[其他]从气体中除去二氧化硫的方法

说明书

本发明涉及一个从含有二氧化硫和氧气的气体中除去二氧化硫的方法，在该方法中，气体与在耐热惰性载体上的含铜接受体接触，所得到的饱和接受体通过终止与含二氧化硫和氧气的气体接触，继而使其与还原气体接触而获得再生，再生的接受体重新用来与含二氧化硫和氧气的气体接触。

在矿物燃料（如煤、石油等）的燃烧中，这些能源中的含硫化合物大部分转化为二氧化硫。众所周知，由这些二氧化硫引起的环境污染构成了至今未能适当解决的严重问题。因此，那些过程中释放二氧化硫的发电站、工业上的燃烧工厂和化工厂应当设有除去二氧化硫的设备和过程，以低耗费的、尽可能有效的和简单的方法除去逸出的二氧化硫。迄今为止，为达此目的，技术上最重要的流程就是所谓的湿法流程，二氧化硫在该流程中被吸收，例如当有氧气存在时，它可被氢氧化钙或碳酸钙悬浮液吸收。在这些流程中，溶液中的沉淀物硫酸钙（石膏）必须用一些办法除去。该流程的一个相当大的缺点是必须除去大量的石膏，在大多数情况下，这些石膏质量低劣，在对它们进行处理时，必将引起相当大的环境问题，和很高的耗费。

所以有人提出了下面的流程：

浓缩二氧化硫，即从仅含有低浓度二氧化硫的废气中将其分离出来，形成一个主要由二氧化硫组成的气流。这种含有高浓度二氧化硫的气流可加以利用，例如在claus〔克劳斯（二段脱硫法）〕中或在硫酸生产中。另一种可能性是利用合适的催化剂对二氧化硫进行加氢处理以使其形成硫化氢。也可以把二氧化硫转化到特定的程度，使其变为元素硫。该流程避免使用在湿法流程中所需要的大量液体。从而免除了废气的冷却，也克服了清除石膏的问题。如上所述，如果二氧化硫转化成硫化氢，很重要的一点是必须获得高浓度的硫化氢，因为例如在大家熟悉的克劳斯法中，对含有低浓度的硫化氢气流的处理在技术上是很不利的，在某些情况下甚至是不可能的。当然如果情况是与上述情况相反，被处理气流的浓度尽可能高，则是有利的，因为用于加热和冷却的能量消耗因此而减少。

本发明的一个目的是改善从气体中除去二氧化硫的流程，所说的流程要求产生一种含有比较高浓度的、或较纯的二氧化硫的气流，或要求产生基本上完全由二氧化硫组成的气流。要解决这个问题应尽可能满足下列要求。

1.从气体中选择性地除去二氧化硫，而不产生不希望有的副反应。

2.二氧化硫接受体应当有尽可能高的吸收容量。

3.穿透曲线应当有一个急剧上升的部分，即在穿透点以前，废气中应当完全没有二氧化硫，在穿透点后，废气中二氧化硫含量应当急剧上升。

4.接受体的再生在技术上应当简单易行，而且高效，接受体应当经得起许多次吸收-再生循环。用于再生的气体的穿透曲线也应是陡峭的。

5.接受体应当在整个过程的所有条件下具有热稳定性。

上面第1条提到的不希望有的副反应包括，例如当被处理的气体含有一氧化碳时，碳在接受体上形成沉积。

上面第2条提到高吸收容量指接受体对二氧化硫具有高的吸收容量，使到气体在离开装有接受体的反应器时实际上已不含二氧化硫，即如果可能的话，应使二氧化硫的浓度小于百万分之一。当然，有一些吸收体，在废气中二氧化硫浓度比较高时，能结合相当大量的SO₂。但这不是技术上满意的解决，因为在那种情况下，废气中仍然含有较大量的SO₂。当然这是不希望发生的。所以如果不指出吸收反应器的废气中SO₂的含量的话，一个接受体对SO₂的高吸收容量并不能肯定地表明该接受体在工艺上有效。

上面第3条提到的陡峭穿透曲线在某种程度上与上述问题有关。如果SO₂与接受体反应非常迅速，事实上它将被完全除去，废气中实际上发现不到SO₂。于是就有可能利用接受体的全部理论吸收容量，直到废气中出现了不能再允许的SO₂分压为止。为此，本发明中将接受体的吸收容量定义为当从反应器出来的气体中SO₂浓度上升到1ppm（百万分之一）以上时，SO₂与接受体中所含的铜的摩尔比。这是一个对吸收容量的非常严格的定义。