[发明专利]一种含硫氧化物工业废气的处理方法

说明书

本发明涉及一种含硫氧化物工业废气的净化处理方法，特别是石油化工中克劳斯装置尾气焚烧炉烟气的的净化处理方法。

在天然气净化、石油炼制、炼焦及煤气发生等能源加工过程中，会产生高硫化氢浓度的气体，一般采用克劳斯法处理并回收硫磺。克劳斯法发生的基本反应为：

由于受热力学化学平衡限制，在典型克劳斯工艺条件下，即使在设备及操作条件良好的情况下，硫的回收率也只能达到96～97.5％，即相当于装置处理量3～4％的硫以H₂S、SO₂等形态进入克劳斯尾气中。

为了减少剧毒物质H₂S对大气的污染和提高硫的回收率，目前，如下几种克劳斯尾气处理技术在国内外获得了普遍应用：一是将克劳斯尾气直接焚烧，使尾气中毒性较大的硫化氢等硫化物，全部转化为毒性较低的二氧化硫后排放，此时，焚烧烟气中SO₂浓度可高达5000μL/L以上；二是首先采用低温克劳斯法，例如冷床吸附法(CBA)、萨弗林法(Sulfreen)等，将硫的总回收率提高到98.5％以上，然后再将尾气焚烧后排放，此时，焚烧烟气中的SO₂约为1500～2500μL/L；三是首先采用转化吸收法，例如斯科特法(SCOT)，将硫的总回收率提高到99％以上，然后再将尾气焚烧后排放，此时，焚烧烟气中的SO₂约为几百μL/L。这些克劳斯尾气处理工艺都有尾气焚烧炉，都存在焚烧烟气中SO₂对大气的污染问题。

目前用于净化处理低浓度SO₂工业废气的方法有许多种，主要可分为湿法、半干法和干法。湿法是在较低温度下用碱性吸收剂吸收废气中的酸性气体，其吸收率高，但反应速度慢，设备庞大，有废水产生，排放气温度低，需二次加热，能耗很大。半干法是利用烟气的热量把吸收剂中的水分蒸发掉，在达到去除SO₂的同时得到固体产物。该方法需要在接近饱和温度下操作才能得到较高的净化率，操作难于控制，另外由于SO₂与雾化的浆液反应速率较慢，烟气与吸收液需要较长的接触反应时间，并需要较高的Ca/S比，净化率也很难达到很高。在SO₂去除率在80～90％时，需要液滴在吸收器内的停留时间为15～25秒，Ca/S比在1.2～1.5左右，反应产物为亚硫酸钙和硫酸钙的混合物，难以作为商品石膏销售。干法是直接向烟气中喷固体的吸收剂，主要缺点是反应速度慢，设备庞大，吸收剂利用率低，产物没有出路。

《石油化工环境保护》(1986年，第一期，第45页)介绍了一种克劳斯装置焚烧炉排放烟气的吸收净化脱硫方法。其过程为先用散热罐和水洗罐把焚烧烟气温度降至50℃以下，然后进入碱洗塔，经氢氧化钠吸收脱除SO₂后排放；SO₂则与氢氧化钠生成亚硫酸钠产品销售。该方法设备投资大，试剂费用高，对烟气中的氧气含量要求苛刻，而且所得亚硫酸钠产品质量不稳定，销售困难，同时还有废水产生。

在1995年美国石油炼制者协会年会上(NPRA AM-95-60)，介绍了用克劳斯尾气制硫酸的工艺，该工艺在催化剂存在下，将硫化物或硫氧化物氧化为三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸后，用冷凝的方法获得硫酸产品。对硫化物浓度较低的克劳斯尾气来说，该方法由于需要大量冷却剂而只得到很少量的硫酸产品，所以该方法投资高，收益小；此外，受化学平衡和物理平衡限制，排放气中仍有一定浓度的二氧化硫和硫酸酸雾，需要进一步处理。

本发明针对以上净化含SO₂工业废气工艺的不足之处，提供一种脱硫率高、反应时间短、试剂利用率高、投资低、能生产商品石膏的含硫废气处理方法，特别适用于克劳斯装置焚烧炉排放气的净化处理。