推荐一种含H<sub>2</sub>S的酸性气的处理方法

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专利名称:一种含H<sub>2</sub>S的酸性气的处理方法
技术领域
本发明涉及一种酸性气的处理工艺,具体地说,涉及一种含的酸性气燃烧并净化的组合工艺。
背景技术
目前,处理含有吐3酸性气体的方法,有碱洗制取硫磺法、克劳斯制取硫磺法,以及将H2S燃烧后用氨水或者其他碱性溶液吸收,然后进行氧化生成(NH4) 2S04等的硫酸盐方法。以上方法投资大,控制和操作复杂,其中将吐5燃烧后用碱性溶液吸收,有些需要进行氧化生成(NH4)2SO4等的硫酸盐的方法,吸收塔循环液很大,塔径粗,且为了获得 (NH4)2SO4等的硫酸盐,需要鼓入大量的空气对亚硫酸盐和亚硫酸氢盐等强制氧化,反应速度慢,而且采用氨水作吸收液容易造成氨逃逸。因此,需要对现有酸性气净化工艺进行改进,降低操作难度和费用。

发明内容
本发明的目的是提供一种含H2S的酸性气的处理方法,采用酸性气燃烧并净化的组合工艺,操作简便,投资小,无需氧化操作单元。为了实现本发明目的,本发明的一种含吐3的酸性气的处理方法,其包括如下步骤1)先将含H2S的酸性气在燃烧室或反应器内进行燃烧反应,使H2S转化为SO2 ;2)将所得SA产物在催化剂作用下与A反应生成SO3 ;3)然后SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐溶液;4)最后硫酸盐溶液,经过处理可以得到硫酸盐产品。其中,本发明适宜的酸性气可以是含氏5、H2S和SO2W所有气体,当然也可以是克劳斯等脱硫工艺装置的尾气以及烟道气。步骤1)中所述燃烧所用的燃料为空气、氧气或其他燃料气体。燃烧用量根据酸性气中的H2S、COS、C&、S等含量来调整,酸性气体与空气用量体积比为1. 1-1.8 1,氧气的通入量与酸性气的体积比例为0. 1-0.5 1。所述的燃烧可以是热焚烧,也可以是催化焚烧(或催化燃烧)。所述热焚烧不需要催化剂,热焚烧温度为200-1000°C,最优反应的温度为 550-900 "C。催化焚烧反应,催化剂为本领域任何一种催化焚烧用的催化剂,催化焚烧反应的温度为150-800°C,最优的催化焚烧反应的温度为230-500°C。所述的燃烧室(或反应器)用的热焚烧或者催化焚烧装置为本领域内任何一种, 进入燃烧室(或反应器)的酸性气体为1-99% (燃烧室总体积的百分含量)。步骤2)中所述SA产物在反应器内与O2 (根据酸性气中的H2S、COS、CS2, S来确定氧气的理论用量,SO2气体与O2的用量摩尔比为1 2-6)反应生成SO3,用催化剂为本领域内任何一种可以实现SA转换为SO3的催化剂,如钒催化剂、钼催化剂等。反应温度为 250-1000°C,最优的反应温度为350-550°C。步骤3)中所述碱性溶液可为氨水、NaOH, KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2等中的一种或者多种,典型的碱性溶液为氨水。所述碱性溶液的用量为SO3摩尔量的1-4倍。所述的SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐是在一个反应塔内进行的,该反应塔可以是空塔、填料塔、文丘里洗涤器等。SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐的装置也可以是一个反应罐。所述的SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐,如果采用氨水,氨水的浓度为 0. 05-100 %,最优浓度为 3-25 %。步骤3)中所述的SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐的反应温度为25-90°C,优选为 45-65 "C。步骤4)中所述的硫酸盐溶液,可以通过本领域内的一般技术人员熟知的方式进行处理得到硫酸盐产品。本发明采用将酸性气热焚烧或催化焚烧生成S02、S&在催化剂作用下生成S03、S03 与碱性溶液反应生成硫酸盐溶液,并使酸性气体得到净化的多步工艺过程,本发明的方法能使酸性气体净化达到环保排放要求,降低了操作难度和费用。同时可将吸收塔的高度和直径减小,洗涤循环量降低,动力消耗减少。


