[发明专利]从干燥气流中除去二氧化硫的方法和设备

说明书

本发明涉及一种从干燥气流中除去二氧化硫的方法。另外，本发明涉及一种用于进行所述方法的设备。

需要从干燥气流中除去二氧化硫，这是由于对于释放至环境的气流中可容许的二氧化硫(SO₂)和三氧化硫(SO₃)排放立法规定了日益更高的要求。

目前，SO₃例如通过使用约98％浓度的硫酸吸收而除去。气流夹带的硫酸气溶胶可使用过滤器从气流中除去。通常使用由各种烛组成的烛式过滤器。

然而，存在于气流中的SO₂不被硫酸吸收。因此，SO₂必须通过不同方法从气流中除去。除去SO₂的已知方法为浓度为10-40g H₂O₂/l的过氧化氢(H₂O₂)溶液中的化学吸收。这种化学吸收例如描述于VDI Berichte NO.730，1989，第331-347页中。在这种情况下，使包含SO₂的粗气体与包含H₂O₂的洗涤液在两级无规则填料洗涤器中接触。两级无规则填料洗涤器逆流操作并具有两个分离的液体回路。粗气体进入洗涤器的较低部分。包含H₂O₂的溶液与硫酸液体循环料流混合以形成包含H₂O₂的洗涤液并通过滴流系统施用于上部无规则填料上。吸收于其中并完全反应成H₂SO₄的具有SO₂且包含H₂O₂的洗涤液进入中间池。包含H₂O₂的洗涤液作为硫酸液体循环料流从中间池中取出，再次与包含H₂O₂的溶液混合并施用于上部无规则填料。从上部无规则填料中滴下的溶液除硫酸外，还包含未完全反应的H₂O₂。一部分溶液从中间池中进入洗涤器的较低部分并在那里滴在下部无规则填料上。这里剩余的H₂O₂与来自粗气体的二氧化硫反应以形成硫酸。穿过下部无规则填料的液体收集在池中。清洁硫酸从池中取出。一部分硫酸施用于液体回路中的下部无规则填料上。因此提纯的粗气体仅仍包含如此少量的二氧化硫使得气体可释放至环境。

由现有技术已知的从干燥气流中除去二氧化硫的另一种可能方法为使气流穿过催化剂床。在催化剂的存在下，二氧化硫氧化以形成三氧化硫。产生的三氧化硫可通过硫酸从气流中洗去。然而，在这种情况下，SO₂含量达不到小于50-100ppm的范围。

包含二氧化硫的废气例如在由硫制备硫酸中产生。在这种情况下，硫首先氧化成二氧化硫。二氧化硫在另一个步骤中氧化成三氧化硫。三氧化硫吸收于硫酸中。酸浓度借助加入水而设定。在此方法中，二氧化硫转化率为约99.5-99.8％。未反应的SO₂释放至环境中。这种制备硫酸的方法例如描述于Schwefel Schwefeldioxid[Sulfur sulfur dioxidesulfuric acid]，Lurgi公司由Ullmannder technischenChemie[Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry]重印，1982中。

本发明的目的是提供一种降低SO₂排放的可选择方法。

该目的通过一种从干燥气流中除去二氧化硫的方法实现，其包括如下步骤：

(a)将包含过氧化氢的液体加入气流中，由过氧化氢和二氧化硫形成硫酸和

(b)形成的硫酸浓缩、吸收或气溶胶沉淀，

其包括将混入的包含过氧化氢的液体与干燥气流在小于0.3秒的过程中以使得注入的液体在气流中基本均匀分布的方式混合。

这里，“基本均匀分布”意指在流动横截面面积的任何点上注入气流中的液体的量偏离平均浓度最大10％。

在优选实施方案中，混入的包含过氧化氢的液体在小于0.03秒的过程中以使得混入的液体在气流中基本均匀分布的方式与干燥气流混合。

包含二氧化硫的干燥气流可例如源自于纯硫燃烧、含硫物质的燃烧或含硫矿石的焙烧。然而，优选本发明方法用于源自于硫酸的制备的气流。