[发明专利]利用二氧化硫选择性膜技术增强克劳斯尾气处理

权利要求书

1.一种提高酸性气体进料中硫回收率的方法，该方法包括以下步骤：

将所述酸性气体进料和富含二氧化硫的空气流引入克劳斯工艺以产生产物气流和回收的硫料流，其中所述酸性气体进料包含硫化氢，其中所述硫化氢以硫化氢浓缩物的形式存在，其中所述富含二氧化硫的空气流包括二氧化硫和空气；

将所述产物气流引入热氧化器以产生烟道气流，所述热氧化器被配置为将所述产物气流中的含硫化合物转化成二氧化硫；

在冷却器中冷却所述烟道气流以产生经冷却的排出流；

在液-气分离单元中分离所述经冷却的排出流以产生冷凝水和饱和气流，其中所述饱和气流包含二氧化硫；

在加热器中加热所述饱和气流以产生膜气流；

将所述膜气流引入膜吹扫单元，其中所述膜吹扫单元包括膜，其中所述膜吹扫单元被配置为产生贫二氧化硫流，其中所述膜气流中的二氧化硫渗透所述膜吹扫单元的所述膜至渗透侧；以及

将吹扫空气流引入所述渗透侧，其中所述吹扫空气流收集渗透所述膜吹扫单元的所述膜的二氧化硫以产生富含二氧化硫的空气流。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将所述贫二氧化硫流供给至焚烧炉烟囱。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在再热器中加热所述贫二氧化硫流以产生加热的烟囱进料，其中所述加热的烟囱进料处于烟囱出口处温度；以及

将所述加热的烟囱进料供给至焚烧炉烟囱。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述膜为支撑在聚醚砜上的[emim][BF4]离子液体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述膜选由聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚磷腈、(聚醚嵌段酰胺)、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、乙酸纤维素、用TEG-DME浸渍的乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、117、橡胶状磺化聚酰亚胺、磺化聚合物、离子液体支撑液膜(SILM)、聚碳酸酯、膜接触剂、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸酯、环丁砜、聚三甲基甲硅烷基甲基丙烯酸甲酯(PTMSMMA)和3-甲基环丁砜共混膜组成的组。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，硫化氢浓度大于25％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，硫回收率大于99.2wt％。

8.一种用于提高酸性气体进料中硫回收率的设备，该设备包括：

克劳斯工艺，该克劳斯工艺被配置为接收所述酸性气体进料和富含二氧化硫的空气流以产生产物气流和回收的硫料流，其中所述酸性气体进料包括硫化氢，硫化氢以硫化氢浓缩物的形式存在，其中所述富含二氧化硫的空气流包括二氧化硫和空气，其中所述产物气流包括含硫化合物；

热氧化器，所述热氧化器被配置为将所述含硫化合物转化成二氧化硫以产生烟道气流，其中所述烟道气流包含二氧化硫、水蒸气、氧气、氮气和二氧化碳；

冷却器，所述冷却器被配置为将所述烟道气流的温度降低至低于水的露点温度，以产生经冷却的排出流；

气-液分离器单元，所述气-液分离器单元被配置为冷凝所述经冷却的排出流中的水蒸气以产生冷凝水和饱和气流，其中所述饱和气流包括二氧化硫；

加热器，其被配置为加热饱和气流以产生膜气流；和

膜吹扫单元，其中所述膜吹扫单元包括膜，其中所述膜吹扫单元被配置为产生贫二氧化硫流，其中所述膜气流中的二氧化硫渗透所述膜吹扫单元的膜至渗透侧，其中供给至所述膜吹扫单元的渗透侧的吹扫空气流能够收集渗透所述膜吹扫单元的膜的二氧化硫，从而产生富含二氧化硫的空气流。

9.根据权利要求8所述的设备，还包括焚烧炉烟囱，该焚烧炉烟囱被配置为将贫二氧化硫流散布到大气中。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的设备，其中，所述膜为支撑在聚醚砜上的[emim][BF4]离子液体。