CN117085499A - 一种工业烟气催化氧化脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业烟气催化氧化脱硫方法，包括以下步骤：在烟气中加入一种硫化物气体源，将其与烟气中的硫醇及硫酚等硫化合物反应，生成稳定的硫化合物；将上述生成的硫化合物与一种催化剂接触反应，使其发生氧化反应，生成硫酸或硫酸盐；通过物理或化学方法将生成的硫酸或硫酸盐从烟气中去除，本发明提供了一种工业烟气催化氧化脱硫方法，通过加入硫化物气体源和催化剂，高效催化氧化硫化物，实现硫酸或硫酸盐的生成，并通过多种物理和化学方法对其进行去除，该方法具有高效脱硫、广泛适用性、多样化催化剂选择、提高反应效率、灵活的去除方法和环境友好等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，具体是指一种工业烟气催化氧化脱硫方法。
背景技术
随着工业化进程的推进，大量工业燃烧过程中产生的烟气中含有大量硫化物，如硫化氢、二硫化碳、硫醇、硫酚等。这些硫化物的排放不仅会对大气环境造成污染，还会生成酸性物质，对环境和人类健康带来潜在风险。因此，烟气脱硫技术成为工业排放管理和环境保护的重要课题。
目前，常见的烟气脱硫技术主要包括湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫等方法。传统的湿法烟气脱硫技术存在硫酸生成周期长、消耗大量水资源、脱硫剂再生困难等问题；半干法烟气脱硫技术则存在占地面积大、能耗高、脱硫效率低等不足；干法烟气脱硫技术虽然能够解决水资源消耗问题，但常常需要高温条件下操作，燃烧过程中会产生大量二氧化硫，对减少二氧化硫排放并非最佳选择。
基于上述问题，本发明提供了一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其通过催化剂促进硫化物的氧化反应，将硫化物氧化为硫酸或硫酸盐，并通过物理或化学方法将硫酸或硫酸盐从烟气中去除。该方法具有高效、环保的特点，在烟气处理领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明为解决上述的各种问题，提供了一种工业烟气催化氧化脱硫方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种工业烟气催化氧化脱硫方法，包括以下步骤：
a.在烟气中加入一种硫化物气体源，将其与烟气中的硫醇及硫酚等硫化合物反应，生成稳定的硫化合物；
b.将上述生成的硫化合物与一种催化剂接触反应，使其发生氧化反应，生成硫酸或硫酸盐；
c.通过物理或化学方法将生成的硫酸或硫酸盐从烟气中去除。
进一步地，其中所述硫化物气体源为硫化氢、二硫化碳、硫醇或其组合物。
进一步地，其中所述催化剂为金属催化剂、氧化物催化剂、多金属催化剂或其组合物，所述金属催化剂为铜、铁、锰、钴或镍；氧化物催化剂为二氧化钛、氧化铝或氧化铁；多金属催化剂为复合氧化物或包含多种金属元素的复合催化剂。
进一步地，其中所述催化剂的载体为活性炭、氧化铝、硅胶、分子筛，所述载体可提供更大的表面积，增加催化剂与硫化物之间的接触面积，进一步提高反应效率。
进一步地，其中所述硫酸或硫酸盐通过吸收剂、离子交换树脂、膜过滤或其组合物的方式从烟气中去除，所述吸收剂可为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠；离子交换树脂可为强碱性树脂、阴离子交换树脂；膜过滤可为纳滤膜、反渗透膜。
进一步地，其中所述物理方法为吸附、冷却、结晶、沉淀、过滤，所述吸附可利用活性炭等吸附剂吸附硫酸或硫酸盐，使其从烟气中分离出来；冷却可通过降低烟气温度促使硫酸或硫酸盐结晶析出；结晶可通过改变溶液的浓度、温度条件使硫酸或硫酸盐结晶；沉淀可利用化学反应使硫酸或硫酸盐沉淀；过滤可利用滤纸、滤网等将硫酸或硫酸盐分离出烟气。
进一步地，其中所述化学方法为中和、析出、沉淀、加热，所述中和利用酸碱反应使硫酸或硫酸盐中和的pH值，将其转化为无害物质；析出通过化学反应使硫酸或硫酸盐生成固态沉淀物；沉淀利用沉淀剂使硫酸或硫酸盐沉淀；加热通过提高温度促使硫酸或硫酸盐分解或挥发。
进一步地，其中所述催化剂的反应温度为200-500摄氏度。
进一步地，其中所述烟气为工业燃烧源产生的烟气，且在催化氧化脱硫过程中引入氧化剂如氧气或过氧化氢，以提高反应速率和脱硫效率，进一步减少尾气中的硫化物含量，实现更为环保的烟气处理。
本发明的工业烟气催化氧化脱硫方法具有以下有益效果：
1.高效脱除硫化物：通过加入硫化物气体源和催化剂，能够实现对烟气中硫化物的高效催化氧化，将其转化为硫酸或硫酸盐。催化剂能够提高反应速率和脱硫效率，大大加快硫化物的氧化过程。
2.广泛适用性：本发明中的硫化物气体源可以选择多种硫化物形式，如硫化氢、二硫化碳、硫醇或其组合物。这使得该方法在处理不同工业烟气中不同硫化物成分时具有广泛的适用性。
3.多样化催化剂选择：催化剂可根据需要选择不同类型，包括金属催化剂、氧化物催化剂和多金属催化剂。金属催化剂如铜、铁、锰、钴或镍，氧化物催化剂如二氧化钛、氧化铝或氧化铁，多金属催化剂如复合氧化物或包含多种金属元素的复合催化剂。这样的多样化选择可以根据不同的烟气成分和处理要求进行优化和调整。
4.提高反应效率：催化剂的载体采用活性炭、氧化铝、硅胶、分子筛等，能够提供更大的表面积，增加催化剂与硫化物之间的接触面积，进一步提高反应效率。载体的选择可以根据催化剂和烟气成分进行优化。
5.灵活的去除方法：本发明中，生成的硫酸或硫酸盐可以通过物理或化学方法进行去除。物理方法包括吸附、冷却、结晶、沉淀和过滤，化学方法包括中和、析出、沉淀和加热。这些方法可以根据具体情况和需求进行选择和组合，使得去除过程更加灵活可控。
6.环境友好：本发明的烟气催化氧化脱硫方法可以在工业燃烧源产生的烟气中引入氧化剂如氧气或过氧化氢，以提高反应速率和脱硫效率，并进一步减少尾气中的硫化物含量。这使得烟气处理更加环保，减少对大气环境的污染。
综上所述，本发明提供了一种工业烟气催化氧化脱硫方法，通过加入硫化物气体源和催化剂，高效催化氧化硫化物，实现硫酸或硫酸盐的生成，并通过多种物理和化学方法对其进行去除。该方法具有高效脱硫、广泛适用性、多样化催化剂选择、提高反应效率、灵活的去除方法和环境友好等有益效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例
一种工业烟气催化氧化脱硫方法，包括以下步骤：
a.在烟气中加入一种硫化物气体源，将其与烟气中的硫醇及硫酚等硫化合物反应，生成稳定的硫化合物；
b.将上述生成的硫化合物与一种催化剂接触反应，使其发生氧化反应，生成硫酸或硫酸盐；
c.通过物理或化学方法将生成的硫酸或硫酸盐从烟气中去除。
其具体实施方式如下：
步骤一：在工业烟气中加入硫化物气体源，可以选择硫化氢、二硫化碳、硫醇或其组合物作为硫化物气体源，这些硫化物会与烟气中的硫醇及硫酚等硫化合物发生反应，生成稳定的硫化合物。
步骤二：将生成的硫化合物与催化剂接触反应，可以选择金属催化剂、氧化物催化剂、多金属催化剂或其组合物作为催化剂，金属催化剂可以选择铜、铁、锰、钴或镍；氧化物催化剂可以选择二氧化钛、氧化铝或氧化铁；多金属催化剂可以选择复合氧化物或包含多种金属元素的复合催化剂，催化剂的选择要根据具体的反应条件和硫化物的特性来确定，催化剂能够促使硫化合物发生氧化反应，生成硫酸或硫酸盐。
步骤三：通过物理或化学方法将生成的硫酸或硫酸盐从烟气中去除，物理方法可以选择吸附、冷却、结晶、沉淀、过滤等进行处理，对于吸附，可以利用活性炭等吸附剂吸附硫酸或硫酸盐，使其从烟气中分离出来，通过降低烟气温度，可以促使硫酸或硫酸盐结晶析出，通过改变溶液的浓度、温度条件，可以使硫酸或硫酸盐结晶，利用化学反应使硫酸或硫酸盐沉淀也是一种有效的方法，过滤可以利用滤纸、滤网等将硫酸或硫酸盐分离出烟气。
步骤三中的化学方法可以选择中和、析出、沉淀、加热等进行处理，通过酸碱中和反应，可以使硫酸或硫酸盐中和的pH值，将其转化为无害物质，通过化学反应使硫酸或硫酸盐生成固态沉淀物也是一种有效的去除方式，利用沉淀剂使硫酸或硫酸盐沉淀，并通过加热提高温度促使硫酸或硫酸盐分解或挥发。
催化剂的反应温度一般在200-500摄氏度之间进行，在催化氧化脱硫过程中，可以引入氧化剂如氧气或过氧化氢，以提高反应速率和脱硫效率，进一步减少尾气中的硫化物含量，实现更为环保的烟气处理。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在烟气中加入一种硫化物气体源，将其与烟气中的硫醇及硫酚等硫化合物反应，生成稳定的硫化合物；
b.将上述生成的硫化合物与一种催化剂接触反应，使其发生氧化反应，生成硫酸或硫酸盐；
c.通过物理或化学方法将生成的硫酸或硫酸盐从烟气中去除。
2.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述硫化物气体源为硫化氢、二硫化碳、硫醇或其组合物。
3.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述催化剂为金属催化剂、氧化物催化剂、多金属催化剂或其组合物，所述金属催化剂为铜、铁、锰、钴或镍；氧化物催化剂为二氧化钛、氧化铝或氧化铁；多金属催化剂为复合氧化物或包含多种金属元素的复合催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述催化剂的载体为活性炭、氧化铝、硅胶、分子筛，所述载体可提供更大的表面积，增加催化剂与硫化物之间的接触面积，进一步提高反应效率。
5.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述硫酸或硫酸盐通过吸收剂、离子交换树脂、膜过滤或其组合物的方式从烟气中去除，所述吸收剂可为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠；离子交换树脂可为强碱性树脂、阴离子交换树脂；膜过滤可为纳滤膜、反渗透膜。
6.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述物理方法为吸附、冷却、结晶、沉淀、过滤，所述吸附可利用活性炭等吸附剂吸附硫酸或硫酸盐，使其从烟气中分离出来；冷却可通过降低烟气温度促使硫酸或硫酸盐结晶析出；结晶可通过改变溶液的浓度、温度条件使硫酸或硫酸盐结晶；沉淀可利用化学反应使硫酸或硫酸盐沉淀；过滤可利用滤纸、滤网等将硫酸或硫酸盐分离出烟气。
7.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述化学方法为中和、析出、沉淀、加热，所述中和利用酸碱反应使硫酸或硫酸盐中和的pH值，将其转化为无害物质；析出通过化学反应使硫酸或硫酸盐生成固态沉淀物；沉淀利用沉淀剂使硫酸或硫酸盐沉淀；加热通过提高温度促使硫酸或硫酸盐分解或挥发。
8.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述催化剂的反应温度为200-500摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种工业烟气催化氧化脱硫方法，其特征在于：其中所述烟气为工业燃烧源产生的烟气，且在催化氧化脱硫过程中引入氧化剂如氧气或过氧化氢，以提高反应速率和脱硫效率，进一步减少尾气中的硫化物含量，实现更为环保的烟气处理。
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