[发明专利]一种低浓度二氧化硫废气的处理方法

说明书

技术领域

本发明属工业废气处理领域，具体涉及一种低浓度二氧化硫废气的处理方法。

背景技术

为了防治二氧化硫污染和酸雨问题，国内外所采取的方法很多，可分为干法和湿法两大类。目前大多数使用湿法，主要有石膏法、钠碱法、氨法、金属氧化物法、海水洗涤法等，这些脱硫方法虽然对于减轻二氧化硫污染起到了积极作用，但是所得的副产品往往不易销售，价格低廉，运行过程费用偏高，有的还造成二次污染。

由于干法脱硫效率低、设备庞大、操作要求高，发展较慢。而湿法脱硫工艺繁杂、操作困难、设备腐蚀严重，且极易产生设备、管道堵塞现象，存在着使用寿命短、投资大等致命缺陷。有鉴于此，一些工厂依托现有的硫磺回收装置，处理低浓度含氧二氧化硫废气。将低浓度含氧二氧化硫废气引入制硫燃烧炉或制硫反应器，利用克劳斯反应进行处理。或将低浓度含氧二氧化硫废气引入尾气加氢反应器，利用加氢反应将二氧化硫还原成硫化氢，进行吸收，以达到脱硫的目的。由于低浓度含氧二氧化硫废气中惰性组分较多，不仅影响克劳斯反应的效率，增加装置能耗，容易造成催化剂超温，威胁装置正常安全生产，而且增大了设备投资。同时，将氧气和二氧化硫进行加氢处理，消耗了大量氢气，加大了生产成本。

为了避免二氧化硫的不良反应，本发明提供了一种工艺过程简单、设备简单、投资少、成本低的新型脱硫方法。

发明内容

本发明以低浓度二氧化硫废气与含硫化氢的硫化合物混合、预热，在活性三氧化铝或二氧化钛催化剂的作用下，发生化学反应，反应后的气体经冷凝、冷却得到单质硫，降低了二氧化硫的排放，减少了氧对后续工序的影响。

其化学反应方程式为：

2H₂S+O₂＝＝＝2H₂O+2/nS_n

2H₂S+SO₂＝＝＝2H₂O+3/nS_n

xH₂S+NOx＝＝＝H₂O+1/2N₂+x/nS_n

本发明用含摩尔比为1-99％硫化氢的硫化合物与低浓度二氧化硫废气为原料，其配比为废气中氧气与二氧化硫之和与硫化合物中的硫化氢的摩尔比为1∶1.5-2.5，经混合加热150℃-300℃后，进入装有催化剂的反应器中，发生化学反应，反应温度控制180℃-450℃，停留时间1-5秒，反应生成的气体经冷却器冷凝冷却至130-160℃，捕集回收液体硫磺，用于成型、销售。捕集后的气体与硫磺回收装置的合成尾气一起进入硫磺回收装置的尾气加氢还原处理系统进行处理，处理合格后的尾气达标排放。

根据废气中SO₂和O₂的含量变化，相应调整含硫化氢的硫化合物的加入量，控制H₂S与SO₂及O₂之和的比例为1.5-2.5∶1(mol％)，优选1.9-2.1∶1(mol％)。

根据废气中SO₂和O₂含量的高低，可以选择单级或多级绝热反应器。当废气中SO₂和O₂的含量高时，选择多级反应器，根据反应器床层温度的变化，调整各级反应器入口含硫化氢的硫化合物的加入量。各级反应器反应生成的物流经冷凝冷却得到硫磺，剩余的气体与含硫化氢的硫化合物经预热后，进入下一级反应器。最后一级反应器冷却剩余的气体进入硫磺回收装置尾气处理系统进行处理。

所述的多级反应器不大于5级，优选不大于3级。

根据废气中SO₂和O₂含量的高低，可以选择单级或多级等温反应器。

所述的低浓度二氧化硫废气中，SO₂浓度范围在0.01-30％(mol％)，O₂浓度范围在0.01-22％(mol％)，其它组分是氮气、二氧化碳、一氧化碳、三氧化硫、氢气、、氮氧化物、水至少一种以上组分。

所述的含硫化氢的硫化合物中，H₂S浓度范围在1-99％(mol％)。所述的硫化合物是炼厂气、天然气、煤气、合成气脱硫回收后含硫的气体。

所述的催化剂以活性三氧化二铝、二氧化钛为载体，添加金属氧化物为活性组分，其中铁、铬、钒、锰等金属的化合物至少一种以上。

具体实施方式

实施例1