[发明专利]用于使硫化氢氧化至三氧化硫并随后去除三氧化硫的方法和用于实施所述方法的装置

说明书

本发明涉及用于使硫化氢(H₂S)氧化至三氧化硫(SO₃)并随后去除三氧化硫的方法和用于实施所述方法的装置。更明确而言，本发明的主题是通过使用已知催化剂使H₂S氧化至二氧化硫(SO₂)并然后氧化至SO₃并且随后在烛形滤器中使用碱性吸着剂诸如干氢氧化钙(Ca(OH)₂)来回收硫。本发明进一步涉及用于实施所述方法的装置以及整体型催化剂用作使硫化氢氧化至二氧化硫的催化剂的新用途。

整体型催化剂是涂布有支撑氧化物的波纹状纤维整体基质。它优选用TiO₂涂布并随后用V₂O₅和/或WO₃浸渍。波纹状整体的通道直径介于1 mm与8 mm之间，优选大约2.7 mm。波纹状整体的壁厚度介于0.1 mm与0.8 mm之间，优选大约0.4 mm。

消除硫的通常路线是对于低浓度H₂S而言吸收型的解决方案，而较高浓度H₂S可用于生产化学品例如元素硫或硫酸。对于各种浓度，还可使用热氧化。本发明可看作降低化学品消耗成本并具有对安装设备最低需要的替代措施，所述措施尤其可用于几百ppm与百分之几之间的H₂S水平。

本发明的方法可示意性地概述如下：将预热的含H₂S气体与空气混合，并且然后混合物经由热交换器进入第一含催化剂反应器。在此第一反应器中，H₂S被氧化至二氧化硫(SO₂)。将来自第一反应器的流出物输送至第二含催化剂反应器，在第二反应器中SO₂被氧化至SO₃。将含SO₃的流出物进料至烛形滤器单元，向所述单元中注入例如Ca(OH)₂作为吸着剂来去除SO₃。

H₂S还可在所述第一反应器中通过适当选择氧化催化剂和反应条件而有意地直接氧化至SO₃。在这种情况下，将来自第一反应器的流出物直接进料至烛形滤器单元以去除SO₃。作为用于直接氧化至SO₃的氧化催化剂，使用贵金属催化剂诸如Pt/Pd催化剂。

烛形滤器是具有垂直布置于压力容器内的烛形滤器元件的分批操作的过滤器。滤饼形成于滤烛的外部上，同时清澈滤出液从滤烛内部经过浸管排出。烛形滤器可在处理二氧化钛、烟道气、盐水澄清、瓷土、精细化学品的工艺管线和要求有效低水分滤饼过滤或高度磨光的其他应用中见到。

烛形滤器是干式洗涤器。根据本发明，使用此特定干式洗涤器代替经常用于现有技术的技术中的湿式苛性洗涤器。基于NaOH的湿式洗涤器例如在现有技术中用于去除SO₂。

干式洗涤器系统描述于US 2013/0294992中，其涉及空气质量控制系统，所述空气质量控制系统用于处理气体流诸如从燃化石燃料锅炉放出的烟道气流，以从其中至少部分去除酸性的和其他污染物，诸如SO₂、SO₃、HCl、HF、飞灰微粒和/或其他酸性污染物。

US 2004/0109807描述了用于从烟道气中去除SO₃的方法，其中将氢氧化钙浆液注入工业装置的排气管中的废气，在所述工业装置中燃烧含硫燃料。氢氧化钙浆液与因燃烧过程产生的SO₃反应并且形成初级固体硫酸钙反应产物。工业装置包括湿式洗涤系统，所述系统利用氧化钙的湿熟化以从废气中去除硫氧化物。

US 5,795,548还描述了基于干式洗涤器的烟道气脱硫方法和用于实施所述方法的装置。组合型炉内石灰石喷射和干式洗涤器烟道气脱硫系统在第一微粒收集设备中从烟道气流中收集固体，所述设备位于炉对流通道出口的下游和干式洗涤器的上游。将收集的固体转移至干式洗涤器进料浆液制备系统以提高去除氧化硫物质的效率并且还提高吸着剂利用率。因此，被提供至干式洗涤器的进料浆液中石灰的水平升高，这增强了干式洗涤器中氧化硫物质的去除。干式洗涤器的减少的微粒装载有助于维持进入干式洗涤器的烟道气流中游离水分的期望的程度，这增强了干式洗涤器中和下游具体收集器中氧化硫物质的去除。