[发明专利]使用熔融碳酸盐的烟气脱硫方法

说明书

本发明涉及用于从工业废气流中去除气体的装置和方法，尤其涉及用于从烟气中去除二氧化硫的装置和方法，其使用熔融碳酸盐并且使用天然气以及任选地氧化剂处理得到的熔融混合物。

技术领域

本发明涉及用于从工业废气流中去除气体的装置和方法，尤其涉及用于从烟气中去除二氧化硫的装置和方法。

背景技术

当今的主要环境污染问题之一是来自燃煤发电厂和冶金冶炼厂的含硫组分的酸性排放。在从矿石中提取金属或在燃料燃烧时，二氧化硫常常是该过程的产物之一，并且出现在通常排放到大气中的废气中。因此，二氧化硫对大气的污染是当今人类面临的最大的空气污染问题之一。随着石油资源的减少以及一系列核电厂灾害使人对其安全性产生怀疑，预计含硫燃料(煤、天然气和泥炭)的燃烧将会增加。

美国专利8,852,540号描述了使用熔融碳酸盐熔体进行烟气脱硫的连续方法和装置。该过程包括碳酸盐熔体的化学或电化学再生，其通过使用CO作为还原剂由碳酸盐、亚硫酸盐和硫酸盐的熔融混合物生成含硫蒸汽；释放所述含硫蒸汽，硫蒸汽可进一步转化为液相和固相材料并收集供进一步使用。

处理和清除来自现代熔炼装置的烟气，相对富含硫(超过5-10％SO₂)的气体已成功用于生产硫酸或元素硫。不幸的是，在一些过程中，例如反射或爆炸过程以及在燃煤发电厂中，废气含有相对低的硫含量(低于2-3％SO₂)，并且其处理极其困难并且在经济上不可行。这些气体排放到大气中，污染大气并形成酸雨。低含硫量的气体的净化和中和是优先考虑的问题。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供了

一种从烟气中去除二氧化硫的方法，所述方法包括：

-提供包含二氧化硫的烟气；

-用熔融碳酸盐吸收所述二氧化硫，在400℃至600℃之间的温度下形成碳酸盐亚硫酸盐和硫酸盐的熔融混合物；

-用天然气和任选用氧化剂处理所述熔融混合物，通过使所述天然气通过所述熔融混合物，从而产生含硫蒸汽；

-冷却所述含硫蒸汽并将其收集。

附图说明

在说明书的结论部分特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述，可以最好地理解本发明的组织和操作方法及其目的、特征和优点，其中：

图1A和1B是根据本发明的实施方案，用于从烟气中去除二氧化硫的装置的示意图。包括一个单元，其包括洗涤室(1)；再生室(2)；包括SO₂在内的气体(烟气)的入口(3)；洗涤气体出口(4)；含硫气体出口(5)；天然气入口(6)；碳酸盐熔体(7)；和熔融混合物歧管(8)；和通过公共熔池液压连通的分隔壁(9)。

图2A和2B是根据本发明的实施方案，用于从烟气中去除二氧化硫的装置的示意图。包括两个通过导管链接的独立单元，其包括洗涤室(1)；再生室(第二单元)(2)；包括SO₂在内的废气(烟气)的入口(3)；洗涤气体出口(4)；含硫气体出口(5)；天然气入口(6)；碳酸盐熔体(7)；和熔融混合物歧管(8)；和连接在洗涤区即单元(1)和再生区即单元(2)之间的导管(9)，其中洗涤室(1)与再生室分开，之间通过公共熔池液压连通。

图3是根据本发明的实施方案，用于从烟气中去除二氧化硫的装置的示意图。(3-1)-作为炉子的反应室；(3-2)-坩埚；(3-3)和(3-4)-分别供给空气和天然气的管；(3-5)-空气瓶；(3-6)-空气和天然气流量计；(3-7)-K型热电偶；(3-8)-温度控制器；(3-9)-天然气气瓶。

图4A和4B呈现了对于天然气和含空气的天然气而言，熔体中含硫量随供给的天然气体积(升)变化的结果(图4A)；和对于天然气和含空气的天然气而言，随试验持续时间(小时)变化的硫提取产率(图4B)。