專利名稱：用鋁礬土進行脫硫的方法
技術領域：
本發明涉及到一種濕法脫硫。
目前的濕法脫硫種類不少，但要么是付產品無用，要么是投資較大，存在種種缺點，這里列舉幾例。一.雙堿法使用堿(Na2SO3、Na2CO3、NaOH)先將SO2氣體吸收，然后將吸收了SO2氣體的溶液和石灰進行再生反應。
主要反應有吸收反應
再生反應
也可以用石灰石再生，再生反應為
該法的缺點是吸收過程生成的硫酸鈉不易除去，除去它可采用下列兩種方式
前者反應要求系統有一定的OH-濃度和較高的SO42-濃度，后者要加入硫酸、降低系統pH值以實現轉化反應，我們認為這樣做是不經濟的。二.石灰或石灰石法(Lime-Limestone Gypsum)該法在美國和日本電廠使用最為普遍，我國珞璜電廠、上海閘北電廠采用了這種工藝。
主要反應包括吸收中和氧化結晶影響吸收反應的主要因素有漿液的pH值、流體力學狀態、煙氣進口溫度、石灰石的粒度，漿液的pH值一般在6左右，新漿液的pH值在8-9之間，液氣比在5.3L·m-3左右，脫硫效率有較大的變化，一般說來，較低的溫度有利于提高脫硫效率，較合適的石灰石粒度為200-300目。
石灰或石灰石法(Lime-Linestone Gypsum)的主要缺點是容易結圬堵塞設備。有效的辦法是添加氯化鈣、己二酸、氨等添加劑。三.亞硫酸鈉的循環吸收法(Wellman-Lord)Wellman-Lord方法的出發點是解決付產品的出路，因為雙堿法生成的石膏產品價值低且常呈滯銷狀態，W-L法主要包括五個部分煙氣預處理、SO2吸收、清除Na2SO4、洗液再生及SO2轉化。
主要化學反應有
補充堿與SO2反應
Na2SO4生成的反應
吸收液的再生的反應
W-L法的優點有(1)硫脫除率高，一般情況下凈化后的尾氣中SO2含量在200ppm以下，效率常常大于97％，符合排放要求。
(2)變廢為寶，得到高濃度的SO2可通過進一步氧化吸收制取硫酸。
(3)脫硫負荷可以在較大的范圍內變化，吸收液的用量可隨SO2的量的變化而變化。
(4)脫硫裝置的可靠性和利用率高，不存在結圬堵塞問題。
W-L法的兩個明顯不足之處(1)廢氣中的氧使一部分Na2SO3氧化成Na2SO4，消耗一定量的堿，所以在生產中必須補充NaOH。
(2)排放的Na2SO4中的Na2SO3必須進行深一步加工，不然會引起二次污染。四.氧化鎂法(Mg-Gypsum)氧化鎂法主要有三種流程(1)堿性MgSO3/Mg(OH)2漿液法。
(2)MgO冶化吸收漿液法。
(3)MgSO3酸性溶液法。
以堿性MgSO3/Mg(OH)為吸收劑，有下列反應
在再生工段，MgSO3被加熱分解為MgO，而MgSO4燃燒工序與碳還原劑發生反應
焙燒爐內溫度必須合適，溫度既要高到足以全部分解MgSO3/MgSO4，而又能產生燒結的MgO。
Mg-Gypsum脫硫技術已應用于工業生產，美國利用Mg-Gypsum法在95～150MW的燃油和燃煤廠進行煙氣脫硫，脫硫率達90％以上，但Mg-Gypsum約占美國煙道氣脫硫總量的5％。五.檸檬酸鈉法(Sodium Citrate)該法的主要反應有
凈化過的煙氣在吸收塔頂放空，吸收塔底部排出的溶液進入還原器內與H2S氣體反應生成元素硫。
由還原器底部出來的含硫的檸檬酸鈉漿液泵入浮選槽，硫粉末由上部輸送至過濾而得到固態硫磺，含檸檬酸鈉的濾液送至吸收塔循環使用，H2S可由本系統產生的硫和天然氣、水蒸氣燃燒獲得。
盡管Sodium Citrate方法工藝比較簡單、操作穩定、吸收液循環使用、系統閉路循環，但用貴重的Sodium Citrate脫硫是不經濟的，更不適合中國國情。氨-硫酸法(Ammonia-Sulphuric Acid)此法主要用于硫酸廠尾氣治理，工藝成熟，但在電廠等行業還未看到使用報道，而且產品(NH4)2SO4在化肥市場不受歡迎。
