[发明专利]烟道气脱硫方法

说明书

本发明涉及烟道气脱硫(FGD)方法，在该方法中将二氧化硫从 烟道气中脱除。

更具体地，本发明涉及通过先进的分离单元从烟道气中脱除二氧 化硫的方法。

化石燃料燃烧在工业过程中用于许多不同的目的。不幸的是，化 石燃料燃烧产生几种污染物，已经发现这些污染物对环境有害。特别 地，硫和氮的氧化物化合物是“酸雨”的主要成分。硫是在原油中天 然存在的元素，在原油蒸馏过程的残余组分中浓缩。燃料油中硫的量 主要取决于原油的来源，并且在更小的程度上取决于精炼过程。一般 地，对于世界范围基础上的燃料，该值在1.5～4％的级别上。这些值 导致烟道气中SO₂的高浓度。例如，当使用含有1.5％的硫的燃料时， 在排放的气体中SO₂浓度为约630ppm，和对于含有4％的硫的燃料， 排放气体中的SO₂浓度为约1700ppm。

在意识到由硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)化合物引起的危 害后，已经开发了不同的燃烧气清洁方法和分离技术以便在将所述烟 道气释放到大气中之前脱除燃烧烟道气中的这些组分，尤其是因为化 石燃料的燃烧每年释放数百万吨SO₂。

在欧盟，船舶很快变为最大的空气污染源。除非采取更多的措施， 否则到2020年，它们就要排放得比所有陆地源之和还要多。

随着在2006年在波罗的海、随后在2007年在北海和英吉利海峡 的所谓的硫排放控制区(SECA)的生效，欧洲水域将会在世界上首先 在船舶中引入更严格的硫排放规定。

根据欧盟(EU)海洋硫指令，只允许小于1.5％S的低硫燃料。 此外不仅在SECA，燃料中1.5％的硫上限将应用于2006年8月11日 起往返于任何公众港口定期航行的客轮使用的燃料中。

欧盟立法允许使用减少排放气体中的硫含量的技术作为使用低 硫燃料(1.5％的硫)的备选。因此，所述技术应该确保硫排放物的减 少至少等于或好于通过降低燃料仓燃料中的硫含量所实现的硫排放物 的减少。

多数FGD技术使用湿法洗涤方法，该方法中排放的烟道气与水溶 液接触。这些方法的目标是提供高吸收效率，即高于70～95％的SO₂吸收。与吸收法有关的要求是高的并且条件具有有限的自由度。例如， 随着反应温度的升高，尤其高于约70℃，水溶液中的组分和气相(例 如被处理的烟道气)中的SOx之间的反应效率会降低。然而，所述排 放的气体的温度约300℃，因此降低了所述方法的效率。

此外，所述排放的气体的体积是庞大的，对于功率为约1MW的相 对小的内燃机，达到约12000m³/hr的排量。因此需要高效率方法以避 免对处理所述大体积气体的庞大设备的依赖。对于可用空间有限的船 甲板而言，设备尺寸是特别关键的。

另一个愿望是使用少量的水溶液，因为所述溶液必须经泵送、与 所述烟道气接触，然后在使用之后被处理。通过使所述烟道气与水溶 液接触吸收SOx的方法需要巨大且昂贵的设备，并且因此是极端不利 的，因为它们需要大甲板面积以容纳该设备。

两个参数决定吸收效率：水溶液的组成和所述气相与所述吸收溶 液的液滴之间的接触效率。FGD技术应该提供这两种组分之间良好的 接触和有效的化学吸收以符合这些严格的参数要求。

目前需要非常有效的FGD技术，特别在高温和大量的排放气体的 情况下，并且对于FGD技术的提供，只需要小体积的水溶液并且使用 更小尺寸的设备。因此，需要这样的FGD技术，与目前使用的其它系 统和其它建议的技术相比，其特征在于非常有效的接触、小的设备尺 寸、简单和高成本效率。

与现有技术相比，本发明的主要目的是提供使用非常有效的设备 来吸收排放自内燃机、工业锅炉和焚烧炉(例如轮船内燃机)、电气 公用工程锅炉、锅炉和焚烧炉、从加工工厂(例如冶炼厂、制酸厂、 炼油厂)以及制浆和造纸厂的烟道气的SO₂的成本有效的方法。

考虑到本领域的这种状态，现在根据本发明提供了用于含SO₂的 气体物流的脱硫方法，包括以下步骤：

A.提供包含选自碳酸根、碳酸氢根、氢氧根、亚硫酸根和亚硫 酸氢根的阴离子的含水原料；

B.提供含SO₂的气体原料；和