CN1460033A

CN1460033A - 脱硫设备及脱硫方法

Info

Publication number: CN1460033A
Application number: CN02801070A
Authority: CN
Inventors: 安武昭典; 小林敬古; 栗崎隆; 吉川正晃
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-12-03
Also published as: CN101695622A; CA2407923C; ATE518578T1; EP1374977B1; JP2002301335A; WO2002081064A1; EP1374977A1; AU2002244966B2; US7029639B2; KR20030015264A; CA2407923A1; US20030190270A1; KR100532642B1; EP1374977A4; JP4616497B2

Abstract

一种脱硫设备(10)，包括脱硫塔(12)，脱硫塔(12)用于在其中保持从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种多孔碳材料(11)，并用于使含硫氧化物的烟道气体(13)与该多孔碳材料接触以对该烟道气体脱硫，该脱硫设备(10)具有将NO₂气体输送入脱硫塔(12)中的NO₂气体输送装置(14)。脱硫设备具有喷淋装置(15)，该喷淋装置布置在脱硫塔(12)的上部，以便使内部水含量被调节到不低于在处理该烟道气体的温度下的蒸气饱和值。

Description

脱硫设备及脱硫方法

技术领域

本发明涉及一种脱硫设备，用于去除例如由使用煤这样的燃料的锅炉或类似设施产生的烟道气体中所含的硫氧化物，以及对该烟道气体进行脱硫的方法。

背景技术

由使用煤或重油这样的燃料的锅炉和热电厂，或者由化工厂、金属加工厂、烧结厂和造纸厂这样的工厂产生的烟道气体包含大量硫氧化物，如二氧化硫。在用于去除硫氧化物的烟道气体脱硫方法中，公开了一种方法，其中使烟道气体与多孔碳材料如活性碳或活性碳纤维接触，从而使多孔碳材料吸收烟道气体中所含的硫氧化物如二氧化硫；在用作催化剂的多孔碳材料存在的情况下，硫氧化物与烟道气体中所含的氧气反应；产生的氧化物在水中被吸收，从而形成硫酸，其被从碳材料中去除(在例如日本工业污染控制协会(Industrial Pollutioncontrol Association of Japan)，“污染控制的技术与法律法规(Techniques and laws and regulations for Pollution Control)”第三版，空气篇88，第112-113页，以及日本专利公开(kokai)No.10-230)。

脱硫的反应式如下。

(1)

但这种脱硫有一个缺点，当烟道气体中含有一氧化氮(NO)时，多孔碳材料的催化效果会减弱，从而降低脱硫效果。

具体地，图4中示出NO含量与催化抑制作用之间的关系。如图4中所示，假设当NO含量为0ppm时多孔碳材料催化剂的量是1，当NO含量为50ppm时所需的催化剂的量是上述量的1.2倍，当NO含量为200ppm时，所需催化剂的量是上述量的1.5倍。

换句话说，这种脱硫的缺点在于，必须用额外量的多孔碳材料来保持脱硫性能，这样增加了处理成本。

有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种脱硫设备，即使当要脱硫的烟道气体含有微量的NO，该设备也能够完成有效脱硫而不减弱脱硫性能。本发明的另一个目的是提供一种脱硫方法。

发明的公开

第一个发明提供一种脱硫设备，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种，该设备的特征在于包括一用于将NO₂气体输入脱硫塔中的NO₂气体输送设备。

根据该第一个发明，设置了用于将NO₂气体输入脱硫塔中的NO₂气体输送设备。因此排除了多孔碳材料的NO抑制性能，从而有效地对含有硫氧化物的烟道气体进行脱硫。

第二个发明提供一种脱硫设备，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种，该设备的特征在于包括一对输送到脱硫塔中的烟道气体中含有的NO进行氧化从而形成NO₂的NO氧化设备，该NO氧化设备设置于脱硫塔的上游侧。

根据该第二个发明，在脱硫塔的上游侧设有一对输送到脱硫塔中的烟道气体中含有的NO进行氧化从而形成NO₂的NO氧化设备。因此阻止了多孔碳材料的NO抑制性能，从而有效地对含有硫氧化物的烟道气体进行脱硫。

