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低浓度二氧化硫烟气治理与单质硫回收的新方法研究

【摘要】:低浓度二氧化硫烟气一般采用石灰石-石膏法处理,但是该方法存在投资大、设备结垢严重、废弃物二次污染等问题。本研究提出采用自氧化还原法处理低浓度二氧化硫烟气并同时回收单质硫。通过开发低浓度气体的快速动态配制技术和建立鼓泡吸收实验装置,研究了低浓度二氧化硫烟气吸收、自氧化还原回收单质硫、吸收剂再生等工艺过程,并对机理进行分析,确定了新方法的工艺参数。主要研究结果如下: (1)开发的新型低浓度气体快速动态配制专利技术,能稳定地对气体进行调配,能用高纯度的原料气体直接配制低浓度气体,最低配气浓度可小于0.01%,特别适合低浓度气体的长时间稳定供气。 (2)系统开发的“硫化钠溶液吸收—自氧化还原回收单质硫—硫化钠再生”新工艺能有效处理浓度范围为0.01%~3%的低浓度二氧化硫烟气,并能回收单质硫产品。 (3)硫化钠溶液吸收低浓度二氧化硫烟气的过程呈现典型的三阶段模式。用硫化钠溶液作吸收剂,采用两级多孔鼓泡吸收塔吸收低浓度二氧化硫烟气,在二氧化硫浓度为0.01%~3%的范围内,总吸收率达到97.36%以上。吸收温度对吸收率的影响较大,吸收温度越高,总吸收率越小。 (4)烟气流速保持0.25-0.7L/min,自氧化还原温度为200℃时,能获得最高的硫转化率。二氧化硫浓度,吸收液浓度对硫转化率无明显影响。在回收单质硫的工艺中,次生反应有关能促进单质硫的生成。 (5)通过热力学计算分析,表明用煤碳作还原剂还原硫酸钠再生硫化钠的工艺是可行的。其最佳还原条件是:焙烧温度950℃,Na2SO4:C=4:1,焙烧恒温时间9min。在该条件下,硫酸钠的还原率达到99.0%。焙烧时,使用氯化铵作催化剂,可以使焙烧温度由950℃降到800℃,在其他条件相同时,也能得到99.0%以上的还原率,使用催化剂可以降低能耗。

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