专利名称：催化氧化焙烧烟气中低浓度二氧化硫制取硫酸的方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，具体的是涉及一种催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法。
背景技术：
由于我国经济迅速增长，能源需求增长快，煤炭消耗量大增，导致ニ氧化硫排放量急剧增加，我国ニ氧化硫每年排放量达2000多万吨，主要来自于燃煤エ业锅炉(特别是火力发电厂)，其次是冶金、硫酸エ业的排放，由于ニ氧化硫总量的不断増加，区域性酸雨没有得到有效的控制，酸雨区约占全国国土面积的三分之一，我国毎年造成1000亿元以上的经济损失，ニ氧化硫污染面监巨大的压カ。烟气脱硫(简称FGD)在FGD技术中，按照脱硫剂的种类划分，可分为以下几种方 法以CaCO3 (石灰石)为基础的钙法；以MgO为基础的镁法；以Na2CO3为基础的钠法；以NH3为基础的氨法；以有机碱为基础的有机碱法，还有海水法，氧化锌法和双碱法及活性炭吸附法等。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态，又可将脱硫技术分为湿法、干法，和半干(半湿)法
湿法技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物。湿法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重，运行维护费用高及易造成二次污染等问题；
干法脱硫技术是指脱硫吸收剂和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水、废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、浄化后烟气温度高、利于烟筒排气扩散、二次污染少等优点，但存在反应速度较慢、脱硫效率低、设备庞大等问题；
半干法脱硫技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫，在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在湿状下脱硫，在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技木。按照脱硫产物的用途可分为抛弃法和回收法两种。目前国内外常用的脱硫方法按其エ艺大致可分为三类湿式抛弃エ艺、湿式回收エ艺和干法エ艺。我国目前烟气脱硫因海水脱硫受地域限制难以推广；氧化锌脱硫只能应用于炼锌厂才能配套回收；氨法脱硫因受原料来源限制难以普及；双碱法脱硫运行费用高，企业难以承受；氧化镁脱硫因亚硫酸镁经焙烧制取高浓度ニ氧化硫制取硫酸，エ艺复杂，投资大，易形成二次污染等问题难以推广应用；活性炭吸附法，因吸附效率低，设备庞大，投资大，エ艺不成熟，不能应用于エ业生产。所以我国目前烟气脱硫多采取石灰石/石灰——石膏湿法脱硫，该エ艺成熟运行可靠，脱硫效率高，石灰作脱硫剂时当Ca/s=l时，可达到90%以上的脱硫率。适合大型燃煤发电厂的烟气脱硫，但是存在腐蚀严重，废水难处理，初投资大，运行维护费用高，每脱ー吨ニ氧化硫需950元/吨左右的生产成本，所副产石膏，销量有限，附加值低，只能大量堆放，易造成二次污染。
发明内容
本发明所需要解决的问题是针对上述现有技术，提出的一种催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其不添加任何固硫碱性物质，利用电子交换树脂本身具有接受或给予电子的能力，从而可以使其与反应的离子或分子发生氧化一一还原反应。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于包括有以下步骤 I)将焙烧烟气通入喷淋吸收塔，所述的喷淋吸收塔的塔底用水喷淋冷却以除尘降温，得到冷却喷淋液；