第三个发明涉及第二个发明的脱硫设备中的一具体实施例，其中该NO氧化设备采用从下列组中选择的氧化装置：放电氧化装置、氧化-催化剂-氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢氧化装置及它们的组合。

根据涉及第二个发明的脱硫设备中一具体实施例的该第三发明，NO氧化设备中使用的氧化装置从下列组中：放电氧化装置、氧化-催化剂-氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢氧化装置及它们的组合。因此NO被高效率氧化。

第四个发明涉及第一或第二发明中脱硫设备的具体实施例，其还包括氧化-辅助剂-输送装置，用于将从下列组中选择的至少一个氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。

根据涉及第一或第二发明中脱硫设备具体实施例的该第四发明，设置氧化辅助剂-输送装置，用于将从下列组中选择的至少一个氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。通过使用氧化辅助剂，增强了脱硫效果。

第五个发明涉及第一或第二发明的具体实施例，其中通过在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。

根据涉及第一或第二发明的具体实施例的第五个发明，其中在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。这样获得的疏水表面有利于SO₂的吸收。此外，可以高效率地去除所产生的硫酸，从而促进脱硫反应。

第六个发明涉及第一或第二发明中脱硫设备的具体实施例，其还包括供水装置，用于将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到相当于水蒸气的饱和值或更高。

根据涉及第一或第二发明中脱硫设备具体实施例的该第六发明，设有供水装置，用于将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到相当于水蒸气的饱和值或更高。因此能够有效地完成脱硫。

第七个发明提供一种烟道气体处理系统，用于对从锅炉、热电厂、任何工厂或类似设施排放的烟道气体进行净化，该系统的特征在于在烟道气体排放管线上设有如第一到第六发明中任一项所述的脱硫设备。

根据该第七个发明，用于对从锅炉、热电厂、任何工厂或类似设施排放的烟道气体进行净化的烟道气体处理系统在烟道气体排放管线上设有如第一到第六发明中任一项所述的脱硫设备。因此提高了烟道气体处理的效率。

第八个发明涉及第七个发明的烟道气体处理系统的具体实施例，其还包括位于脱硫设备下游侧的NO_x去除设备。

根据涉及第七个发明的烟道气体处理系统的具体实施例的该第八个发明，在脱硫设备下游侧设有NO_x去除设备。因此可以有效地完成脱硫和NO_x去除。

第九个发明涉及第七或第八个发明的具体实施例，其还包括设置于任一烟道气体排放管线上的灰尘收集装置。

根据涉及第七或第八个发明的具体实施例的第九个发明，在任一烟道气体排放管线上设有灰尘收集装置。因此在脱硫和NO_x去除之外，还可以完成灰尘收集，从而净化烟道气体。

第十个发明提供一种脱硫方法，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种，其中脱硫是在NO₂气体输入脱硫塔的同时完成的。

根据该十个发明，脱硫是在NO₂气体被输入脱硫的同时完成的。因此阻止了多孔碳材料的NO抑制效果，从而有效地对含有硫氧化物的烟道气体进行脱硫。

第十一个发明提供一种脱硫方法，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种，其中对输入脱硫塔中的烟道气体中所含的NO进行氧化，以形成NO₂，而后脱硫。

根据该第十一个发明，对输入脱硫塔中的烟道气体中所含的NO进行氧化，以形成NO₂，而后脱硫。因此阻止了多孔碳材料的NO抑制效果，从而有效地对含有硫氧化物的烟道气体进行脱硫。

第十二个发明涉及第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例，其中NO氧化设备使用从下列组中选择的氧化装置：放电氧化装置、氧化-催化剂-氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢-氧化装置及它们的组合。

根据涉及第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例的该第十二个发明，NO氧化设备中使用的氧化装置从下列组中选择：放电氧化装置、氧化-催化剂-氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢-氧化装置及它们的组合。因此NO被高效氧化。

