[發明專利]一種用于煙氣的兩級還原脫硫方法和系統

有效

• 申請號: 201010284314.0
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN101912721A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 李勁;何正浩;胡輝;馬軍;鄧鶴鳴;余福勝;許宇航
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/50;C01B17/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明涉及環境工程領域，尤其涉及一種用于煙氣的兩級還原脫硫方法和系統。

背景技術

隨著世界和我國經濟的高速發展，對各種資源的消耗和利用不斷增加，特別是由于燃煤電廠SO₂和NO_X的排放而造成的世界范圍內的酸雨問題，成為世界各國，也是我國日益關注的重點。酸雨主要起因于燃燒排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性氣體，我國的酸雨絕大部分呈硫酸型，SO₂是其主要來源。煤燃燒過程中產生的SO₂占大氣中SO₂的90％以上，而我國的煤炭儲量在能源總量中占絕對優勢，決定了我國以煤為主的能源結構長期不會改變，因此控制煤燃燒SO₂的排放是一項長期的課題。同時，隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，我國對電力的需求越來越大，電力工業迅速發展，而其中的火電發電一直占總發電量的70％左右，燃煤發電廠是我國大氣SO₂污染的第一大污染源。由此可見，在我國大氣污染控制中，削減SO₂排放是主攻目標，其中控制燃煤電廠排放煙氣中的SO₂為重中之重。

傳統的煙氣脫硫按其方法分類，總體上可以可分為干法/半干法和濕法兩類，然而，其處理效果不理想，且終產品也不易處理，容易造成二次污染。因此，不會造成二次污染的電學脫硫技術開始受到重視。其中一種電學脫硫技術是利用超高壓脈沖，使氣體放電產生具有很高能量的自由電子，高能電子直接轟擊SO₂分子，使其分解成單質硫和氧氣，由于大部分能量浪費在與其它分子的無用碰撞中，故必須采用超高電壓的脈沖，效率很低。

隨后，又出現了將電學脫硫與其它脫硫技術相結合的方法以提高脫硫效率，如公開號為CN1114236A的中國專利申請公開了一種“煙氣的放電催化還原脫硫方法及其裝置”，其在反應器中設置放電電極，施加電壓后，在兩放電電極之間的放電環境中，加入催化劑，利用放電電極上產生的脈沖等離子體，高能電子碰撞CO₂分子，使煙氣中的CO₂分解成CO和O₂。經碰撞后產生的CO借助于放電及催化劑與煙氣中的SO₂反應生成單質硫S和CO₂。單質硫附著在催化劑上，然后將附硫催化劑定期送到再生除硫系統中進行催化劑再生以重復使用和硫回收。然而，在該方法中，由于催化劑存在于兩放電電極之間的放電環境中，等離子體與催化劑之間容易直接發生等離子體化學反應，改變催化劑的活性成分，使得催化劑的使用壽命減小。此外，該方法中的單質硫附著在催化劑上，由催化劑帶出反應器，因此，必須送到再生除硫系統中進行再生除硫反應，脫硫產物不能直接利用，效率低。

因此，亟待提供一種改進的用于煙氣的兩級還原脫硫方法和系統以克服上述缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種用于煙氣的兩級還原脫硫方法和系統，其技術工藝簡單、成本低、脫硫效率高且不產生二次污染，脫硫產物回收利用價值高，具有良好的經濟效益。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于煙氣的兩級還原脫硫方法，其包括以下步驟：將高溫煙氣與CO氣體混合；在催化劑環境下將混合氣體進行還原脫硫反應；冷卻還原脫硫反應后的高溫煙氣以析出硫磺；及對冷卻后的煙氣進行脈沖電暈放電處理。

本發明還提供了一種用于煙氣的兩級還原脫硫系統，其包括依次連通的CO發生爐、催化反應器、冷卻器和用于產生脈沖電暈放電反應的脈沖放電反應器，所述CO發生爐上設有煙氣入口，所述脈沖放電反應器上設有出風口。

與現有技術相比，本發明的用于煙氣的兩級還原脫硫方法和系統先對高溫煙氣進行催化劑還原脫硫反應，然后進行脈沖放電等離子體還原脫硫反應，高溫煙氣經過兩級還原后，脫硫效果好，具有良好的經濟效益。并且，由于將催化劑還原脫硫反應和脈沖等離子體還原脫硫反應分為兩個分離的階段，脈沖放電過程不會對催化劑造成影響，催化劑的性質不會因此發生變化，進而保持了催化劑的使用壽命。

通過以下的描述并結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發明的實施例。

附圖說明

圖1為本發明用于煙氣的兩級還原脫硫方法的一個實施例的流程示意圖。

圖2為本發明用于煙氣的兩級還原脫硫系統的一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式