[發(fā)明專利]一種克勞斯尾氣處理系統(tǒng)及處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011580960.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN114684794A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昱飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王昱飛
• 主分類號(hào): C01B17/52
• 分類號(hào): C01B17/52;C01B17/56;C25B1/22;C25B9/19
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種克勞斯尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的焚燒爐(100)、急冷單元(200)和脫硫單元(300)，所述焚燒爐(100)輸入端通入克勞斯尾氣，焚燒爐(100)輸出端與急冷單元(200)輸入端連接，所述急冷單元(200)用于將來(lái)自焚燒爐(100)的焚燒煙氣進(jìn)行冷卻降溫，其輸出端與脫硫單元(300)連接；

所述脫硫單元(300)包括電解池(1)、吸收塔(2)和解吸塔(3)，所述電解池(1)包括電解槽和將電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)(12)和陰極區(qū)(11)的離子交換膜(13)，陽(yáng)極區(qū)(12)包括陽(yáng)極電極(15)、含有HSO₃^-的鹽溶液和溶解有化合物QH的有機(jī)溶劑，陰極區(qū)(11)包括陰極電極(14)、含有HSO₃^-、SO₃^2-的鹽溶液和溶解有化合物Q的有機(jī)溶劑，所述有機(jī)溶劑與鹽溶液互不相溶，在陽(yáng)極電極(15)和陰極電極(14)之間施加直流電源；

所述吸收塔(2)下端與急冷單元(200)輸出端連通，上端設(shè)有脫硫煙氣排出口，上部進(jìn)液口與陰極區(qū)(11)鹽溶液輸出端連通，下部出液口與陰極區(qū)(11)鹽溶液輸入端連通，克勞斯經(jīng)焚燒、急冷處理后得到含低濃度SO₂的焚燒煙氣，該焚燒煙氣通入吸收塔后，經(jīng)吸收塔內(nèi)的陰極區(qū)鹽溶液吸收后生成HSO₃^-流入電解池中，使得吸收焚燒煙氣中的低濃度SO₂的鹽溶液輸送至電解池(1)；

所述解吸塔(3)上部設(shè)有高濃度SO₂排出口，下部進(jìn)液口與陽(yáng)極區(qū)(12)鹽溶液輸出端連通，上部出液口與陽(yáng)極區(qū)(12)鹽溶液輸入端連通；

所述化合物Q和化合物QH為能夠發(fā)生PCET反應(yīng)的化合物，Q為其氧化態(tài)，QH為其還原態(tài)；在電流作用下，陰極區(qū)的有機(jī)溶劑中的化合物Q從陰極電極得到電子，從含有HSO₃^-的陰極區(qū)鹽溶液中接收H⁺生成還原態(tài)的QH和SO₃^2-，生成的SO₃^2-用于循環(huán)吸收焚燒煙氣低濃度SO₂；陽(yáng)極區(qū)的有機(jī)溶劑中的化合物QH釋放出電子和H⁺并恢復(fù)到氧化態(tài)的Q，釋放出的H⁺與陽(yáng)極區(qū)的鹽溶液中的HSO₃^-反應(yīng)生成H₂SO₃，得到的H₂SO₃在解吸塔中反應(yīng)生成高濃度SO₂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的克勞斯尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：所述能夠發(fā)生PCET反應(yīng)的化合物為蒽醌類化合物或熒黃素類化合物；

所述蒽醌類化合物為以下結(jié)構(gòu)式中的一種：

所述熒黃素類化合物為以下結(jié)構(gòu)式中的一種：

所述有機(jī)溶劑為與水能夠分相的天然或合成有機(jī)類溶劑，優(yōu)選地，其為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1,2二氯乙烷、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體、磺化煤油、乙酸乙酯和環(huán)己烷中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的克勞斯尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：所述能夠發(fā)生PCET反應(yīng)的化合物的結(jié)構(gòu)式為

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的克勞斯尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高濃度SO₂進(jìn)行資源化利用或回流進(jìn)行克勞斯反應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的克勞斯尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：通過循環(huán)泵一(4)將陽(yáng)極區(qū)(12)中溶解于有機(jī)溶劑中的QH反應(yīng)為Q而生成的富含Q的有機(jī)溶液通入陰極區(qū)(11)；通過循環(huán)泵二(5)將陰極區(qū)(11)中溶解于有機(jī)溶劑中的Q反應(yīng)為QH而生成的富含QH的有機(jī)溶液通入陽(yáng)極區(qū)(12)，以維持電化學(xué)反應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。