本发明隶属能源环境和能源化工领域，涉及一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，应用于从工业生产过程中回收硫并直接制备so3。
背景技术：
1、近年来，由于环境污染的加剧，人们越来越重视环境问题。无论是化石燃料还是气体燃料，它们都含有一定的杂质和硫分。而火力发电作为当今世界主要的发电方式之一，造成的污染排放情况引起了各国政府的关注。
2、在制酸工业中，为了处理含硫的酸性气体，通常采用喷淋吸收技术。这种技术的原理是将含硫的酸性气体引入吸收器中，并加入一定量的碱液或碱性溶液进行反应，最终生成硫酸盐。同时，为了提高吸收效率和减少能源消耗，还会加入填料、改善气液分布等辅助措施。这种处理方式在制酸厂、硝酸厂、电力厂等含硫排放源的气体处理过程中得到广泛应用。
3、喷淋吸收技术处理含硫的酸性气体，相较于其它技术，其设备构造较为简单，但它还是存在一些弊端。首先，操作条件、液气比、填料种类和质量等因素会影响气体处理的效率，不同组合可能导致效率的起伏不定，一般处理效率在92％左右。其次，处理后的废液可能难以达到排放标准，或者需要耗费额外的能源或配套设备才能达到排放标准。再者，这种技术中使用的化学品(如氨、碱液等)有一定的腐蚀性和毒性，需要在储存、运输和使用时尤为注意。最后，喷淋吸收技术处理含硫的酸性气体所产生的副产品(如硫酸盐)需要特殊处理，否则会对环境造成负面影响。
4、本发明基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化，可将硫单质气体氧化制备成二氧化硫(so2)，转化成三氧化硫(so3)等比较稳定的硫化物，这个过程称为『硫氧化制备-转化』技术。与此同时，该技术特点操作简单、设备造价相对较低，且不需要添加化学物质，不会产生多余的固、液废，不需要额外的设备去除氮氧化物，环保效果较好，为新的工程应用提供了广阔的前景。
技术实现思路
1、为克服目前制酸工业喷淋吸收技术处理含硫的酸性气体存在的成本能耗高、运输有毒、副产品不易处理等问题。本发明的目的在于提出一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化，构建起低能耗、无难处理副产品、环境友好的『硫氧化制备-转化』技术，该方法造价低，工艺操作简单，载氧体可循环，降低工艺能耗，不需要额外的设备去除氮氧化物。
2、一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，其特征在于，包括燃料反应器、空气反应器、使硫氧化的载氧体。
3、优选的，所述基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置主要分为氧化制备和转化阶段。
4、优选的，所述氧化制备阶段用于使硫氧化的载氧体包括但不限于fe2o3/fe3o4、caso4/cao。
5、优选的，所述转化阶段用于氧解耦的载氧体包括但不限于cuo、mno2、coo。
6、该基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置工作原理：
7、在氧化制备阶段中，可通过载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质产生较高浓度的so2。首先在选定温度下(400～500℃)的反应中，相对于工业常用催化剂v2o5，在相同条件下，cuo、mno2或coo氧解耦可以释放氧气，活性更高，可以加快反应速率，提高反应效率，并且具有较好的稳定性，催化剂寿命长，可以减少催化剂的更换频率，降低生产成本。其次升高温度，在典型温度下(800～900℃)的反应中，硫主要以s2的形式存在，s被载氧体选择性氧化成为so2(s2+12fe2o3→8fe3o4+2so2)，通过控制燃料比，可以在较低的反应温度下产生高且可调节的so2浓度，从而减小了设备尺寸、运行和设备资金成本。同时，燃料反应器中的fe2o3载氧体被s还原成低价态的fe3o4并输送至空气反应器中与空气反应(4fe3o4+o2→6fe2o3)成高价态fe2o3后再输送至燃料反应器催化氧化硫单质气体，完成整个硫氧化的循环。
8、本发明的有益效果：
9、(1)基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，与传统的so3生成技术相比，通过控制燃料比，硫在较低的反应温度下可以产生较高且可调节的so3浓度，从而减小了设备尺寸和运行成本，满足了后续生产h2so4的必要条件。
10、(2)第二组燃料反应器典型反应温度为800～900℃，空气反应器的典型反应温度为900～1050℃，在传统空气中硫燃烧应防止由n2高温氧化产生的热力型氮氧化物，而该工艺避免了nox的生成，因此不需要额外的设备去除氮氧化物。
11、(3)本发明在处理含硫的酸性气体的过程中具有显著优势。它不仅提高了运输和使用过程中的安全性，而且操作简单，反应所需的能量消耗更低。此外，使用本技术无需添加化学物质，也不会产生有害的副产品，具有良好的环保效果。同时，采用『硫氧化制备-转化』技术还可将其转化为有用的物质，实现资源的再利用，进一步降低生产工艺成本。
1.一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，其特征在于，包括燃料反应器、空气反应器、使硫氧化的载氧体。
2.根据权利要求1所述基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，其特征在于，所述基于串联反应器，用于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置分为氧化制备和转化阶段。
3.根据权利要求2所述一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，其特征在于，所述氧化制备阶段用于使硫氧化的载氧体包括但不限于fe2o3/fe3o4、caso4/cao。
4.根据权利要求2所述一种基于载氧体晶格氧和分子氧接力氧化硫单质制so3的方法和装置，其特征在于，所述转化阶段用于氧解耦的载氧体包括但不限于cuo、mno2、coo。