[发明专利]一种提高二氧化硫去除率的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种提高二氧化硫去除率的方法，特别是涉及湿法SO2废气治理技术。

(二)背景技术

人类活动产生的二氧化硫(SO₂)，其中，由燃料燃烧产生的占90％以上，其次是冶金、硫酸生产、炼油和化工制药的磺化反应等过程。SO₂对人有致毒作用，属中等毒类，对眼和呼吸道有强烈刺激作用，吸入高浓度二氧化硫可引起喉水肿、肺水肿、声带水肿及(或)痉挛导致窒息。大量的二氧化硫排放是引起大气酸雨的主要原因，2006年中国环境状况公报统计数据表明，近年来我国城市酸雨污染程度有所加重。

一般地，湿法SO₂废气治理技术就是采用各种水溶液对SO₂进行吸收处理，是目前SO₂废气治理的主要方法。通常有碱液吸收法和海水吸收法等。二氧化硫是中等溶解度的气体，在水中溶解过程是个可逆反应，其反应可以以下两步：

SO₂+H₂O→HSO^-₃+H⁺    (1)

HSO^-₃→SO^2-₃+H⁺      (2)

随水中H⁺浓度的上升，限制了SO₂的继续溶解。因此，采用水作为吸收剂对二氧化硫的吸收效果很低。碱液吸收是采用氢氧化钠或氢氧化钙等碱性溶液中和被吸收下来的亚硫酸，从而提高了吸收效率。海水吸收脱硫技术是利用海水含有大量的可溶性盐，其中主要成分是氯化钠和硫酸盐，呈碱性的特点，使得其具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO₂的能力。

但以上这些方法吸收时二氧化硫时液相均生成亚硫酸根，但亚硫酸根与气相二氧化硫存在化学平衡，尤其在酸性条件下不稳定，发生可逆反应，从而影响二氧化硫的吸收效率。工程上通常是采用通入空气的方法把亚硫酸离子氧化成化学稳定的硫酸根离子，以提高二氧化硫的吸收效率。但是采用空气氧化的方法效率低，运行使用费用高。因此，如何提高亚硫酸离子的氧化效率，进而提高二氧化硫的吸收效率的同时，又能降低运行费用是该技术工业应用中急需解决的问题。

(三)发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是提供一种提高吸收法二氧化硫去除率的方法，它既具有高效氧化亚硫酸离子，同时又能提高二氧化硫的吸收效率。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述方法中使用的、操作费用低廉、处理效率高、处理量大的专用装置。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：

一种提高二氧化硫去除率的方法，所述的方法是在吸收塔中，以可溶于水的盐酸盐水溶液为吸收剂，将含有二氧化硫的气体导入吸收塔，所述气体中的二氧化硫被吸收剂吸收生成含有亚硫酸根离子的吸收液，再将全部或部分吸收液通入电催化氧化反应器电解氧化反应生成氯和次氯酸根离子，所述的电催化氧化反应器还设有与吸收塔气相通的供氯气通入吸收塔的气体连通管，所述的亚硫酸根离子最终被氯气、次氯酸根离子或吸收剂氧化为硫酸根离子，电解氧化反应液相生成盐酸盐再返回吸收塔循环使用。

所述的吸收剂为含有氯离子的水溶液，氯离子浓度为0.03～6.0mol/L。所述的吸收剂优选氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化铁或氯化铝的水溶液。

本发明方法的处理过程是把含有二氧化硫的气体导入吸收塔，气流中的二氧化硫被吸收液吸收生成亚硫酸根离子，其中部分亚硫酸根离子被气流和吸收液中分别含有氧化性物质氯气和次氯酸根离子氧化为硫酸根离子，再把吸收液通过电催化氧化反应器把尚未氧化的亚硫酸根离子进一步氧化为硫酸根离子，同时电解吸收液是产生氧化性物质次氯酸根离子和氧化性气体Cl₂，电解反应气相产生的氧化性气体Cl₂经连接管道通入吸收塔与气流混合，以强化气液吸收和亚硫酸根的氧化，含有氧化性物质次氯酸根离子的吸收液经循环泵打回吸收塔循环使用，气相氧化性气体Cl₂和液相的氧化剂次氯酸根离子通过电催化氧化反应器再生，从而达到亚硫酸离子的氧化效率和提高二氧化硫的吸收效率目的。

所述的吸收与电催化氧化是一连续过程的两个操作单元步骤的有机组合，吸收液循环使用。

主要的化学反应过程如下：

吸收和氧化反应：

Cl₂+H₂O→HClO+HCl