2)经降温除尘的焙烧烟气穿透喷淋吸收塔上装填湿电子交換树脂层，焙烧烟气中的氧将电子交換树脂氧化转为氧化型树脂，进而被焙烧烟气中的ニ氧化硫还原为还原型树脂，从而ニ氧化硫被氧化为三氧化硫经喷淋吸收塔喷淋得到稀硫酸；
3)焙烧烟气最终从喷淋吸收塔的上层除雾器层排出。按上述方案，所述的电子交換树脂为含有对苯ニ酚官能团的电子交换树脂。按上述方案，所述的焙烧烟气的烟气量需要保证焙烧烟气在喷淋吸收塔中停留
1-2分钟。按上述方案，所述的冷却喷淋液在过滤前滴加稀双氧水将其中已溶解的ニ氧化硫水溶液氧化为稀硫酸，处理后所得喷淋液过滤后经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用。按上述方案，步骤2)所述的稀硫酸经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用，当循环喷淋至稀硫酸浓度富集于质量百分比浓度不大于85%进行回收。本发明的焙燃烟气中含有的低浓度ニ氧化硫采取电子交换树脂(即氧化还原树月旨)催化氧化ニ氧化硫为三氧化硫，用水循环喷淋吸收生产硫酸的方法。本发明所述的电子交換树脂是以对苯ニ酚为功能团，它能给出ー对电子而氧化成对苯ニ醌，对苯ニ醌经还原物质还原又恢复为对苯ニ酚反应式如下
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本发明的有益效果在于
I、不添加任何固硫碱性物质，利用电子交换树脂本身具有的氧化还原性质，将烟气中的ニ氧化硫氧化为三氧化硫，用水喷淋吸收三氧化硫生产重要的化工原料硫酸，不结垢无
堵塞；
2、脱硫效率高，经处理后的焙烧烟气，其ニ氧化硫含量低于50mg/m3，不但能脱硫还能脱硝，可极大地促进我国ニ氧化硫的减排；3、降温除尘ニ氧化硫的氧化，硫酸的回收在同一喷淋吸收回收塔中完成，其投资只需钙法——石膏脱硫设备的十分之一；
4、因不添加任何固硫碱性物质，利用电子交换树脂本身具有的氧化还原性质，将烟气中的ニ氧化硫氧化为三氧化硫，用水喷淋吸收三氧化硫生产重要的化工原料硫酸，该电子交換树脂为球状、磨损小，可在强酸性条件下使用也不失其活性，生产费用极低，几乎达到零成本运行；
5、因不添加任何因硫碱性物质，所产副产为重要的化工原料硫酸，用途广泛，销售市场广阔，无二次污染之忧，可创造极大的社会效益和经济效益。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进ー步详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制。催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，包括有以下步骤
1)将焙烧烟气通入喷淋吸收塔，所述的喷淋吸收塔的塔底用水喷淋冷却以除尘降温，得到冷却喷淋液，所述的冷却喷淋液在过滤前滴加稀双氧水将其中已溶解的ニ氧化硫水溶液氧化为稀硫酸，防止ニ氧化硫水溶液分解释放出ニ氧化硫，车间ニ氧化硫超标而污染环境，处理后所得喷淋液过滤后经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用；
2)经降温除尘的焙烧烟气穿透喷淋吸收塔上装填湿的含有对苯ニ酚官能团的电子交换树脂(08型电子交换树脂)，所述的焙烧烟气的烟气量需要保证焙烧烟气在喷淋吸收塔中停留1-2分钟，焙烧烟气中的氧将电子交換树脂氧化转为氧化型树脂，进而被焙烧烟气中的ニ氧化硫还原为还原型树脂，从而ニ氧化硫被氧化为三氧化硫经喷淋吸收塔喷淋得到稀硫酸，所述的稀硫酸经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用，当循环喷淋至稀硫酸浓度富集于质量百分比浓度不大于85%进行回收；
