[发明专利]从气流中用干法去除二氧化硫

说明书

本发明系利用异质界面的催化作用对气流中的二氧化硫进行干法去除。它属于使气体介质与气体介质反应的化学方法;亦属于通过得到至少一种在常温下是固态反应生成物而致使二氧化硫从气体中分离的方法。

在现有的从气流中去除二氧化硫技术中，大致可分为湿法，半干法和干法。

湿法流程的共同点是必需选用一种能对SO₂进行脱除的吸收剂。其缺点在于或者是吸收剂价格昂贵，又要附加吸收介质的再生装置投资和运行费用。在已发表的公开号CN1043269A，公开号CN1035780A中，就存在着这些缺点;或者是虽采用价格便宜的吸收剂如石灰，但生成的废料硫酸钙又会引起二次污染问题，需作再次处理。

在半干法中，通常是采用所谓喷雾干燥法，将氢氧化钙水浆从顶部自上而下地喷入气流，可除去多达90%的二氧化硫，并且工艺简单。然而，该方法的缺点是喷咀易堵，喷雾液滴大小的控制是一项困难的技术，制备氢氧化钙水浆和配料设备要增添投资费用，最终产物仍是难以处置的硫酸钙。

干法是通过将氧化钙，碳酸钙或其他一些碱性化合物直接注入气流中或锅炉燃烧室中，这是近年来较为流行的方法。据已发表的审定号CN1005018B报导，加入的固体石灰需要粉碎到dp50小于20微米，处理是在流化床系统内进行（包括流化床反应器，分离器和回收管道组成）。据悉，该种方法的去除二氧化硫效率可达90～95%，然而技术比较复杂，投资成本和运行费用较高，一般的中、小型锅炉难以承担。最不理想的是生成了产物CaSO₄粉尘，它既增加了飞灰清除的负荷，又面临着如何废弃或处理的难题。

本发明的目的是提供一种从气流中采用干法去除二氧化硫，该方法基本投资和操作费用低，使用方便。

为达到上述目的，本发明的构思是：

（1）采用一种热力学上可行的气体介质与气体介质反应的化学方法以去除气流中的二氧化硫，避免了湿法去除中存在的缺点。

（2）经合理选择所加入的气体反应介质，要求去除的最终产物至少是一种在常温下为固态的物质，它们既没有废弃的问题，亦不会再次对环境产生危害，而是一种有利用价值的商品。

（3）为了保持现有技术水平的去除效率，甚至超过现有技术的水平，本发明求助于加速化学反应速率的方法，亦即利用异质界面作为催化剂。

（4）本发明所用催化剂的特征，有别于传统的催化技术：它不需要填充固定床或流化沸腾床作为反应器;它价格便宜，不必经过复杂的制备，只需简单处理后又可反复使用。因而，将使投资成本和操作费用大幅度下降;加之技术简便，可适用于大、中、小型锅炉的烟道气中二氧化硫的去除。

上述第（1）条和第（2）条中所提到的气体反应介质可以是氨气。在含有一定相对湿度的气流中和温度下，它与二氧化硫在适宜的异质介面上生成白色的固体化合物，这些固体化合物是一种或多种硫铵的混合盐类，它们可被利用为土壤调质剂，或者变为化学肥料出售。

氨气的用量仅为ppm级。可按化学计量比f= ([NH₃])/(2x[SO₂]o) 来控制。亦即加入的氨量既足以把气流中的SO₂浓度去除到所期待的水平，又不致于因过剩而排放到大气中，造成NH₃对环境的污染。

在上述第（3）条中所提到的异质界面，其材质和表面性能必须具有吸附反应气体介质（SO₂和/或NH₃）的能力，并促使其发生催化转化者。例如，玻璃、陶瓷、搪瓷、橡胶、水泥、纤维等就是可供选用的异质界面。

在上述第（4）条中所提到的本发明催化剂的特征，可以通过以下具体措施来体现。在二氧化硫气体流经的管路中，至少含有一段由上述催化性能材质制备而成的异质界面管道，或者以管壁内衬的形式附于管路中等，使其与反应气体介质有充分接触的机会。当通过表面的催化作用致使在该异质界面上生成固体产物后，可以利用简单的方法、如机械刮除、喷淋、振荡等将产物收集。在清除时，亦可利用交替切换的工艺。清除后的异质界面可以反复使用。

以下是本发明的最佳实施例：

实施例一：