[发明专利]废气的脱硫方法

说明书

本发明涉及从废气中去除SO₂的方法，它包括作为中间步骤的HBr的催化氧化，并且生成硫酸作为一个有用的最终产品。

本发明是以一个众所周知的反应为基础的：Br₂与SO₂反应生成硫酸与氢溴酸

                       (1)

脱硫过程是通过用含有上述两种酸与少量Br₂的水溶液与废气接触完成的。在反应过程中，溶液中同时生成这两种酸。

随后，这两种酸通过这样的方法从溶液中分离出来：HBr被蒸发，然后按下述反应(2)与过量的O₂(空气)接触被催化氧化生成Br₂。

                             (2)

这样，被消耗的Br₂不断再循环，于是这个方法的总反应就如反应式(3)所示，由SO₂生成硫酸。

                           (3)

这个方法的每个单一步骤都是众所周知的反应，但是至今为止还没有人把它们结合起来成为一个方法。

已经知道的烟道气的湿式再生脱硫方法包括建立在上述反应(1)基础上的已经知道的Ispra Mark 13A方法。

在这个方法中，消耗的Br₂的再生是通过HBr的电解完成的。有关这个方法已在EP-A-0016290与EP-A-0171570中讨论。这个方法已成功地发展到试验工厂的规摸，并作了广泛的市场调查和相应的成本估计。

从这些调查中显示，电解装置的投资与运行成本将非常高。例如：在一个用含2wt％硫的煤运行的500MW的发电站中，据估计电解装置将占去约25％的总投资，与30％的可实现的运行成本。

电解方法的替代方法一直在研究之中，但到目前为止还没有结果。例如，由于SO₂的存在，用烟道气中的O₂与汽相HBr进行催化氧化是不可行的。因为生成的Br₂将直接与SO₂反应生成SO₃并最终生成汽相的硫酸。这将引起过多的细微的酸液滴的形成(气溶胶的形成)，并且很难除去。

本发明的安排，可使HBr分离出来，并在一个相当纯净的形式下被氧化，以避免酸雾/气溶胶的形成。这个结果是对原先所谓Is-pra Mark 13A方法中的酸浓缩过程进行革新而获得的。

HBr的汽相氧化(反应2)也是一个已知的方法。有很多公开资料涉及到HBr的气相催化氧化。绝大多数都应用在有机化学制品的生产方法中，作为对溴化反应中所产生的气体混合物的处理方法。

本发明的独创之处在于利用反应器液体的特定的汽/液平衡性质设计出了一种通过气相催化氧化来再生被消耗的Br₂的体系，并且避免了麻烦而昂贵的电解过程。这对于HBr的电解分解来说是一个很大的优点。

因此，本发明提供了一个从废气中去除SO₂的方法，这个方法包括用含有硫酸，HBr与Br₂的水溶液去接触废气以生成硫酸与HBr；以及用气相催化方式氧化HBr生成Br₂，这样就可以回收Br₂至本方法的第一步中再利用。

含有SO₂的烟道气在主反应器(任何一种适当的气液接触装置)中被洗液处理。洗液是一种三元水溶液，包括约10wt％的H₂SO₄，约20wt％的HBr以及少量的Br₂(＜0.5wt％)。SO₂被溶液吸收后立即在液相中按反应(1)进行反应。生成的硫酸与氢溴酸溶解在洗液内。

洗液的主要部分被回收到反应器内以确保充分的气液接触，只有少部分从支流中排出。这个支流的酸成分将被分离出来以使得：

a)反应过程中生成的硫酸被去除掉；

b)按反应(1)所生成的HBr重新被氧化为Br₂。