用于处理载有二氧化硫的气体流的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于处理载有二氧化硫的气体流的方法，在该方法中，在至少一个吸收塔(2、3)中将一种含水和氨的洗涤悬浮液输入给待净化气体流，其中含在气体流中的二氧化硫至少部分与水和氨反应，同时形成可溶于洗涤悬浮液的亚硫酸铵，并且在该方法中，为了使亚硫酸铵氧化成硫酸铵，将一种氧化剂吹入洗涤悬浮液中并且将低二氧化硫的净化废气排出，其中，吹入洗涤悬浮液中的氧化剂被超化学计量地富集氧气和/或至少部分地被氧气取代。本发明专利技术还涉及一种用于实施本发明专利技术所述方法的设备(1)。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于处理载有二氧化硫的气体流的方法，在该方法中，在至少一个吸收塔(2、3)中将一种含水和氨的洗涤悬浮液输入给待净化气体流，其中含在气体流中的二氧化硫至少部分与水和氨反应，同时形成可溶于洗涤悬浮液的亚硫酸铵，并且在该方法中，为了使亚硫酸铵氧化成硫酸铵，将一种氧化剂吹入洗涤悬浮液中并且将低二氧化硫的净化废气排出，其中，吹入洗涤悬浮液中的氧化剂被超化学计量地富集氧气和/或至少部分地被氧气取代。本专利技术还涉及一种用于实施本专利技术所述方法的设备(1)。【专利说明】用于处理载有二氧化硫的气体流的方法和设备
本专利技术涉及一种用于处理载有二氧化硫的气体流的方法，在该方法中，在至少一个吸收塔中给待净化气体流输入一种含有水和氨的洗涤悬浮液，其中含在气体流中的二氧化硫至少部分与水和氨反应，同时形成可溶于洗涤悬浮液中的亚硫酸铵，并且在该方法中，为了使亚硫酸铵氧化成硫酸铵，将氧化剂吹入洗涤悬浮液中并且将低二氧化硫的净化废气排出。此外本专利技术还涉及一种适用于实施这样的方法的设备。
技术介绍
以概念“烟气脱硫”已知一些此类型的方法，其中氨的使用特别涉及瓦尔特方法(Walther-Verfahren)。 在化学工业、金属精炼以及能量获得中的不同的燃烧过程中，还另外产生二氧化硫气体，该气体是森林消失和其他环境损害的主要成因。为了安装烟气脱硫设施(REA)提供了可观的手段。根据联邦环保局的数据，借此将二氧化硫排放从1990年的5.3兆吨下降到2010年的少于45万吨。有各种各样的从烟气中回收有害二氧化硫的方法。最常用的是采用所谓的湿式方法，在德国所有REA中有超过98%使用该湿式方法。在此在一个吸收塔也称为洗涤吸收塔中用一种洗涤悬浮液对未净化烟气进行喷射，由此将二氧化硫从烟气中溶解出来并且通过化学反应很大程度地将其吸收。脱硫度以这种方式可以达到直至大约90%。 在大多数情况下使用一种由水和石灰构成的混合物作为洗涤悬浮液，该洗涤悬浮液通过安装在逆流洗涤器(吸收器)的上部区域中的喷雾喷嘴被细分并且向下飘落到容器的池槽中。在那里二氧化硫的转化产物(亚硫酸钙)通过加入空气中的氧气被氧化成硫酸钙(2CaS03+02 — 2CaS04)。这种方法随着经历了不同的改进，像例如可以列举出EP0815923A2 和 US5 158 065B。 在所谓的“瓦尔特方法”(也称为氨REA)中，使用一种含氨溶液作为洗涤悬浮液。这种方法的变化方案例如描述在DE2431130B1、DE25 18 386C3或DE32 20 403C1中。通过二氧化硫和氨的反应产生亚流酸铵: S02+NH3+H20 — NH4HSO3 NH4HS03+NH3 — (NH4) 2S03 载有亚硫酸铵的洗涤悬浮液在吸收塔的池槽中聚集。通过吹入空气即所谓的加氧(Aufoxidat1n),液体被富集氧气并且形成硫酸铵: (NH4) 2S03+l/202 — (NH4)2SO4 在去除水分后，硫酸铵以能销售的形式出现。硫酸铵例如在农业中用作肥料或肥料添加剂。 瓦尔特方法目前没有多大技术价值并且具体例如在EP2 411 123B1中是作为相比石灰洗涤有缺点被描述的，尽管所产生的硫酸铵可以作为肥料销售赚钱。实际上虽然SO2分离达到令人满意的95%且更高的利用，但将亚硫酸铵氧化成硫酸铵证明是有问题的，尽管为此以化学计量输入所需的氧气量，转化率只达50%或以下并不少见。这特别导致在副产物硫酸铵中严重的质量损失并且以这种方式使总的方法的经济性减小。
技术实现思路