Ammonia-Sulphuric Acid法主要有吸收、分解及中和三個工序組成(1)吸收
(2)分解當(NH4)2SO3及NH4HSO3在循環吸收液中達到一定濃度時，部分被送到分解塔用濃H2SO4分解，即為使分解反應完全，加入的硫酸量和理論計算硫酸量之比波動在1.3～1.5之間，過剩的硫酸進行中和。
(3)中和
本發明涉及一種以鋁礬土為吸收劑，以過氧化氫、二氧化氯或氯酸鉀(鈉)為氧化劑，以碳酸氫鈉為調節劑，在一定的工藝條件下，與燃煤煙氣的硫氧化合物反應生成凈水劑-硫酸鋁，如果以氯酸鈉為氧化劑，其工藝條件為物料摩爾比0.62＜[Al2O3/SO2]＜0.78氧化劑用量0.55＜[NaClO3]/[SO2]＜0.75反應溫度35～100℃調節劑碳酸氫鈉的消耗摩爾比0.05＜[NaHCO3/SO2]＜0.08由于本發明采用燃煤煙氣中的硫資源為原料生產凈水劑-硫酸鋁，為我國節約硫資源，給需硫企業減少經濟負擔，也即該工藝既具有社會效益又具有經濟效益。
由于本發明采用過氧化氫、二氧化氯、氯酸鉀(鈉)為氧化劑，這些氧化劑是極強的氧化劑，所以需要的反應條件緩和，對設備的要求低，能耗低。
附圖
為該脫硫方法的工藝示意圖下面對本發明結合附圖和實施例進一步說明。
經過預處理裝置<降溫除塵>[1]的煙氣從吸收塔[2]的底部進入吸收塔[2]，配制好一定濃度的鋁礬土漿液和氯酸鈉溶液從高位槽[3]和高位槽[4]流出并在吸收塔內與煙氣異向流動接觸，反應所得產物進入吸收液循環槽[6]并經泵[7]打入吸收塔[2]頂部進行再吸收過程，待循環槽[6]中的鋁含量達標以后，產品可排放入產品槽[9]，如果槽內pH過低，可由槽[8]內的碳酸氫鈉溶液調節，從塔頂出來的煙氣經煙囪[5]排放出去。
煙氣的流量為10000m3/hr、煙氣中SO2的濃度為1000ppm，鋁礬土[Al2O3的重量百分含量為50％]漿液和氯酸鈉的濃度分別為20％和30％，鋁礬土漿液的質量流速控制為速68kg/min，氯酸鈉的溶質量流速控制為0.84kg/min，此時吸收塔內溫度為90℃，待循環槽中液體的Al2O3的重量百分含量為7％以上后，將40％的塔底產品回塔頂循環，將40％的塔底產品引入產品槽，用碳酸氫鈉溶液調節pH，沉淀分離，上清液為液體硫酸鋁產品。
權利要求
1.一種以鋁礬土為吸收劑的脫硫方法，其特征在于以過氧化氫、二氧化氯或氯酸鉀(鈉)為氧化劑，以碳酸氫鈉為調節劑，在一定的工藝條件下，與燃煤煙氣的硫氧化合物反應生成凈水劑-硫酸鋁，如果以氯酸鈉為氧化劑，其工藝條件為物料摩爾比0.62＜[Al2O3/SO2]＜0.78氧化劑用量0.55＜[NaClO3]/[SO2]＜0.75反應溫度35～100℃調節劑碳酸氫鈉的消耗摩爾比0.05＜[NaHCO3/SO2]＜0.08
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于(仍以氯酸鈉為氧化劑)物料摩爾比[Al2O3/SO2] ＝0.65氧化劑用量[NaClO3]/[SO2]＝0.70反應溫度95℃調節劑碳酸氫鈉的消耗摩爾比[NaHCO3/SO2]＝0.0全文摘要
本發明涉及一種以鋁礬土為吸收劑,以過氧化氫、二氧化氯或氯酸鉀(鈉)為氧化劑,以碳酸氫鈉為調節劑,在一定的工藝條件下,與燃煤煙氣的硫氧化合物反應生成目前市場還較大的凈水劑——硫酸鋁,該工藝過程簡單,操作穩定,使得廢氣和廢水治理結合起來,以廢治廢,變廢為寶。
文檔編號B01D53/79GK1202388SQ9711214
公開日1998年12月23日 申請日期1997年6月16日 優先權日1997年6月16日
發明者范貌宏, 莊亞輝 申請人:中國科學院生態環境研究中心