图1为本发明所述酸性气燃烧并净化的处理方法的流程简中1燃料气体2酸性气4第一废热锅炉5第一蒸汽7第二废热锅炉8第二蒸汽10硫酸盐生成装置11硫酸盐处理装置13硫酸盐产品
3燃烧室
6S02转SO3反应器 9氨水 12水
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。实施例1图1为本发明酸性气燃烧并净化的处理方法的流程简图。如图1所示,空气1 (也可以采用氧气或其他燃料气体),分为两部分,一部分进入SA转SO3反应器6,另一部分与酸性气2按照一定比例混合进入燃烧室3,进入燃烧室(也可以采用反应器)3的酸性气的体积为总体积的45%,酸性气体与空气比例约1.5 1(体积比)。燃烧室内热焚烧的反应温度为900°C。经过焚烧后的气体进入第一废热锅炉4,将其温度降至适合转SO3反应所需温度420°C左右,并产生低压的第一蒸汽5排出。焚烧并降温后的气体再进入SA转SO3反应器6,这里实现SA到SO3转化,在反应器6内与空气ι中进入反应器6的A反应生成SO3,气体与A的用量比根据SA确定氧气的理论用量,SO2气体与O2的用量摩尔比为1 2,催化剂采用钒催化剂,空气速度βΟΟΟΙΓ1, 反应温度为350°C。在反应器6生成的含有SO3的气体,进入第二废热锅炉7,经冷却后的气体温度降为适合进入硫酸盐生成装置10的温度,温度为700°C,同时在第二废热锅炉7产生低压的第二蒸汽8排出。含有SO3的气体,与氨水9 一并进入硫酸盐生成装置10,在硫酸盐生成装置10中氨水9与含有SO3的气体反应生成硫酸盐,得到含有硫酸盐的液体。氨水的浓度为25%,含有 SO3的气体与氨水9的用量比根据化学平衡来确定,实际氨水用量过量大约SO3量3倍(摩尔比)。SO3与氨水反应生成硫酸盐的装置是在一个反应塔内进行的,该反应塔可以是空塔、填料塔、文丘里洗涤器等。SO3与氨水反应生成硫酸盐的装置也可以是一个反应罐。在硫酸盐生成装置10中生成的硫酸盐溶液进入硫铵处理装置11,经过离心分离或蒸发等普通分离方法,将硫酸盐液体中的水12除去,最后得到硫酸盐产品13。本实施例所用的各工艺过程的装置和设备均可采用本领域普通技术人员所熟知的设备。 本实施例中的原料酸性气2组成如下
权利要求
1.一种含的酸性气的处理方法,其特征在于,包括如下步骤1)先将含的酸性气在燃烧室或反应器内进行燃烧反应,使4S转化为SA;2)将所得SA产物在催化剂作用下与A反应生成SO3;3)然后SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐溶液;4)最后硫酸盐溶液,经过处理得到硫酸盐产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含的酸性气指含&S、H2S和SO2 的酸性气体,或是脱硫工艺装置的尾气以及烟道气。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤1)中所述燃烧采用热焚烧、催化焚烧或催化燃烧。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述燃烧时所用燃料为空气、氧气或其他燃料气体。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述热焚烧的温度为200-1000°C,优选为 550-900 "C。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述催化焚烧反应的温度为150-800°C, 优选为 230-500°C。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法,其特征在于,步骤1)所述酸性气体的通入量为总体积的1_99%。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法,其特征在于,步骤2)中反应温度为 250-1000°C,优选为 350-550°C。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法,其特征在于,步骤;3)中所述碱性溶液为氨水、NaOH, KOH、Ca (OH)2, Mg (OH) 2以及其他碱性溶液中的一种或者多种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法,其特征在于,步骤幻中所述的SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐在反应塔或反应罐中进行。
全文摘要
本发明提供了一种含H2S的酸性气的处理方法,包括下列步骤先将酸性气中的H2S焚烧生成SO2,SO2再在催化剂作用下反应生成SO3,SO3与碱性溶液反应生成硫酸盐溶液,最后硫酸盐溶液经处理得到硫酸盐产品。本发明的方法能使酸性气体净化达到环保排放要求,降低了操作难度和费用。
文档编号B01D53/75GK102205202SQ20101013551
公开日2011年10月5日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者王威, 高彦芳 申请人:北京丰汉工程咨询有限公司

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