本专利技术的任务因此在于如下地改进所述瓦尔特方法，以致一方面以尽可能低的成本实现在处理的气体流中令人满意地低的二氧化硫含量，另一方面可以改进副产物硫酸铵的收益。 所述任务在一个开头所述类型的方法中以这样的方式得以解决，即吹入洗涤悬浮液中的氧化剂被超化学计量地富集氧气和/或至少部分地被氧气取代。 本专利技术的构思还在于，使例如涉及空气的氧化剂富集氧气，以便鉴于按反应对亚硫酸铵的氧化给洗涤悬浮液输入超化学计量的氧气量。本专利技术在此以这样的知识为依据，即存在于洗涤悬浮液中的亚硫酸铵转化成硫酸铵的相对小的趋势归因于氧气在已大量载有亚硫酸铵的溶液中的溶解度非常小。只有通过超化学计量地加入在化学计量氧气量的例如120%和150%之间的氧气量，亚硝酸铵转化成硝酸铵才能大大提高，直至转化率为90%且更高。氧气例如以附加空气、具有大于21体积％或纯氧气的增高的氧气含量的形式输入或以深冷液化的具有浓度例如超过95体积％的形式输入。 由于高的转化率而大量富集硫酸铵的洗涤悬浮液接着以一个分流(下面称为“产物流”)被引出并且输入给另外的加工；由于高的硫酸铵含量，所以可以特别由此获得高质量的肥料。以这种方式大大提高了瓦尔特方法的经济性。由于亚硫酸铵的转化率取决于输入的超化学计量的氧气量，所以借此根据转化率特别还可以调节待输入的超化学计量的氧气量并且因此确保产生的硝酸铵的一定的纯度。 同时由于二氧化硫的良好的可溶性，在洗涤悬浮液中的二氧化硫浓度总是处于饱和极限的边缘。因此合乎目的的是，直接将超化学计量的氧气输入相应吸收塔的池槽中，例如直接借助合适的引入系统输入到洗涤悬浮液中，和/或间接通过将氧气混入输入给洗涤悬浮液的氧化剂中。 超化学计量存在于洗涤悬浮液中的氧气导致反应的反应转化提高并且由此导致在洗漆悬浮液中的NH3的浓度下降。该系统接着按LeChatelier原理进行反应，同时按反应增加地转化S02，以平衡NH3的不足。加入氧气还附加地有利于从烟气中洗掉二氧化硫。 在本专利技术的一种有利的设计方案中，这样地使氧化剂富集氧气或用氧气取代，以致总计将化学计量氧气量的至少110%、特别优选在120%和150%之间的氧气量输入到洗涤悬浮液中。超过化学计量氧气量至少10%、优选至少20%的明显过剩量是需要的，以便显著提高在洗涤悬浮液中的亚硫酸铵的转化率；在输入化学计量氧气量的在120%和150%之间的氧气量时，通常已经有80%至90%且更多的亚硫酸铵被转化，从而进一步提高氧气输入也只导致转化率的相对小的增长。 为了确保尽可能经济地使用氧气输入管路，本专利技术的一种合乎目的的扩展方案设定，根据在洗涤悬浮液中的硫酸铵和/或亚硫酸铵的浓度调节待输入的氧气的量，目的是确保在产物流中期待的硫酸铵最小浓度。在此优选洗涤悬浮液在洗涤过程期间的密度变化用作用于硫酸铵或亚硫酸铵浓度的计量单位。通过持续产生硫酸铵，悬浮液的密度一直升高到一个饱和值。连续地或批量地最晚在达到饱和值时或在达到一个预定的密度值时将产物流引出；同时洗涤悬浮液通过输入水和溶解形式的氨被再次添满。 本专利技术的一种特别有利的实施形式设定，待净化气体流依次穿过一个第一吸收塔和一个第二吸收塔，其中将载有亚硫酸铵的洗涤悬浮液至少部分从第二吸收塔导入第一吸收塔，并且将氧气以超化学计量的量(就将亚硫酸铵氧化成硫酸铵而言)至少导入第一吸收塔的洗涤悬浮液中。因此待净化气体流和洗涤悬浮液在这种设计方案中以逆流穿过两个吸收塔，就是说亚硝酸铵或硝酸铵的浓度在第一吸收塔的洗涤悬浮液中通常高于在第二吸收塔的洗涤悬浮液中。所以将超化学计量的氧气输入到第一吸收塔中是特别有效的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于处理载有二氧化硫的气体流的方法，在该方法中，在至少一个吸收塔(2、3)中将一种含水和氨的洗涤悬浮液输入给待净化气体流，其中含在气体流中的二氧化硫至少部分与水和氨反应，同时形成可溶于洗涤悬浮液的亚硫酸铵，并且在该方法中，为了使亚硫酸铵氧化成硫酸铵，将氧化剂吹入洗涤悬浮液中并且将低二氧化硫的净化废气排出，其特征在于，吹入洗涤悬浮液中的氧化剂被超化学计量地富集氧气和/或至少部分地被氧气取代。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·罗霍维克，
申请(专利权)人：梅塞尔奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT