[发明专利]一种利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法及系统

权利要求书

1.一种利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，采用钢厂尾气作为还原气，利用尾气中的一氧化碳和氢气还原烟气或富集气中的二氧化硫，生成硫磺，可在一个单级反应器中将二氧化硫还原得到单质硫；包括如下步骤：

1)将含硫烟气或富集二氧化硫后的烟气与还原气经除尘后，在换热器中预热至150～350℃；

2)两种气体预热后经加热器混合、加热至反应温度350～700℃，混合后气体中的二氧化硫浓度与一氧化碳+氢气的浓度比为1.01～1.1:2；

3)加热后的气体进入反应器中，进行还原反应，反应温度为300～900℃，反应空速300～6000h^-1，反应压力为0.1～3MPa；得到液态或气态的硫单质；

4)从反应器的出气口排出的尾气为换热介质气体；换热介质气体流入换热器，温度为400～750℃；换热介质气体与除尘后的含硫烟气进行换热后从所述换热器流出时的温度为250～500℃；

5)换热介质气体在所述换热器中进行换热后，流入多级冷凝器进行冷凝，从所述多级冷凝器流出的气体的温度为150～250℃；再进入液硫捕集器；

6)液硫捕集器中收集得到液硫，进入下方的硫磺储罐；

7)液硫捕集器排出的气体再返回烟气富集净化的前端进行处理，多余的二氧化硫返回前端进行循环。

2.如权利要求1所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，所述反应器内的反应包括主要反应：

SO₂+2CO＝S+2CO₂

SO₂+2H₂＝S+2H₂O

还包含副反应：

MS_x+CO＝MS_x-1+COS

MS_x-1+S＝MS_x

CO+S＝COS

COS+H₂O＝H₂S+CO₂

2H₂S+SO₂＝3S+H₂O

2COS+3O₂→2SO₂+2CO₂

2COS+SO₂→3S+2CO₂

2CO+O₂→2CO₂

2H₂+O₂→2H₂O

COS+H₂→H₂S+CO

其中，MS为催化剂上预硫化后的活性组分，M代表活性组分中的金属成分。

3.如权利要求2所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，反应器内的反应使用的催化剂活性以硫磺计，则产物选择性为95％以上；以一氧化碳+氢气计，则转化率为99％以上。

4.如权利要求3所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，所述催化剂为采用含硫化氢气体预硫化后的金属硫化物为活性成分。

5.如权利要求1所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，含硫烟气或富集二氧化硫后烟气的来源包括：通过变压吸附、干法活性焦、膜分离、有机胺法脱除富集的高浓度二氧化硫富集气。

6.如权利要求1所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，所述含硫烟气或富集二氧化硫后烟气的组成具体是：二氧化硫含量大于5000ppm，二氧化碳含量小于50％，氧含量小于2％，水含量小于20％。

7.如权利要求1所述利用钢厂尾气还原二氧化硫回收硫磺的方法，其特征是，作为还原气的钢厂尾气的来源包括：高炉煤气、转炉煤气；所述还原气的组成具体是：一氧化碳含量大于1％，二氧化碳含量小于50％，氧含量小于2％，水含量小于20％，氢气含量大于1％，硫化氢浓度小于一氧化碳加氢气浓度的30％。