3)焙烧烟气最终从喷淋吸收塔的上层除雾器层排出。具体实施例一年产1500吨五氧化钒生产厂，提钒所采取的エ艺是以含钒石煤为原料，经沸腾焙烧脱炭，脱炭料酸浸提钒，日处理含钒石煤400吨，含钒石煤含硫量平均质量百分比2. 70%，硫的脱除率64. 20%, ニ氧化硫在焙烧过程中，因该矿含铁量高达3. 52%，经氧化焙烧转化为三氧化铁，三氧化铁可在高温下催化氧化ニ氧化硫为三氧化硫，ニ氧化硫的氧化率高达86. 45%，烟气经一直径Φ 5. 2米，高15米，共五层喷淋吸收塔，塔底层为喷淋降温除尘层，ニ、三、四层装填30cm厚湿电子交換树脂层，五层为安装除雾器层。烟气经喷淋吸收塔的塔底进行喷淋降温除尘，冷却喷淋液过滤前在排液管道中添加5%的双氧水溶液氧化已溶解的ニ氧化硫水溶液为硫酸，喷淋液过滤循环使用，喷淋一次其硫酸含量可达O. 8-1. 2%，经喷淋吸收塔底层喷淋降温除尘的烟气，其烟温45°C，含氧量16. 9%，流速5. 7m/s，标况风量11914m3/h，SO2含量6567mg/m3，NOx 67mg/m3，该烟气经喷淋吸收塔ニ、三、四层装填有30cm湿电子交換树脂层，催化氧化ニ氧化硫为三氧化硫，经水淋洗吸收为硫酸，当循环喷淋将硫酸浓度富集至8-10%时回用于水冶车间酸浸脱炭料提钒，补充新水。烟气经塔上层除雾器除雾经引风机引至50米烟筒排空。经上述处理的烟气出口ニ氧化硫含量降 至48mg/m3, NOx 18mg/m3低于国家排放标准,姆天可回收硫酸13-14吨,仓Il造极大的社会效益和经济效益。
权利要求
1.催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于包括有以下步骤 I)将焙烧烟气通入喷淋吸收塔，所述的喷淋吸收塔的塔底用水喷淋冷却以除尘降温，得到冷却喷淋液； 2 )经降温除尘的焙烧烟气穿透喷淋吸收塔上装填湿电子交換树脂层，焙烧烟气中的氧将电子交換树脂氧化转为氧化型树脂，进而被焙烧烟气中的ニ氧化硫还原为还原型树脂，从而ニ氧化硫被氧化为三氧化硫经喷淋吸收塔喷淋得到稀硫酸； 3)焙烧烟气最终从喷淋吸收塔的上层除雾器层排出。
2.按权利要求I所述的催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于所述的电子交換树脂为含有对苯ニ酚官能团的电子交换树脂。
3.按权利要求I或2所述的催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于所述的焙烧烟气的烟气量需要保证焙烧烟气在喷淋吸收塔中停留1-2分钟。
4.按权利要求I或2所述的催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于所述的冷却喷淋液在过滤前滴加稀双氧水将其中已溶解的ニ氧化硫水溶液氧化为稀硫酸，处理后所得喷淋液过滤后经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用。
5.按权利要求4所述的催化氧化焙烧烟气中低浓度ニ氧化硫制取硫酸的方法，其特征在于步骤2)所述的稀硫酸经管道输送至湿电子交换树脂层循环使用，当循环喷淋至稀硫酸浓度富集于质量百分比浓度不大于85%进行回收。
全文摘要
本发明涉及一种催化氧化焙烧烟气中低浓度二氧化硫制取硫酸的方法，包括有以下步骤1)将焙烧烟气通入喷淋吸收塔，所述的喷淋吸收塔的塔底用水喷淋冷却以除尘降温，得到冷却喷淋液；2)经降温除尘的焙烧烟气穿透喷淋吸收塔上装填湿电子交换树脂层，焙烧烟气中的氧将电子交换树脂氧化转为氧化型树脂，进而被焙烧烟气中的二氧化硫还原为还原型树脂，从而二氧化硫被氧化为三氧化硫经喷淋吸收塔喷淋得到稀硫酸；3)焙烧烟气最终从喷淋吸收塔的上层除雾器层排出。本发明的有益效果在于:不结垢无堵塞；脱硫效率高；投资小；几乎达到零成本运行，可创造极大的社会效益和经济效益。
文档编号C01B17/74GK102698596SQ201210174440
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者杨秋良 申请人:杨秋良