[发明专利]有效中和酸性气体的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及含酸性气体的气流的处理，更特别地涉及处理方法和装置，其中通过有效利用中和溶液如含水氢氧化钠与分开部分的气流在初级和次级中和区中接触。

背景技术

许多工业用气流需要处理以除去酸性气体污染物，否则，酸性气体将作为有害的并且污染的排放物释放到环境中。必须除去的酸性气体包括卤化氢(HCl，HBr，HF和HI)，硫化氢(H₂S)，硫氧化物(SO₂和SO₃)以及氯气(Cl₂)。这些酸性气体来源于各式各样的操作，例如燃烧(氧化)产物，化学反应副产物和工艺添加剂转化产物。

例如，出于各种目的，在炼油和石化生产中，许多烃转化方法依赖使用要求添加氯气或氯化物的催化剂。其包括通过向反应区中引入氯化物以维持沉积在催化剂上所需的氯化物水平，来促进或增强催化活性。利用添加氯化物促进剂的特殊催化烃转化方法涉及正链烷的异构化。US 4,877,919和US 5,705,730分别描述了主要包含正丁烷，或者主要包含正戊烷和正己烷的烃进料的异构化。其它烃转化方法利用氯气使经过一个或多个反应循环而变得结块的催化剂金属重新分布和使催化剂再生。US 4,243,515及其它专利描述了一个重要的实施例，在石脑油沸程烃的重整中改善辛烷值。这种重整工艺中的催化剂再生通常包括用于重新分布活性金属的氧氯化步骤。

因此，除了异构化和重整之外，类似使用氯化物的其它精炼方法也必须避免气态HCl的过量释放，包括脱氢，烷基化和烷基转移，所有这些在本领域为大家所熟知。无需加氢而操作的非催化转化方法，例如经由蒸汽裂化生产乙烯也可产生包含一种或多种酸性气体如H₂S的废气流。

因此，许多烃转化方法，特别是那些使用铂催化剂的方法都具有以下特征：在反应或再生期间的某一阶段，催化剂与一种或多种氯化物(或氯化剂)接触。这些化合物可以作为氯化物化学地或物理地吸附在催化剂上，或者可以保持分散在接触催化剂的料流中。最终，许多这些方法中的烟道气流或排出气流包含不同浓度的氯化物，或它们的反应产物。烃加工工业中重点关注的氯化物反应产物是氯化氢(HCl)，其容易在反应环境如上述链烷异构化(使用贵金属催化剂和添加的氢)的方法中遇到的那些中形成。

已知有几种方法用于减少包含在来自这些或其它工艺的烟道气流或排出气流中的HCl及其它酸性气体的释放。例如，常常借助碱性中和溶液洗涤含酸性气体的气流来除去酸性气体并中和所述溶液(例如，通过形成盐溶液)，以减轻与酸性气体释放有关的环境问题。考虑到有效性，常常将含水的氢氧化钠或苛性碱溶液用于此目的。为了确保洗涤器中环境保持碱性并且不被腐蚀，分批地向洗涤容器或塔中引入过量的苛性碱或其它含水中和溶液(例如，含水氢氧化钾)，典型地，过量完全中和所需量的20％。由于安全问题，改善中和溶液的利用并降低该过量的尝试变得复杂，因为当接近溶液的总消耗量时，中和驱动力降低，增加了使废液酸化(例如，在非正常状态的情况下)的可能性以及性能问题。

因此，尽管成本巨大，定期地、分批地更换洗涤器设备仍然是惯例，不仅用于提供新鲜溶液，而且用于处置掉废弃的或用过的溶液。特别是，未用于中和酸性气体的溶液过量部分在进入生物处理设备中处理之前必须更完全地中和(例如，pH达到9或更低)。此外，分批更换方法导致与处理碱性溶液例如含水氢氧化钠有关的内在安全性问题。

人们仍在继续探索有效中和气流中酸性气体以及有效利用中和溶液的方法。

发明内容

本发明涉及用于处理被一种或多种酸性气体如HCl、H₂S、SO₂、SO₃和/或Cl₂污染的气流的方法及装置。根据本发明此处描述的实施方案，有利地，通过不仅连续处理气流，而且连续补充添加中和溶液和排放废中和溶液，使得完全地或接近完全地消耗中和溶液成为可能。可以避免如上文所讨论的传统分批洗涤工艺的几个缺点，即与定期新鲜溶液更换/处理的安全性以及处置过量溶液的成本相关的。实际上，根据本发明特定的实施方案，当提供具有适于在生物处理设备中处理的pH值(例如小于9，常常小于8)的废中和溶液时，无需在之前追加中和步骤，可以实现有效除去酸性气体。