2 清 潔 系 統(tǒng) 流程簡單，易于與上下游的整合。來源于上游的煙氣在進(jìn)入 CANSOLVSO 2 清潔系統(tǒng)前首先經(jīng)過預(yù)洗滌系統(tǒng)， 去除夾帶的粉塵和 SO 3 等雜質(zhì)，同時(shí)在一些應(yīng)用中起到對高溫?zé)煔饫鋮s的目的；隨后進(jìn)入 CANSOLVSO 2 清潔系統(tǒng)進(jìn)行 SO 2 脫除，達(dá)標(biāo)的清潔氣體通過煙囪排到大氣，收集的 SO 2 送到下游生產(chǎn)硫酸、硫磺或液態(tài) SO 2 產(chǎn)品。CANSOLV SO 2 脫 除 工 藝 流程，主要包括了吸收單元、解吸單元和胺液凈化部分，基礎(chǔ)工藝路線吸收單元進(jìn)入吸收塔的煙氣所含的 SO 2與從吸收塔頂部進(jìn)入的胺液逆流接觸并被吸收。由于 SO 2 的吸收反應(yīng)是可逆反應(yīng)，通過使用多級逆流接觸 來 達(dá) 到 最 大 SO 2 吸 收 量。 吸 收SO 2 后的富胺液在塔底被泵輸送到解吸塔進(jìn)行再生。
CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)的吸收塔設(shè)計(jì)簡單，塔內(nèi)部僅包括液體分布器和填料，簡單的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低維護(hù)和高可靠性。填料選擇使用規(guī)整形式，以滿足高傳質(zhì)效率和低壓降的要求。通過吸收塔頂部葉片除霧器和槽式液體分布器的設(shè)計(jì)使胺液因夾帶原因造成的損失降到最小。吸收塔材質(zhì)通常選用 316L 不銹鋼，對于處理能力較大的裝置采用混凝土或碳鋼襯非金屬材料，或全玻璃鋼的設(shè)計(jì)可以有效降低設(shè)備投資。
再生單元含 SO 2 的富胺液從吸收塔底部經(jīng)過貧 / 富胺換熱器后送到解吸塔（貧胺液中的顯熱得以回收）。解吸塔內(nèi)含 SO 2 的胺液從上向下流，被再沸器產(chǎn)生的逆流上升蒸汽所汽提。解吸塔采用規(guī)整填料，材質(zhì)通常選用 316L 不銹鋼，如煙氣中氟氯含量過高則需要選擇更高等級材料。SO 2 隨上升蒸氣從解吸塔頂部離開，經(jīng)冷凝器冷凝其中大部分水蒸氣，在回流罐中進(jìn)行氣液分離。離開 CANSOLV 裝置的飽和水的高純度 SO 2 （99.9%，干基）送至下游處理。氣液分離罐分離的含 SO 2 的酸性水回流至解吸塔精餾段。貧胺液從解吸塔底部的離開，經(jīng)過貧 / 富胺換熱器和貧胺冷卻器后泵入貧胺罐，然后從貧胺罐通過胺液進(jìn)料泵送入 SO 2 吸收塔。
胺液凈化單元隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，CANSOLVSO 2 清潔系統(tǒng)會積累一些不可再生鹽類（亦稱作熱穩(wěn)定性鹽），同時(shí)一些煙氣中殘存的粉塵也會被胺液捕獲，通過在胺液凈化裝置中處理部分貧胺液來避免這些污染物在胺液中過度積聚。胺液凈化裝置包括用來清除熱穩(wěn)定性鹽和其它離子的離子交換單元及清除懸浮顆粒的過濾裝置，根據(jù)需要金屬離子和陽離子交換也會考慮。經(jīng)過過濾后的貧液，被送入離子交換單元的離子交換柱，通過離子交換樹脂除去各種離子。因?yàn)闊岱€(wěn)定性鹽在胺液中的累積速度是很緩慢的，胺液凈化裝置系統(tǒng)采用間歇運(yùn)行方式，采用稀堿液對樹脂進(jìn)行再生。凈化單元的運(yùn)行頻率由生成的 “熱穩(wěn)定性鹽”的量決定，生成的越多，裝置運(yùn)行越頻繁。
CANSOLV可再生胺法脫硫的應(yīng)用CANSOLV 可再生胺法已用于電力、有色金屬冶煉、石化等行業(yè)，如下重點(diǎn)介紹 CANSOLV 可再生胺法脫硫技術(shù)在新近投運(yùn)的位于中國克拉瑪依的石化裝置的硫磺尾氣脫硫項(xiàng)目向上的應(yīng)用情況。
CANSOLV 工藝在硫磺回收領(lǐng)域有多套裝置在國外運(yùn)行，克拉瑪依項(xiàng)目是 CANSOLV 在中國的第一個(gè)成功投運(yùn)的硫磺回收尾氣脫硫項(xiàng)目。硫磺回收裝置尾氣脫硫典型的CANSOLV 工藝流程如圖 2 所示。硫磺回收（克勞斯）裝置的煙氣送入焚燒爐，焚燒爐采用低氮燃燒技術(shù)，在合理的爐溫控制下，既能夠保證 H 2 S 能夠完全的轉(zhuǎn)化成 SO 2 , 也能夠使得氮氧化物的生成處于較低水平。煙氣離開焚燒爐和余熱鍋爐之后進(jìn)入預(yù)洗滌單元， 在預(yù)洗滌單元冷卻，進(jìn)一步降低粉塵量和除掉酸性雜質(zhì)；經(jīng)過預(yù)洗滌后的煙氣在 CANSOLV吸收塔選擇性吸收 SO 2 ，達(dá)到 SO 2排放濃度后通過煙囪直排大氣，解吸出的 SO 2 循環(huán)回到前端的克勞斯裝置增加硫磺產(chǎn)量。
該 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) SO 2 的 排 放 限 值80mg/Nm 3 ，采用 CANSOLV 基礎(chǔ)工藝路線。通過深冷設(shè)計(jì)為滿足未來可能更加嚴(yán)格 SO 2 排放要求預(yù)留了空間。該項(xiàng)目的硫磺回收裝置為10,000t/a，該項(xiàng)目的主要設(shè)備有預(yù)洗滌單元急冷塔和深冷塔，吸收解吸單元吸收塔、解吸塔、胺液凈化裝置和再沸器。吸收塔和解吸塔均采用不銹鋼加規(guī)整填料設(shè)計(jì)，項(xiàng)目整體流程短、設(shè)備數(shù)量少、空間利用合理、占地面積小。設(shè) 計(jì) 吸 收 塔 入 口 煙 氣 流 量6,000Nm 3 /h，SO 2 入 口 濃 度37,000mg/Nm 3 ， 該 項(xiàng) 目 自 2017年 6 月投入運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行 SO 2 排放在 50mg/Nm 3 以下。解吸的飽和水 SO 2 產(chǎn)品氣，送入前端硫磺回收（克勞斯）裝置增加硫磺產(chǎn)量。整個(gè)設(shè)計(jì)沒有額外的副產(chǎn)物產(chǎn)生，同時(shí)含鹽廢水產(chǎn)生量少，是一種既可以滿足嚴(yán)格排放要求，又沒有過多廢水和固廢的環(huán)境友好型環(huán)保工藝。
總結(jié)
CANSOLVSO 2 清潔系統(tǒng)作為一種高效，節(jié)能的 SO 2 脫除技術(shù)，在全球范圍內(nèi)都得到了很好的應(yīng)用。技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢如下：實(shí)現(xiàn) SO 2 超低排放，可滿足非常嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)如 <50mg/Nm 3 ，總硫回收率提高至 99.9%，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)全廠硫管理；符合中國行業(yè)安全環(huán)保健康標(biāo)準(zhǔn)，不產(chǎn)生二次污染，整個(gè)工藝裝置不使用?；坊蛭：ζ?; 工藝成熟、運(yùn)行可靠穩(wěn)定，設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 5 年安全穩(wěn)定運(yùn)行流程簡單；弱酸性氣 - 液相運(yùn)行環(huán)境，不存在磨損和結(jié)垢堵塞問題 ; 可適應(yīng)煙氣中大范圍 SO 2 濃度的波動，通過調(diào)峰設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)下游裝置平穩(wěn)運(yùn)行；吸 收 劑 性 能 優(yōu) 異， 對 SO 2 吸 收 選擇性好，不揮發(fā)，使用壽命長，約7~10 年；投資成本較低，模塊化設(shè)備設(shè)計(jì)及制造可進(jìn)一步降低可實(shí)現(xiàn)；運(yùn)行費(fèi)用低于傳統(tǒng)煙氣脫除技術(shù)，運(yùn)行成本不會隨含硫量的上升而明顯增加，且煙氣中 SO 2 濃度越高，單位脫硫的運(yùn)行成本越經(jīng)濟(jì)；系統(tǒng)副產(chǎn)的高純度飽和 SO 2 氣體，能用于制備硫磺或硫酸，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)收益。
CANSOLV SO 2 清潔系統(tǒng)脫硫效率高，經(jīng)濟(jì)效益好，能滿足國家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。工藝路線的靈活性可以適合不同的行業(yè)煙氣脫硫的應(yīng)用，幫助客戶以最小的投資和運(yùn)行費(fèi)用實(shí)現(xiàn)煙氣的達(dá)標(biāo)排放。作為始終以創(chuàng)新和技術(shù)核心的公司，CANSOLV 一直致力于工藝優(yōu)化和更加高效的胺液的研發(fā)，幫助不同的行業(yè)的客戶解決環(huán)保問題，提供最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)、高效脫硫技術(shù)解決方案。另外，我們的高效 CO 2 捕集技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn) CO 2 的封存，在未來減少人類活動的碳足跡。
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