[發(fā)明專利]氧化法脫除酸性氣體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110177907.1
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102266714A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周理;智永婷;孫艷;蘇偉;周亞平
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化法脫除酸性氣體的方法，應(yīng)用于能源領(lǐng)域的環(huán)境保護技術(shù)和化工/石油化工領(lǐng)域，滿足電廠煙氣、燃煤鍋爐、硫酸工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化工以及燃煤工業(yè)窯爐等行業(yè)脫除酸性氣體的需求，特別是針對CO₂含量較高體系中SO₂和NO_x的捕集。

背景技術(shù)

煤炭仍是世界能源結(jié)構(gòu)的主題，在我國尤其是這樣。我國電力的80％是燃煤產(chǎn)生的。燃煤的一個嚴重后果是排放酸性氣體。我國2009年的環(huán)境報告[Bulletin?on?Environmental?State?of?China?in?2009：Atmospheric?Environment，Ministry?of?Environmental?Protection，May19，2010]指出，每年有2.21×10⁷噸SO₂排入大氣，酸雨面積達到52.9％。盡管清潔燃料在近年得到較快發(fā)展，但煤炭是藏量最多的化石燃料[PEW?Center.Coal?and?Climate?Change?Facts.http://www.pewclimate.org/global-warming-basics/coalfacts.cfm]，煤炭在世界能源結(jié)構(gòu)中的重要性只會與日俱增。

盡管目前的燃燒技術(shù)已將大部分酸性氣體前驅(qū)物捕集在前(Beér，J.M.Prog.Energy?Combus?Sci.2000，26，301)，煙氣的脫硫仍十分重要。目前應(yīng)用最廣的煙氣脫硫技術(shù)是石灰/石灰石法(Srivastava，R.K.；Jozewicz，W.；Singer，C.Environ.Progr.2001，20，219)，它是基于酸性氣體的“酸性”反應(yīng)。但煙氣中含量最多的酸性氣體是二氧化碳，二氧化碳參與反應(yīng)往往提高了脫硫成本，而且這種脫硫技術(shù)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物石膏，已造成對環(huán)境的二次污染(Villanueva?Perales，A.L.；Gutiérrez?Ortiz，F(xiàn).J.；Barrero，F(xiàn).V.；Ollero，P.Ind.Eng.Chem.Res.，2010，49，2263.Garea，A.；Herrera，J.L.；Marques，J.A.；Irabien，A.Chem.Eng.Sci.2001，56，1387)。氨法雖然能夠避免二次污染，但經(jīng)濟性不如石灰/石灰石法，且依舊存在二氧化碳降低脫硫效率的問題。若同時考慮脫除煙氣中的氮氧化物(主要是NO)，需配套脫硝裝置，將傳統(tǒng)脫硫技術(shù)與SCR(選擇性催化還原脫硝)技術(shù)(蘇亞欣，毛玉如，徐璋.姍煤氮氧化物排放控制技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2005)聯(lián)合，投資、運行成本和占地面積巨大。更為重要的是含量很低的硫、氮若在主體相中實施脫除，則效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氧化法脫除酸性氣體的方法，可以克服已有技術(shù)的不足，提高酸性有害氣體的脫除效率并避免二次污染，特別是針對在二氧化碳存在條件下體系中酸性氣體SO₂和NO_x的選擇性脫除。它是以雙氧水作為氧化劑，將二氧化硫和氮氧化物等酸性氣體氧化并溶于水中變成酸，從而與其它氣體分離。由于過程中二氧化碳不參與反應(yīng)，降低了脫酸氣負荷，降低了投資和能耗成本；以氨水處理酸性溶液，使其轉(zhuǎn)化為肥料，無二次污染且增加了工藝的附加值；針對體系中酸性氣體含量不同而采取不同的實施方式，顯著提高了脫除效率。

本發(fā)明涉及的氧化過程發(fā)生了以下反應(yīng)：

SO₂+H₂O₂＝H₂SO₄

NO+1.5H₂O₂＝HNO₃+H₂O

氧化產(chǎn)物經(jīng)氨水中和，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

H₂SO₄+2NH₃·H₂O＝(NH₄)₂SO₄+2H₂O

HNO₃NH₃·H₂O＝NH₄NO₃+H₂O