專利名稱：通過與過氧化氫反應(yīng)從廢氣中脫除二氧化硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過與H2O2反應(yīng)從廢氣中脫除SO2的方法。
30多年來，如在1989年8月出版的2164e來自Lurgi/SüdchemieAG的所述，已知SO2可以通過在吸收塔中將廢氣與回流的含H2O2的稀硫酸溶液接觸而除去，由此SO2在溶液中被溶解和被氧化成硫酸?；亓鞯娜芤阂话愫?0-60％的硫酸和0.1-0.5％的H2O2。吸收一般在溫度為50-80℃的回流溶液中進(jìn)行。H2O2既可以濃縮的H2O2水溶液形式加入回流的酸，又可以通過電解回流的酸的側(cè)流制備。所產(chǎn)生的酸從回流的酸中抽出。
已知的工藝通常要求在吸收塔的下游安裝一個(gè)低速的氣溶膠過濾器來除去硫酸氣溶膠(酸霧)，以滿足酸霧釋放規(guī)定所要求的煙道氣中低于約5mol ppm H2SO4。可能存在于廢氣中的微細(xì)的酸霧(氣溶膠)在吸收塔中沒有被有效地除去。微細(xì)的酸霧也通過從吸收塔本身的吸收液體中蒸發(fā)的SO2和H2O2間反應(yīng)形成。
已知工藝的缺陷是既要求安裝吸附塔，又要求安裝低速霧過濾器。
在根據(jù)本發(fā)明的工藝中，廢氣中的SO2無需吸附塔通過將H2O2在水中或在稀硫酸中的溶液噴霧到廢氣中與H2O2反應(yīng)而被除去，所述廢氣在低速氣溶膠過濾器或濕靜電沉淀器(WESP)的上游。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中示于

圖1。在管線1的0.1-30％ H2O2溶液通過噴嘴3噴霧到管線2中的通常含有100-1000ppm SO2和通常溫度范圍為50-120℃的廢氣流中。噴嘴設(shè)置在管道4中，使得噴霧均勻地分散在位于霧過濾器5之前的氣流中，在霧過濾器中氣體平行通過多個(gè)低速過濾燭管6。在本工藝中液滴在氣體中均勻分散是理想的，而液滴最均勻的分散通過使用空氣霧化噴嘴產(chǎn)生非常小的微滴而達(dá)到。在工藝中形成的H2SO4累積在過濾器元件或燭管中并從中通過管線7排出。絕大部分或全部質(zhì)量的液滴在氣體進(jìn)入過濾器燭管前揮發(fā)，由此絕大部分H2O2揮發(fā)并以氣相進(jìn)行反應(yīng)，形成硫酸氣溶膠。然而液滴在氣體進(jìn)入過濾單元前完全揮發(fā)是沒有必要的。在霧過濾器元件中SO2和H2O2之間的反應(yīng)將會(huì)完成并將建立熱平衡，而不會(huì)降低SO2脫除的效率。
因此，H2O2水溶液的噴射用于兩個(gè)目的首先，向廢氣中加入所述量的H2O2，其為達(dá)到由SO2到H2SO4的理想轉(zhuǎn)化是所需的，其轉(zhuǎn)化通過下面的反應(yīng)式進(jìn)行
大部分的轉(zhuǎn)化是通過SO2和揮發(fā)的H2O2之間進(jìn)行氣相反應(yīng)形成酸霧或通過SO2和H2O2溶解在液滴中進(jìn)行。反應(yīng)在氣溶膠過濾器中完成，氣溶膠過濾器中殘留的SO2被吸收并與包含在潤(rùn)濕纖維材料的稀硫酸中的殘留H2O2反應(yīng)。
其次，溶液中所含水通過液滴的揮發(fā)冷卻管線2中的廢氣，從而使廢氣冷卻到過濾器元件或燭管的理想溫度，一般為50℃-70℃的溫度。產(chǎn)出酸中H2SO4的濃度將和氣相中在實(shí)際溫度下和H2O分壓下的H2SO4濃度達(dá)到平衡。
典型地，在H2O2利用率為約95％時(shí)，可以獲得高達(dá)98％的SO2脫除率。
實(shí)施例100℃時(shí)1000Nm3/h的廢氣流含有200ppm SO2+10％H2O，溫度為100℃。96％SO2的脫除率是理想的。氣溶膠過濾器被設(shè)計(jì)為最高在70℃下運(yùn)行。選擇在67-70℃下運(yùn)行，以取得最高可能性的酸強(qiáng)度和在產(chǎn)出酸中低殘余量的H2O2。
該工藝按如下步驟進(jìn)行將含有2.0重量％H2O2的15.7kg/h的水噴射到廢氣中，由此廢氣熱平衡時(shí)冷卻到65-70℃。霧過濾器為75mm厚和具有2.5m2的通流面積。纖維的直徑為約8μm。在這些條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)出約96％的SO2被移除，產(chǎn)出了含約500ppm H2O2的1.7kg/h的50％的H2SO4。經(jīng)處理的氣體含有低于2ppm的H2SO4且H2O2的含量低于檢測(cè)限。
權(quán)利要求
1.一種在具有30-150℃的溫度和含有0.001-1vol％ SO2的廢氣中脫除SO2的方法，其中通過將H2O2的水溶液噴霧到廢氣中而使SO2氧化成H2SO4，該步驟在通過由氣溶膠過濾器將產(chǎn)出的硫酸從廢氣中脫除之前。
2.權(quán)利要求1的方法，其中廢氣被位于過濾器之前噴射到廢氣中的溶液中所含的水揮發(fā)冷卻。
3.權(quán)利要求1的方法，其中用濕靜電分離器代替氣溶膠過濾器。
全文摘要
在具有30－150℃的溫度和含有0.001－1vol％SO
文檔編號(hào)B01D53/50GK1729039SQ200380106701
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月21日
發(fā)明者莫頓·特勒弗森·尼爾森, P·斯考布耶, K·A·克里斯滕森 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司