从废气催化移除二氧化硫的方法技术

本发明专利技术涉及一种在两个反应器中从废气催化移除二氧化硫的方法，其中所述第一反应器施加有活性炭催化剂。所述方法包括：a.准备含水量小于1g H

Method for catalytic removal of sulfur dioxide from exhaust gas

The present invention relates to a process for the removal of sulfur dioxide from exhaust gases in two reactors, wherein the first reactor is applied with an activated carbon catalyst. The method comprises the following steps: preparing A. 1g content is less than H

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从废气催化移除二氧化硫的方法
本专利技术整体上涉及一种从废气催化移除二氧化硫的方法。
技术介绍
20世纪初研发出以催化途径用二氧化硫制造硫酸的第一方法。在上述研发过程中出现用来制造高浓度(98-99％)硫酸的所谓第一接触设备。在第一步骤中，在极高的温度(300-500℃)下将SO2氧化成SO3，并在第二步骤中，通过加水在较低的温度下将SO3转换成H2SO4。在上一个十年中，这类所谓的接触设备在工作方式方面改变较少。改进方案主要为引入双接触设备，这个双接触设备原则上被视为由两个串联的(单)接触设备构成。该方案将效率和从SO2向H2SO4的转换提高至超过99％。在EP2404654A1中例如描述某种方法，其中在高温(300℃至700℃)和高压(2巴至200巴)下在两个阶段中将SO2转换成H2SO4。文中特别是将金属氧化物列为优选催化剂。例如在以下文献中描述当前现有技术中的其他设备：HerbertWiesenberger和JoachimKircher所著“StandderTechnikinderimHinblickaufdieIPPC-Richtlinie”(《IPPC指令相关的硫酸制造中的现有技术》)，UmweltbundesamtGmbH，Wien，2001或者“Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry”(《乌尔曼工业化学百科全书》)，第5版，A25卷，第635至700页。上述接触设备的主要难题在于：1.用于进行SO2/SO3和SO3/H2SO4转换的温差，以及与此有关的在启动设备时的排放超限。2.温度和H2SO4浓度相关的设备一般性腐蚀，以及与此有关的接触设备可靠性不佳和老化加速。3.高额投资成本以及用于催化剂更换和维修的高额工作成本。4.接触设备所需的用于输入SO2的最低浓度为高于3vol.％，低于这个浓度时无法进行H2SO4转换。5.系统相关地，这些反应器因为催化温度较高而由所需空间相对较大的优质钢构成。一个有趣的并行专利技术是20世纪60年代的法。在这个方法中，在环境温度下在活性炭床上将SO2氧化成SO3，同时通过加水在同一个活性炭床上将其转换成H2SO4。在此过程中能产生稀酸(10-20％)。此过程指的是仅能在有限的范围内将SO2转换成H2SO4的湿法。出于经济方面的考虑，SO2的输入浓度有利地为最高约2500ppm，否则活性炭层厚度会急剧增大并造成较大的压力损失。由此，传统设备的效率也保持相对低下(约90-95％)。此外，这类设备的所需空间急剧增大，使得传统设备在投资成本和工作成本方面较为不利。这类设备的体积流量越大，这种情况越显著。在多个方法中，在施加有活性炭的反应器中将二氧化硫从废气催化移除，其中总是用水或含水的溶液冲洗催化剂，随后再对其进行干燥。对催化剂持续施加SO2，直到SO2转换减少，随后切断SO2的供给且对催化剂施加水并将H2SO4洗净。继而对催化剂进行干燥以便进行循环使用。例如由US3,486,852；US4,122,150；US5679238或US2012/251404A1已知此类方法。以上这些方法的缺点在于，必须总是用水冲洗催化剂，随后再对其进行干燥。因而无法实现连续式方法，且必须总是对至少两个反应器进行交替操作。此外，用上述方法仅能获得低浓度硫酸，其要么被作为废料倾倒，要么必须以较大的技术难度高度浓缩后才能投入市场。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在低温下从废气移除SO2的连续的方法。专利技术一般说明本专利技术用以达成上述目的的解决方案为一种在两个反应器中从废气催化移除二氧化硫的方法，其中所述第一反应器施加有活性炭催化剂。所述方法包括以下步骤：a.准备含水量小于1gH2O/Nm3且SO2含量为至少5ppm的废气，b.将所述废气引入第一反应器，c.在所述第一反应器中通过活性炭催化剂将SO2催化转换成气态SO3，其中在低于100℃的温度下实施在所述活性炭催化剂上的催化转换，d.将所述预清洁的废气从所述第一反应器引入第二反应器，e.在所述第二反应器中用水将SO3转换成H2SO4。