用于净化含SO2气体的连续工艺和设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于净化含有按体积计60％‑99％的SO2(二氧化硫)和按体积计1％至40％的蒸汽的气体、随后在不首先干燥该气体的情况下合成SO3(三氧化硫)的连续方法，并且涉及一种用于进行所述方法的设备。

Continuous process and equipment for purifying SO2 gas

The invention relates to a method for purifying containing 60% by volume 99% SO2 (sulfur dioxide) and gas and steam by volume 1% to 40% then in the case of air drying the first synthesis of SO3 (three T) continuous method, and relates to a device for carrying out said method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于净化含SO2气体的连续工艺和设备本专利技术涉及一种用于净化含有60至99体积％的SO2(二氧化硫)和1至40体积％水蒸汽的气体的连续方法，其中加入空气或富氧空气用于随后制备SO3(三氧化硫)，并且还涉及用于进行此方法的装置。本专利技术特别涉及一种用于净化含SO2气体与随后生产SO3的连续方法和装置，其中将具有60至99体积％SO2含量并且具有1至40体积％的水蒸汽含量的含SO2气体与空气或富氧空气混合，并且随后供应到包括管接触装置的装置，该装置在管接触装置上游具有SO2吸收和解吸系统(再生SO2气体洗涤器)并且在管接触装置下游具有一个或多个接触级和/或一种或多个SO3吸收器。此外，该SO2吸收和解吸系统的上游，可以存在湿气洗涤器，其包括例如骤冷器和一个或多个湿静电过滤器。这里的管接触装置优选是立式热交换器，其包括一个或多个具有内管和外管的夹套管，其中催化剂已经被引入到内管中，并且通过在内管与外管之间的空间中运送的介质在这些内管周围发生热传递，以便一方面保持催化剂的活性，并且另一方面防止对该催化剂的热损伤。然后在SO2氧化成SO3时放出的热量被在该管接触装置的内管与外管之间的空间中的介质经由中间回路带走，其中根据富气体的SO2含量发生连续地移除或供应热量。在引入管接触装置之前，这里的含SO2的气体不被干燥，并且从该管接触装置下游的SO3吸收器流出的气体被再次被供应到该SO2吸收器前面的再生SO2气体洗涤器的气流。在本专利技术的意义上，具有50体积％以及更多的SO2含量的含SO2的气体还称为富SO2气体，或简称富气体。根据本专利技术使用的介质优选为空气。在许多化学过程中以及还在含硫物质和/或含硫化合物的物质参与的燃烧过程中，以及还在冶金过程的情况下，所获得的废气包括含SO2的气体。这些气体不能在不净化的情况下排放到环境中，因为SO2有毒并具有腐蚀作用。此外，SO2是所谓“酸雨”的主要原因。因此，存在管理SO2排放的法令规定。此外，有可能利用在上述方法中产生的SO2，以便产生SO3，其然后可以进一步用于制备硫酸或发烟硫酸。将在上述方法中形成的SO2供给另外的利用的一种可能性在于通过再生SO2气体洗涤来净化SO2，由其获得富气体。为了净化含SO2的废气，将它们首先传入第一吸收器，气体洗涤器，其中水性洗涤液将废气中的SO2含量降低到此种程度，即，它符合特定的法定条文并且如此净化的废气可以排放到环境中。适用于此目的的洗涤液是现有技术，并且是本领域技术人员已知的。由于，一方面，由于高SO2负荷，该洗涤液同样不能排放到环境中，并且另一方面，SO2可用于生产SO3，所以将SO2再次从该洗涤液中解吸，优选通过热方式。在这种情况下回收的富SO2的气体具有60-99体积％的SO2含量以及1-40体积％的水蒸气含量。用于从SO2生产SO3的特别有效的方法是从WO2008052649A1已知的方法。WO2008052649A1的披露内容通过引用全部特此并入本说明书中。然而，迄今为止，该方法仅用预先干燥的含SO2的气体操作，该气体具有低于0.1体积％、通常低于0.01体积％的水含量。低水含量要求的原因是担心SO2会与水反应形成亚硫酸和/或与同样存在的氧气反应形成SO3，该SO3将进而与水反应形成硫酸。亚硫酸和硫酸对装置的设备的壁具有高度的腐蚀性，因此该装置将必须更厚地和/或用更耐腐蚀的材料加衬，这将使设备更昂贵。另一个担心是在SO3吸收器中在气相中形成的硫酸将导致相当大的硫酸雾的形成，该硫酸雾将必须使用将是非常昂贵和不便的措施已经从SO3吸收器下游的气流中除去。作为这些情况的结果，根据其中进行所讨论的方法的WO2008052649A1的装置，设置有气体干燥器，其迫使进入管接触装置的含SO2的气体的水含量低于0.1体积％、通常低于0.01体积％。然而，使用具有1体积％或更大的水含量的含SO2的气体将SO2氧化成SO3的方法从现有技术中已知。例如，WO2008064698A1披露了用于氧化含SO2的气体的方法，该气体具有最高达30体积％的水含量，其中SO2含量同样可最高达30体积％。在这种情况下，形成的硫酸通过热交换器在两个阶段进行冷凝和排出，从而避免极端形成硫酸雾。然而，该方法的不利方面在于，由于冷凝，在设备和工程材料方面其是非常昂贵和不便的，并且由于极其腐蚀性的条件，冷凝器配有玻璃状石英管，导致高成本并且还由于玻璃破裂的风险导致受限制的机械承载能力的因素。此外，使用该方法，SO2含量被限制至30体积％的最大值。WO2013045558A1披露了用于氧化具有至少0.1％的水含量的含SO2气体的方法，其中SO2含量低于100体积％。在这种情况下，在仅仅使含SO2且含水的气体第一次穿过氧化步骤之后，将所得SO3吸收在水中，形成硫酸，其在冷凝步骤后排出。该方法的缺点这里也是冷凝步骤，其在设备和能量方面是昂贵的和不便的并且这里也导致高成本。因此，本专利技术的目的是提供一种用于净化含SO2的废气的连续方法和装置，使用它们，有可能进行具有高SO2含量和高水含量的气体的催化氧化以形成SO3，而预先不进行气体干燥。