[发明专利]一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的系统和方法

说明书

本发明公开了一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的系统和方法，硫铁矿和炭源按设定比例混合研磨，将得到的混合物料投加至热解炉进行热解；将热解气经过重整所得煤气和热解固体产物催化剂加至还原塔中，对通入的高硫烟气中的二氧化硫进行催化还原；经过催化还原后的烟气经气固分离，对生成的硫单质进行回收。将硫铁矿和煤或者生物质按比例机械混合并研磨，送入热解炉进行共热解，得到的炭/铁硫化物充当催化剂。热解气重整后的高品质煤气、炭和氧气高温下反应产生的CO以及失活催化剂冶炼过程产生的高炉煤气都可作还原剂，工艺中还原剂CO来源丰富，无需外加CO，较为适用于对高硫烟气中的二氧化硫进行催化还原。

技术领域

本发明属于高硫烟气治理技术领域，具体涉及一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

长期以来，我国能源消费结构一直以煤炭为主，电力、冶金行业等燃煤产生的SO₂严重危害居民健康和生态环境，因此工业生产中对SO₂的排放限制愈发严格。目前，石灰石-石膏法烟气脱硫方法应用最为广泛，其产物为利用价值较低的脱硫石膏。部分(半)干法脱硫产物为具有强烈腐蚀性的硫酸，国内市场供应基本饱和，高浓度SO₂排放行业，如含硫固废煅烧，有色金属冶炼行业等面临转型。

硫磺为固态物质，具有容量小、无二次污染、腐蚀性小、便于存储和运输等优势，是较为理想的脱硫产物。因此，催化还原SO₂制硫磺是具有前景的脱硫方式，可以实现资源化脱硫，同时可以缓解我国硫磺资源短缺的现状，对社会可持续发展具有重要意义。

将SO₂催化还原为单质硫的研究主要致力于高活性和高选择性催化剂的研究。所用催化剂大多是过渡金属和稀土金属的氧化物及硫化物，普遍存在工艺繁琐、成本过高、含氧条件下催化剂氧化失活等问题。

发明内容

针对上述所存在的问题，本发明提出了一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的系统和方法。

为解决以上技术问题，本发明的以下一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的系统，包括混合研磨装置、热解炉、重整炉和还原塔，其中，

混合研磨装置分别与硫铁矿和炭源连接，用于对硫铁矿和炭源混合研磨；

所述热解炉与混合研磨装置的出口连接，用于对混合研磨物料进行热解；

所述重整炉的进口与热解炉的气体出口连接；

所述还原塔的固体进口与热解炉的固体出口连接，还原塔的气体进口分别与重整炉的气体出口和高硫烟气源连接。

第二方面，本发明提供一种炭/铁硫化物催化还原高硫烟气制备硫磺的方法，包括如下步骤：

硫铁矿和炭源按设定比例混合研磨，将得到的混合物料投加至热解炉进行热解；

将热解气经过重整所得煤气和热解固体产物催化剂加至还原塔中，对通入的高硫烟气中的二氧化硫进行催化还原；

经过催化还原后的烟气经气固分离，对生成的硫单质进行回收。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

将硫铁矿和煤或者生物质按比例机械混合并研磨，送入热解炉进行共热解，得到的炭/铁硫化物充当催化剂。热解气重整后的高品质煤气、炭和氧气高温下反应产生的CO以及失活催化剂冶炼过程产生的高炉煤气都可作还原剂，工艺中还原剂CO来源丰富，无需外加CO，较为适用于对高硫烟气中的二氧化硫进行催化还原。