第十三个发明涉及第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例，其中设有氧化辅助剂输送装置，用于将从下列组中选择的至少一个氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。

根据涉及第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例的该第十三个发明，设有氧化辅助剂输送装置，用于将从下列组中选择的至少一个氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。通过使用氧化辅助剂，提高了脱硫效果。

第十四个发明涉及第十或第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例，其中通过在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。

根据涉及第十或第十一个发明的脱硫方法的一具体实施例的第十四个发明，通过在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。这样获得的疏水表面有利于SO₂的吸收。此外，可以高效去除所产生的硫酸，从而促进脱硫反应。

第十五个发明涉及第十或十一个发明的脱硫方法的一具体实施例，其中设有供水装置，用于将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到相当于或高于水蒸气的饱和值。

根据涉及第十或十一个发明的脱硫方法的一具体实施例的该第十五个发明，设有供水装置，用于将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到相当于或高于水蒸气的饱和值。因此可以有效地完成脱硫。

附图简介

图1是根据第一实施例的烟道气体脱硫设备的示意性视图。

图2是根据第二实施例的烟道气体脱硫设备的示意性视图。

图3是根据第三实施例，设有烟道气体脱硫设备的烟道气体处理系统的图。

图4是一图表，示出NO含量与催化剂量之间的关系。

实现本发明的最佳方式

为了更详细地描述本发明，下面结合附图对实现本发明的最佳方式进行描述。但本方式并不局限于这些方式。

[第一实施例]

图1是根据第一实施例的烟道气体脱硫设备的示意图。如图1中所示，第一实施例的脱硫设备10用于通过与设置于一脱硫塔12中的多孔碳材料11接触而对含硫氧化物的烟道气体13进行脱硫，该多孔碳材料11是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一种，该设备10包括一NO₂气体输送设备14，用于将NO₂气体输送到脱硫塔12中。在脱硫塔12内部，设置于顶部的喷淋装置15用于在处理温度下将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到相当于或高于水蒸气的饱和值。

上述多孔碳材料11吸收烟道气体中所含的硫氧化物。并用作氧化催化剂。

对用作多孔碳材料11的活性碳的类型没有特别的限制，可使用多种已知的活性碳种类。活性碳品种的例子包括由原材料，如椰壳、焦炭和沥青制造的活性碳。这些活性碳品种可通过任何已知方法制造。一般可通过对原材料的蒸气活化作用而制造。虽然本发明中可使用具有约700平方米/克的比表面积的常规商用活性碳，但特别优选的是具有相对更大比表面积如约1500平方米/克的活性碳品种。

对于活性碳纤维的类型没有特别的限制，可使用已知的活性碳纤维，如由沥青、聚丙烯腈、苯酚或纤维素制造的活性碳纤维。也可使用商用碳纤维产品。其中优选的是具有相对更大比表面积如约1000平方米/克或更大的活性碳纤维品种。同样优选的是表面疏水性较高的活性碳纤维品种，如由沥青制造的活性碳纤维。

可将从上述活性碳品种和活性碳纤维品种中选择的碳材料单独使用或者两个或多个品种组合使用，用作本发明的多孔碳材料。

用于本发明的多孔碳材料最好是疏水的。具体地，可通过在非氧化气氛如氮气或氩气中在大约600-1200℃下加热大约0.5-5小时而使碳材料疏水。通过这种热处理，用作亲水团并包含在多孔碳材料中的部分或全部含氧官能团以CO或CO₂的形式被去除。因此与热处理之前的状态相比，多孔碳材料的表面变得更加疏水。这样获得的疏水表面有利于SO₂的氧化以及将SO₂吸收到活性碳上，并可高效去除所产生的硫酸，从而促进催化脱硫反应。

在本发明的方法中，将要被处理的含硫氧化物的烟道气体与上述多孔碳材料接触，从而完成脱硫。烟道气体中已经与多孔碳材料接触的硫氧化物被吸附到多孔碳材料上。所吸附的硫氧化物与烟道气体中所含的水和氧反应，根据下式(1)形成硫酸：

(1)