所述方法可靠地适用于所有工作条件。所述方法能够对工业设备中的废气连续进行处理，这类废气主要含有有害物质二氧化硫(SO2)，且在这一方法中从废气将该二氧化硫完全或大部分地移除，并最终转换成液态H2SO4。在第一反应器中，将干燥的废气引入所述反应器，且使得SO2附着在活性炭催化剂上并转换成SO3。在低于100℃的温度下，在活性炭催化剂上实施所述催化转换。与迄今为止所采用的方法不同的是，无需对活性炭催化剂中的SO3进行冲洗。在废气和催化剂保持干燥的情况下将活性炭催化剂上的二氧化硫转换成SO3，随后再将其以气态的形式排出。具有SO3的催化剂不会形成饱和状态，也就是说活性炭催化剂的活性保持恒定。因此，无需用水或水溶液对活性炭催化剂进行冲洗。将所获得的SO3气体在第二反应器中与水接触并转换成H2SO4。可以根据已知方法将SO3转换成H2SO4。在此可以使用极少的水，从而获得比在SULFACID法中浓度更高的酸。需要注意的是，所述待处理的废气必须保持干燥，也就是说，含有尽可能少的水。所述待处理的废气优选地在每Nm3废气中含有最多0.8g水，特别优选地在每Nm3废气中含有最多0.7g水，特别是在每Nm3废气中含有最多0.4g水。如果水含量过高或催化剂潮湿，那么会立即在活性炭催化剂上将所产生的SO3转换成H2SO4并保持在活性炭催化剂上。一段时间后，活性炭催化剂的活性降低，也就是说，SO2的转换减少。所述方法的另一优点在于，所述活性炭催化剂保持时间较长，因为其不再受H2SO4的影响，也无需交替地对其进行冲洗和干燥。所述方法的另一优点在于，可以对具有浓度为最高180000ppm，优选地为最高130000ppm，特别优选地为最高110000ppm，特别是最高100000ppm的SO2的废气进行处理。也就是说，所述方法能够处理具有比传统方法低得多的有害物质浓度的废气，且能够处理具有比SULFACID法高得多的有害物质浓度的废气。所述废气的输入温度优选地为环境温度至150℃。更高的温度可能在连续工作中损伤催化剂。可以视需要对所述活性炭催化剂进行冷却，具体方式是例如在反应器中的活性炭催化剂中装上冷却盘管。在所述第一反应器入口上的废气气压优选地为800至1400毫巴，特别优选地为900至1100毫巴，特别是950至1050毫巴，因而相对接近大气压。由于所述方法在低温下进行，所述反应器并非如在接触法中那样必须由优质钢构成，而是可以廉价地例如由纤维玻璃制成。在所述方法中，对所述废气中含有的SO2的至少60vol.％，优选地至少75vol.％，特别优选地至少90vol.％，特别是至少98vol.％实施转换。所述废气的含氧量其实并不关键，所述含氧量理想地为至少2vol.％，优选地至少5vol.％，特别优选地至少8vol.％，特别是至少10vol.％。优选地，所述O2含量高于SO2含量8倍以上。所述活性炭催化剂优选地指天然的煤活性炭催化剂或经挤压的木活性炭催化剂，例如：Norit-RST3、PK2.5、CalgonCarbon-CentaurHSV、Jacobi-EcosorbG-SWC80、VR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在两个反应器中从废气催化移除二氧化硫的方法，其中所述第一反应器施加有活性炭催化剂，其特征在于以下步骤：a.准备含水量小于1g H

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 LU LU925471.一种在两个反应器中从废气催化移除二氧化硫的方法，其中所述第一反应器施加有活性炭催化剂，其特征在于以下步骤：a.准备含水量小于1gH2O/Nm3且SO2含量为至少5ppm的废气，b.将所述废气引入第一反应器，c.在所述第一反应器中通过活性炭催化剂将SO2催化转换成气态SO3，其中在低于100℃的温度下实施在所述活性炭催化剂上的催化转换，d.将所述预清洁的废气从所述第一反应器引入第二反应器，e.在所述第二反应器中用水将SO3转换成H2SO4。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理的废气在每Nm3废气中含有最多0.8g水，优选地在每Nm3废气中含有最多0.7g水，且在每Nm3废气中含有最多0.4g水。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述废气的SO2含量为最高180000ppm，优选地为最高130000ppm，特别优选地为最高110000ppm，特别是最高100000ppm。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述废气的输入温度为环境温度至150℃。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一反应器入口上的废气气压为800至1400毫巴。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱莲·史瑞克罗斯，
申请(专利权)人：CPPE碳过程及植物工程公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU