[发明专利]一种低温催化直接还原烟气中SO2

权利要求书

1.一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)烟气预处理：除尘后的原烟气经过一级换热器(7B)降温后，利用洗涤塔(8)去除烟气中的微尘及重金属杂质，再回到一级换热器(7B)预热，之后再经二级换热器(7C)进行升温；

2)烟气中SO₂的低温催化还原：将来自硫磺催化还原反应器(6)所得到的硫化物气体与步骤1)所得升温后的含SO₂烟气混合，一起进入催化剂床(1)，SO₂与硫化物气体通过Claus反应形成硫磺，并在催化剂表面逐渐累积；

3)逃逸硫蒸气的回收：流出催化剂床(1)的烟气中携带少量硫磺蒸气，利用除硫床(2)将其高效捕集，烟气再经过二级换热器(7C)降温，之后送去深度脱硫处理；

4)催化剂床(1)或除硫床(2)的再生与硫磺回收：采用氮气将催化剂床(1)或除硫床(2)中累积的硫磺进行自上而下的吹扫，将附着在催化剂或吸附剂表面上的硫磺充分气化，并随气流带出，分别再经过两级凝硫器(3)的降温处理，使硫磺凝结为液体，并流入汇硫槽(4)中进行回收，氮气则汇入烟气中，利用除硫床将未被收集的硫磺蒸气捕集下来；

5)硫磺的蒸发与催化还原：将再生所得到的液体硫磺部分输送到硫磺蒸发器(5)，通过加热将液体硫磺充分气化，然后与硫磺还原剂气体混合，一起进入硫磺催化还原反应器(6)，在催化剂的作用下，硫磺被迅速地还原为硫化物，形成硫化物混合气，再通过换热器(7A)降温，之后按需送入催化剂床(1)进口处，与烟气混合后作为SO₂的还原剂使用，利用换热器(7A)将氮气进行升温，用作催化剂床(1)或除硫床(2)的再生吹扫气体。

2.根据权利要求1所述一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，步骤1)所述的原烟气为除尘后的烟气，其中SO₂含量为0.5％-10％，氧气含量为5-30％，烟气温度为150-250℃，并含有一定量的重金属及细颗粒物，经过一级换热器(7B)降温后，烟气温度为100-150℃；

所述的洗涤塔(8)为喷淋塔或动力波洗涤装置，并带有除雾系统，洗涤后的烟气为40-70℃，洗涤后的烟气再经一级换热器(7B)进行升温，使烟气温度达到120-140℃，再经二级换热器(7C)继续回温，使温度升至150-200℃。

3.根据权利要求1所述的一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，所述的催化剂床(1)的催化反应温度在150-250℃，烟气中加入的气体硫化物的量按硫化氢摩尔量折算是SO₂量的1-2倍。

4.根据权利要求1所述的一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，所述的催化剂床(1)中所填充的催化剂为粒装氧化铝或利用Mo、Ni、Co、Ti中一种或多种过渡金属来改性的氧化铝，改性过渡金属的负载量为0.5-5％，烟气在催化剂床中空速为1000-6000h^-1；

所述的除硫床(2)中所填充吸附剂为粒装活性氧化铝，烟气在除硫床(2)中空速为3000-9000h^-1。

5.根据权利要求1或4所述的一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，所述的催化剂床(1)包括并联的两组：催化剂床(1A)和催化剂床(1B)，所述的除硫床(2)包括并联的两组：除硫床(2A)和除硫床(2B)，

当其中一组催化剂床或除硫床中硫磺的累积量达到催化剂或吸附剂质量的0.5-5％时，对其进行再生，再生前将烟气切换到另一组催化剂床或除硫床，并再生的催化剂床或除硫床与烟气隔绝开。

6.根据权利要求1所述的一种低温催化直接还原烟气中SO₂制硫磺的方法，其特征在于，利用硫磺催化还原反应器(6)出口气体的热量对再生吹扫用氮气进行预热至350-500℃；催化剂床(1)或除硫床(2)再生所需要的氮气体积为所填充催化剂或吸附剂体积的10-20倍，吹扫时间为30-90分钟。