另外，由于特意将NO₂气体从NO₂气体输送设备14输送到脱硫塔12中。防止SO₂的氧化的抑制作用得到了阻止，SO₂按照下式(2)反应形成SO₃和NO：

(2)

使脱硫反应有效进行。

反应中，NO₂的供给产生了NO。但为了满足环境质量标准，通过插入下述NO_x去除设备而去除NO。

用于使含硫氧化物的烟道气体与多孔碳材料接触的方法并不局限于以图1中所示结构为基础的方法，而是可以适当地使用任何已知的方法。具体地，可通过常规方法，用已知的反应器，如固定床流动反应器、流化床反应器或者搅拌反应器，使烟道气体与多孔碳材料接触。

对于要处理的烟道气体的类型没有特别限制，用于处理的目标烟道气体包括所有含硫氧化物如SO₂的烟道气体，例如由使用煤或重油这样的燃料的锅炉和热电厂产生的烟道气体，或者由化工厂、金属加工厂、烧结厂和造纸厂这样的工厂产生的烟道气体。对于烟道气体的SO₂含量没有特别的限制。烟道气体一般都可以用本发明的方法脱硫，只要SO₂含量为大约100-2000ppm(典型的水平)。至于烟道气体的水含量，当烟道气体具有大约7.5体积％或更大的水含量(典型的水平)时，气体可以被处理。最好供应少量的水以促进脱硫。特别地，最好供应水，使得烟道气体中的水含量在处理温度下被调节到相当于或高于水蒸气的饱和值。

即使当烟道气体中的水含量不足时，如果通过喷淋装置15或类似装置提供适当量的水的话，也能够处理气体。

除上述气体成分外，其它气体成分也可以不引起特殊问题地共同存在，只要该气体不抑制脱硫反应。例如，氮气、二氧化碳或一氧化碳的共存是没有问题的。

此外，可通过氧化辅助剂供应装置17将氧化辅助剂16供应到脱硫塔12中。通过供应氧化辅助剂，可在与多孔碳材料接触过程中将氧化辅助剂结合到烟道气体中，从而将上式(1)的反应的平衡向右侧转换，进一步促进了硫酸的形成，即SO₂的去除。

可将在常温下为气态或常温下为液态的任何氧化辅助剂用作氧化辅助剂16。

在常温下为气态的氧化辅助剂的例子包括空气、氧气和臭氧。在常温下为液态并能被用于本发明中的氧化辅助剂的例子包括含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液、次氯酸水溶液。在本发明中，上述的氧化辅助剂，如空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液、次氯酸水溶液，可以单独或者两个或多个品种组合使用。另外，气态氧化辅助剂和液态氧化辅助剂可以组合使用。

常温下为气态的氧化辅助剂可用风扇、吹风机、压力输送机等从脱硫设备的进气口吹入烟道气体中。常温下为液态的氧化辅助剂可用液体输送泵等从脱硫设备的进气口注入烟道气体中。一般将液态氧化辅助剂加到向烟道气体供应水的补充水中，对产生的混合物进行雾化，形成雾，然后将形成的雾加到烟道气体中。

在这些氧化辅助剂中，空气、氧气等用作直接补偿氧气不足的气源，在加入时还可以提高烟道气体的氧气含量。空气或氧气可以以这样的量加入，使产生的烟道气体达到大约5个体积％或更多的含量，优选地是大约按体积计的8％或更多。由于烟道气体大致含有大约3个体积％或更大浓度的氧气，氧气不足可通过填加空气或氧气而补偿。一般可使用大气。至于氧气，可使用从气源，如氧弹、罐中的液态氧或氧气发生器获得的氧气。由于大气具有大约21％的氧气含量，当使用氧时，可以所需空气量的大约1/5的量供应氧气。

臭氧-具有非常高的氧化能力-直接氧化SO₂，并在多孔碳材料表面上分解，从而产生氧气。由于臭氧的氧化能力远远高于氧气，所需添加的臭氧的量小于要添加的氧气的量。具体地，臭氧的填加量将臭氧含量调节成与要处理的烟道气体中的SO₂含量相匹配，烟道气体中的臭氧含量—般落入大约100到2000ppm这个范围内。可使用通过紫外线辐射或类似辐射对空气进行辐射产生臭氧的普通臭氧发生器产生的臭氧。

在液态氧化辅助剂中，含水过氧化氢与臭氧的相似之处在于，它具有很高的氧化能力，氧化SO₂并产生氧气。硝酸水溶液通过其很强的氧化能力氧化SO₂，从而促进硫酸的形成。相似地，酸水溶液，如高锰酸水溶液、氯酸水溶液、次氯酸水溶液，都具有氧化能力并在多孔碳材料上分解，从而产生氧气。一部分这样产生的氧气溶解在每种水溶液中，从而形成溶解氧，这对于硫酸水溶液的形成非常有效。

液态氧化辅助剂用水稀释，从而形成其水溶液，该溶液喷洒添加到烟道气体中。一般将液态氧化辅助剂填加到用于向烟道气体供应水的补充水中，添加所产生的混合物。对于被添加到烟道气体中的液态氧化辅助剂的水溶液的浓度没有特别的限制。每种水溶液(例如含水过氧化氢、硝酸水溶液以及高锰酸水溶液)的有效成分浓度最好调节到大约0.1-1.0个重量％。每种水溶液(例如氯酸水溶液和次氯酸水溶液)的有效成分浓度最好调节成0.1-20个重量％。但为了在烟道气体产生设施的附近储存这样的水溶液，需要一个大容量的流体罐。因而优选地，储存所含液态氧化辅助剂浓度为20-40个重量％的水溶液，在使用之前用水稀释该溶液，将稀释的溶液添加到烟道气体中。

所添加的液态氧化辅助剂的量小于所添加的气态氧化辅助剂，液态氧化辅助剂以这样的量添加，使氧化辅助剂的有效成分量在要处理的SO₂量的基础上具有相等(化学等同)或较少的克分子浓度。所添加的液态氧化辅助剂的量使得烟道气体中所含的氧化辅助剂的有效成分的量大约为0.1-10个体积％，如降低到其汽化的品种的量。

在上述氧化辅助剂中，优选地在本发明中使用从下列各项中选择的至少一个品种：臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液，因为使用少量的这些氧化辅助剂可以有效地去除硫氧化物。

脱硫过程中的处理温度必须根据所使用的多孔碳材料的类型、烟道气体中的水含量、SO₂含量和其它因素等进行适当地调节。一般来说，处理温度大约是20-100℃较合适。特别在本发明中，即使在大气温度下或者上下大约30-60℃时也可以进行有效脱硫。即使当处理温度高达100℃或更高时，也可以通过喷洒或类似装置断续添加大量水而完成脱硫。

脱硫过程中的气体流速根据SO₂含量、所使用的脱硫设备类型及其他等因素适当地调节。气体一般最好在这样的条件下通过，使W/F(其中W表示多孔碳材料的重量，F表示气体的流速)落入大约1×10^-35×10^-3克.分钟/毫升(g·min/ml)的范围内。

[第二实施例]

图2是根据第二实施例的烟道气体脱硫设备的示意性视图。同样在第一实施例中使用的元件用相同的参考数字表示，并省略其说明。

如图2所示，第二实施例的脱硫设备10用于通过与设置于脱硫塔12中的多孔碳材料11接触而对含有硫氧化物的烟道气体13进行脱硫，多孔碳材料11是从活性碳和活性碳中选择的至少一个品种，脱硫设备10包含对要被输送到脱硫塔12中的烟道气体13中含有的NO进行氧化从而形成NO₂的NO氧化设备21，该NO氧化设备21设置于脱硫塔12的上游侧。

与第一实施例中不同，第二实施例中，还没有被输送到脱硫塔12的烟道气体13中所含的NO用NO氧化设备21提前氧化，从而转化成NO₂。因此阻止了在靠多孔碳材料11进行的脱硫过程中的多孔碳材料11的NO抑制性能，从而有效地完成了脱硫。

