[发明专利]一种二氧化硫尾气综合利用方法

说明书

本发明涉及一种二氧化硫尾气综合利用方法，包括以下步骤：1)向含二氧化硫的尾气中加入过量氟气进行反应，得到含有硫酰氟的混合气；2)混合气加入过量氨气进行反应，得到混合物，混合物进行气、固、液三相分离，分别得到固态的氟化铵、液态的双氟磺酰亚胺和残余尾气，残余尾气用酸液吸收后达标排放。本发明可将氟化氢工艺尾气中的有害杂质被脱除后均转化为可再利用的资源，无废气废渣产生；处理过程简单，产业上容易实现。

技术领域

本发明属于尾气处理技术领域，具体涉及一种二氧化硫尾气的综合利用方法。

背景技术

在目前的氟化氢的制备工艺中，不管是萤石法、氟硅酸法或是其它方法，由于原料、工艺控制的影响，尾气中不可避免会有少量二氧化硫和氟化氢，针对废气的处理工艺主要有石灰石—石膏法、氨法、双碱法等。

石灰石—石膏法采用石灰石作脱硫吸收剂，与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，之后与空气中氧气接触生成硫酸钙。该工艺简单，对设备要求不高，问题是硫酸钙容易包裹石灰石，使得吸收效率不高。

氨法脱硫是以氨为二氧化硫吸收剂，氨与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，之后与氧气反应生成为硫酸铵。该工艺由于氨气易挥发，导致脱硫后的尾气中含有氨气，造成二次污染。

专利CN201811290654.7提供了一种双碱法处理尾气中二氧化硫的工艺。该工艺包括脱硫单元、脱硫剂再生单元和副产物回收单元，通过介质循环增溶作用和反应强化技术联用实现利用廉价的石灰高效再生出钠碱吸收剂，但工艺中生成的硫酸钙难以回收利用，堆放处理容易造成二次污染。

上述方案均利用酸碱中和原理实现了尾气中杂质的脱除，但都存在一些缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种二氧化硫尾气综合利用方法，具体方案是：

一种二氧化硫尾气综合利用方法，包括以下步骤：

1)向含二氧化硫的尾气中加入过量氟气进行反应，得到含有硫酰氟的混合气；

2)混合气加入过量氨气进行反应，得到混合物，混合物进行气、固、液三相分离，分别得到固态的氟化铵、液态的双氟磺酰亚胺和残余尾气，残余尾气用酸液吸收后达标排放。

氟气加入后与二氧化硫在常温常压下即可快速反应生成硫酰氟(SO₂F₂)，氟气稍微过量能确保二氧化硫充分反应，反应式为：

SO₂+F₂→SO₂F₂

氨气加入后先与尾气中的氟化氢杂质反应生成氟化铵，多余的氨气再与SO₂F₂高温下反应生成双氟磺酰亚胺(HFSI)液体；同时前述残余的氟气与氨气反应生成氟化铵固体和氮气,氨气的总量足够氟化氢、硫酰氟、氟气三种气体都完全反应，反应式如下：

NH₃+HF→NH₄F

3NH₃+2SO₂F₂→HN(SO₂F)₂+2NH₄F

8NH₃+3F₂→N₂+6NH₄F

反应后分离出HFSI液体和氟化铵固体，剩余气体再通入稀酸中除去残余的氨，尾气中只有氮气，可无害排放。HFSI液体和氟化铵固体可分别分离出来，HFSI可与锂盐作用生成LiFSI,LiFSI是重要的锂电池电解质，氟化铵是重要的氟化工原材料，均可再利用。