与现有技术相比，方法和装置在能量和设备方面简单设计，并且因此是经济的和有成本效益的。该氧化方法特别是单级方法，并且既不包括用于冷凝由形成的SO3产生的硫酸的方法步骤，也不包括用于干燥气体的方法步骤。该装置适用于进行该方法，并且既不具有用于冷凝由所形成的SO3产生的硫酸的设备，也不具有用于干燥气体的设备。本专利技术意义上的含SO2的废气是已经离开SO2形成的原位置(例如燃烧操作或冶金操作)并被供应到气体洗涤器的含SO2的气体。该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中找到优选实施例。就该方法而言，根据本专利技术通过一种用于净化含SO2废气的方法来实现该目的，该方法包括以下步骤：(a)将该含SO2的废气引入气体洗涤器并将SO2吸收在洗涤液中，(b)将负荷有SO2的该洗涤液供给到解吸器中，在产生具有60至99体积％的SO2含量且具有1至40体积％的水含量的含SO2的富气体下解吸SO2，并将该SO2耗尽的洗涤液返回到该气体洗涤器中，(c)将该含SO2的富气体供应到气体预加热器中，其中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前将空气加入到该含SO2的富气体中，(d)在该气体预加热器中加热具有该加入的空气的该含SO2的富气体，优选至380℃至480℃的温度，更优选至400℃至450℃的温度，(e)在管接触装置中将该含SO2的富气体中所含的SO2氧化为SO3，(f)在SO3吸收器中吸收所得SO3，(g)排放未吸收在该SO3吸收器中的气体，并在该含SO2的废气进入该气体洗涤器之前将这些气体供应到该含SO2的废气中，其中在步骤(c)中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前加入到该含SO2的富气体中的空气具有显著高于该含SO2的富气体的温度的温度；换句话说，它已经被预加热了。优选地，在步骤(c)中加入该富气体期间的所述空气的温度为从300℃至600℃，优选从380℃和560℃，更优选从400℃至520℃。加入该空气后的气体组成为例如20体积％的SO2，16体积％的O2，60体积％的N2，4体积％的H2O。优选地，进而，通过步骤(c)中的空气供给，将O2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于净化含SO2废气的方法，该方法包括以下步骤：(a)将该含SO2的废气引入气体洗涤器并将SO2吸收在洗涤液中，(b)将负荷有SO2的该洗涤液供给到解吸器中，在产生含SO2的富气体下解吸SO2，并将该SO2耗尽的洗涤液返回到该气体洗涤器中，(c)将该含SO2的富气体供应到气体预加热器中，其中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前将空气加入到该含SO2的富气体中，(d)在该气体预加热器中加热具有加入的空气的该含SO2的富气体，(e)在管接触装置中将该含SO2的富气体中所含的SO2氧化为SO3，(f)在SO3吸收器中吸收所得SO3，(g)排放未吸收在该SO3吸收器中的气体，并在该含SO2的废气进入该气体洗涤器之前将这些气体供应到该含SO2的废气中，其中在步骤(c)中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前加入到该含SO2的富气体中的空气具有显著高于该含SO2的富气体的温度的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 EP 15162409.51.用于净化含SO2废气的方法，该方法包括以下步骤：(a)将该含SO2的废气引入气体洗涤器并将SO2吸收在洗涤液中，(b)将负荷有SO2的该洗涤液供给到解吸器中，在产生含SO2的富气体下解吸SO2，并将该SO2耗尽的洗涤液返回到该气体洗涤器中，(c)将该含SO2的富气体供应到气体预加热器中，其中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前将空气加入到该含SO2的富气体中，(d)在该气体预加热器中加热具有加入的空气的该含SO2的富气体，(e)在管接触装置中将该含SO2的富气体中所含的SO2氧化为SO3，(f)在SO3吸收器中吸收所得SO3，(g)排放未吸收在该SO3吸收器中的气体，并在该含SO2的废气进入该气体洗涤器之前将这些气体供应到该含SO2的废气中，其中在步骤(c)中在该含SO2的富气体进入该气体预加热器之前加入到该含SO2的富气体中的空气具有显著高于该含SO2的富气体的温度的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中形成的该含SO2的富气体具有60至99体积％的SO2含量和40至1体积％的水含量，优选80至98.5体积％的SO2含量和20至1.5体积％的水含量，更优选为90至98体积％的SO2含量和10至2体积％的水含量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中加入该含SO2的富气体期间的所述空气的温度为从300℃至600℃，优选从380℃至560℃，更优选从400℃至520℃。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过步骤(c)中的空气供应，将O2/SO2的体积比设定为0.5至1.2，优选为从0.7至1.1，更优选为从0.9至1.0。5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中在该气体预加热器中将具有加入的空气的该含SO2的富气体加热至380℃至480℃的温度，优选加热至400℃至450℃的温度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(g)中未吸收在该...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·韦伯，B·埃尔克斯，L·费尔南德斯洛佩斯，
申请(专利权)人：凯密迪公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA