[發(fā)明專利]低濃度二氧化硫煙氣循環(huán)脫硫的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910027266.4
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101898080A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建茗
• 申請（專利權(quán)）人: 周建茗
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化硫煙氣的脫硫方法。

背景技術(shù)

世界各國從20世紀(jì)50年代開始研究脫硫技術(shù)，至今得到報道的脫硫技術(shù)已達(dá)300余種，但是真正實施工業(yè)應(yīng)用的并不多。根據(jù)脫硫劑及脫硫反應(yīng)物的狀態(tài)，煙氣脫硫技術(shù)可分為濕法、半干法和干法煙氣脫硫。

濕法脫硫技術(shù)主要包括石灰石/石灰-石膏法、鈉基法、海水法、氨法、鎂法、雙堿法等，這類方法的共同特點是：脫硫反應(yīng)速度快，脫硫吸收與產(chǎn)物的生成溫度低，脫硫效率高，但設(shè)備較為復(fù)雜，容易造成二次污染。

半干法主要有噴霧干燥法，與濕法相比投資費用小，脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，便于處理，但脫硫效率不如濕法，且需專門設(shè)備進(jìn)行脫硫劑的制備，霧化裝置容易損壞，脫硫效率與脫硫劑利用率比濕法低，副產(chǎn)物的處理和利用存在問題。主要在歐洲應(yīng)用。

干法包括爐內(nèi)噴鈣法、煙道噴射法、循環(huán)硫化床法和活性脫硫法等。干法采用的是固體吸收劑，并在干態(tài)下處理或再生脫硫劑，煙氣在脫硫過程中無明顯降濕，利于排放擴(kuò)散，無廢液二次污染，但是反應(yīng)速度慢，脫硫效率與脫硫劑利用率低，副產(chǎn)物不能商品化，且需增加除塵負(fù)荷。

總之，目前的煙氣脫硫技術(shù)中，濕法脫硫技術(shù)是最為成熟及脫硫率最高的，因此得到廣泛應(yīng)用。據(jù)有關(guān)能源機構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計，全世界煙氣濕法脫硫裝置占脫硫總裝機量的85％。以濕法脫硫為主的國家有：日本(98％)、美國(92％)、德國(90％)等。而在濕法脫硫技術(shù)中，應(yīng)用最廣的是石灰石/石灰-石膏脫硫方法，約占脫硫總裝機量的70％。

我國煙氣脫硫技術(shù)開發(fā)起步較早，但發(fā)展相當(dāng)緩慢。為了促進(jìn)我國煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展，在“七五”、“八五”期間，國家有目的、有計劃的引進(jìn)了一批國外先進(jìn)技術(shù)和裝置，這些引進(jìn)技術(shù)雖然設(shè)備先進(jìn)，運行穩(wěn)定，但是其投資及運行費用極其昂貴。而我國自行研究開發(fā)的一些脫硫技術(shù)，由于沒有具有實力的用戶給予開發(fā)上的支持，基本上都沒有進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用。目前在我國應(yīng)用的脫硫技術(shù)有石灰石/石灰-石膏法，堿式硫酸鋁法、煙氣循環(huán)硫化法、含碘活性炭法、亞硫酸鈉循環(huán)法、胺酸法、噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣增濕活化法等，但這些方法主要都是通過從國外引進(jìn)技術(shù)或者引進(jìn)脫硫裝置來實施的。到目前為止，我國還沒有真正意義上的自主開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)。我國現(xiàn)行應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用最多的是石灰石/石灰-石膏法。

濕法石灰石/石灰-石膏脫硫方法最早是英國皇家化學(xué)工業(yè)公司提出的。從二十世紀(jì)70年代該技術(shù)開始工業(yè)應(yīng)用以來，針對工藝、設(shè)備、成本等方面的問題，日本、美國、德國進(jìn)行了一系列的改進(jìn)和完善，提高了脫硫率和運行可靠性。使其成為現(xiàn)在世界上煙氣脫硫的主流技術(shù)。

石灰石/石灰-石膏脫硫方法是以石灰石和石灰為脫硫劑，制成石灰漿液來吸收煙氣中的二氧化硫，SO₂與吸收液中的碳酸鈣(或石灰)和通入液體中的氧氣的作用，轉(zhuǎn)化為石膏，從而達(dá)到脫硫的目的，脫硫過程的反應(yīng)為：

SO₂+CaCO₃+0.5O₂+2H₂O→CaSO₄·2H₂O+CO₂

這個方法的優(yōu)點是簡單、易行、脫硫效率高，因此使用廣泛。但其主要缺點是：脫硫產(chǎn)物為石膏，主要用作水泥原料、化工原料、填料等，利用有限，且價格很低，每噸僅幾十元，固體廢物堆放體積大，易于造成二次污染，并且還存在廢水處理問題。如重慶珞璜電廠引進(jìn)的“石灰石-石膏法”脫硫技術(shù)，每年有25萬噸固體廢物排放。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的石灰石/石灰-石膏脫硫法所存在的問題，為處理冶金工業(yè)中不能用于制酸的低濃度二氧化硫煙氣，申請人經(jīng)過試驗和探索，提出了一種低濃度二氧化硫煙氣循環(huán)脫硫的方法。

本發(fā)明的脫硫原理：

整個脫硫工藝流程分為：煙氣調(diào)節(jié)、SO₂吸收、自氧化還原、硫化鈉再生四個過程，以Na₂S溶液為吸收液，與含有二氧化硫的煙氣充分接觸，使二氧化硫轉(zhuǎn)化為Na₂S₂O₃和NaHSO₃進(jìn)入溶液中：控制溶液的條件，讓其發(fā)生自氧化還原反應(yīng)，將溶液中的硫轉(zhuǎn)化為元素硫和硫酸鹽，液固分離得到固體元素硫與硫酸鈉溶液，采用結(jié)晶法從溶液中結(jié)晶出硫酸鈉，采用碳或CO還原制成硫化鈉，返回吸收工序，相應(yīng)步驟對應(yīng)的反應(yīng)式為：

二氧化硫經(jīng)硫化鈉溶液吸收產(chǎn)出元素硫的總反應(yīng)：