[发明专利]利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的方法

说明书

本发明提供了一种利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的方法。该方法包括以下步骤：采用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，形成吸收液；将吸收液与硫化氢进行液相克劳斯反应，得到硫磺；其中液相克劳斯反应过程中的反应条件如下：反应pH值为2～3，反应体系中的亚硫酸根离子和硫氢根的摩尔比为4～5:1。本发明在利用吸收剂与烟气中的二氧化硫反应形成吸收液后，直接利用吸收液和硫化氢进行液相克劳斯反应制备硫磺。本发明通过严格控制液相克劳斯反应的pH值条件和亚硫酸根离子、硫氢根离子之间的摩尔比，保证了二氧化硫的转化率。与此同时，既能够缩短工艺流程，还能够避免解析过程中大量的蒸汽使用，从设备和能耗上均显著降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体而言，涉及一种利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的方法。

背景技术

我国二氧化硫的排放主要来源于燃煤烟气、有色金属及贵金属冶炼过程及石油及化工生产过程，随着环保的日益严格，国家对二氧化硫的排放要求越来越严苛。

针对冶炼烟气，可以根据二氧化硫浓度选择不同的脱硫处理方法。浓度较低和某些浓度波动大的烟气可按照企业的条件和冶炼方式选用适当的脱硫方式，如氨水脱硫、氧化锌脱硫、离子液或胺法脱硫和石灰石/石灰-石膏法脱硫等等。针对高浓度的二氧化硫，烟气制酸具有变废为宝、回收硫资源、清洁环境以及二次排污小等优点，几乎被所有冶炼企业所接受，成为一种主要处理方法。但是，副产品硫酸的贮存、运输及销售经常会出现难以满足冶炼生产要求的情况。

从市场需求和运输条件等方面考虑，由于硫磺相对于硫酸更易储存和运输，缺少硫酸销路的冶炼行业的硫资源适宜以硫磺的形态向外迁移。因此，将二氧化硫转变为附加值高的固体硫磺产品是解决环境污染和资源回收利用的较好方式。

但是，现有的利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的工艺的成本过高，严重制约了其在实际生产中的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的方法，以解决现有技术中利用烟气生产硫磺时存在的成本过高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种利用烟气中的二氧化硫制备硫磺的方法，其包括以下步骤：采用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，形成吸收液；将吸收液与硫化氢进行液相克劳斯反应，得到硫磺；其中液相克劳斯反应过程中的反应条件如下：反应pH值为2～3，反应体系中的亚硫酸根离子和硫氢根的摩尔比为4～5:1。

进一步地，液相克劳斯反应过程中的反应温度为30～50℃。

进一步地，液相克劳斯反应过程中的反应条件如下：反应pH值为2～2.5，反应体系中的亚硫酸根离子和硫氢根的摩尔比为4～4.5:1，反应温度为45～50℃。

进一步地，吸收剂为有机胺类吸收剂的水溶液和/或柠檬酸类吸收剂的水溶液，优选有机胺类吸收剂选自乙酰胺、三乙醇胺、乙二胺、异丁胺中的一种或多种；优选柠檬酸类吸收剂选自柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸铵中的一种或多种。

进一步地，采用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫的过程中，反应温度为40～60℃，反应pH为5～6。

进一步地，采用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫的过程中，通过喷淋的方式向烟气喷洒吸收剂进行反应；优选地，采用填料塔作为吸收剂与烟气的反应装置，且将吸收剂与烟气进行逆流接触以进行二氧化硫吸收处理。

进一步地，液相克劳斯反应的过程中，通过喷淋的方式向硫化氢喷洒吸收液进行反应；优选地，采用填料塔作为液相克劳斯反应的反应装置，且将吸收液与硫化氢进行逆流接触以进行液相克劳斯反应。

进一步地，液相克劳斯反应后得到了粗产物，方法还包括对粗产物进行固液分离处理以得到硫磺的步骤；优选地，固液分离处理步骤中得到了残液，方法还包括将残液返回至液相克劳斯反应的反应体系进行循环处理的步骤。