可将多种氧化装置用作将NO氧化成NO₂的装置，其例子包括放电氧化装置、氧化催化剂装置、臭氧氧化装置、过氧化氢氧化装置及它们的组合。氧化催化剂的例子包括MnO₂、V₂O₅和Cr₂O₃。

与第一实施例中的情况相似，可通过用氧化辅助剂供应装置供应氧化辅助剂而提高脱硫效率。

[第三实施例]

图3是一图表，示出根据第三实施例的设有烟道气体脱硫设备的烟道气体处理系统。如图3中所示，第三实施例的系统30包括：NO氧化设备21，用于对从锅炉、热电厂、任何工厂或类似设施31排放到烟道气体排放管线32上的烟道气体13中所含的NO进行氧化，以形成NO₂；上述脱硫设备10；NO_x去除设备33。

该系统中，烟道气体中所含的NO用NO氧化设备21提前氧化，从而转化成NO₂。因此阻止了在脱硫设备10中完成的脱硫过程中多孔碳材料11的NO抑制性能，从而提高了脱硫效率。

通过脱硫，降低了烟道气体13的温度。因此优选地将在低温下工作的NO_x去除设备用作NO_x去除设备33。

为了去除烟道气体中所含的灰尘，在预定的地点之间设有灰尘收集装置，从而有效地去除灰尘。

如上所述，本发明特别适于去除由使用如煤或重油这样的燃料的锅炉或热电厂产生的烟道气体，由如化工厂、金属加工厂、烧结厂和造纸厂这样的工厂产生的烟道气体中所含的硫氧化物。

[例子和比较例]

下面通过举例对本发明进行更详细的描述。

将颗粒状活性碳(颗粒尺寸：8-32目，比表面积800平方米/克)用作多孔碳材料。在氮气氛中以1000℃的温度提前加热活性碳，从而赋予活性碳一个疏水表面。随后通过下列方法用这样制备的活性碳完成脱硫，并测验脱硫性能。

使用固定床流动型脱硫设备。在入口具有预定组分条件的气体(SO₂：800ppm，水含量：13.5体积％(高于饱和度)，O₂：3.8体积％，CO₂：8体积％，其余：N₂)在50℃下流动，将W/F(其中W表示多孔碳材料的重量，F表示气体的流速)控制在2.5×10^-3克·分钟/毫升，完成气体的脱硫。

用无分散红外SO₂计测量设备出口气体的SO₂含量，并计算脱硫百分比(＝SO₂的去除百分比)。

[比较例1]

以上述方式完成脱硫，不同之处在于没有使用氧化辅助剂。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

[例1]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，以一定量输送NO₂，将整个反应气体中的氧含量调节到800ppm。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

表1中示出结果。

[表1]

		比较例1	例1
		比较例1	例1	无	NO₂
		浓度	ppm	无	NO₂	-	800
SO_x的去除百分比	％	浓度	ppm	95	98	-	800
SO_x的去除百分比	％	SV值	h^-1	95	98	1000	5000
催化剂的相对量	-	SV值	h^-1	1	0.2	1000	5000

*气体条件

SO₂：800ppm

H₂O：13.5％(高于饱和度)

O₂：3.8％

CO₂：8％

其余：氮

如表1中所示，可通过输送NO₂气体而提高烟道气体中所含的硫氧化物的去除效率(即脱硫)，一般可在大约98％或更高的脱硫百分比下完成脱硫。

[比较例2]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，调整上述气体，将NO含量调节到200ppm。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

[比较例3]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，从一臭氧发生器以一定的量将用作氧化辅助剂的臭氧吹到反应气体中，将整个反应气体中的臭氧含量调节到1000ppm。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

[比较例4]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，以一定的量将用作氧化辅助剂的氧气输送到反应气体中，将整个反应气体中的氧含量调节到8个体积％。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

表2中示出结果。

[表2]存在NO

		比较例2	比较例3	比较例4
		比较例2	比较例3	比较例4	无	臭氧	氧
		浓度	ppm	-	无	臭氧	氧	1000	8％
SO_x的去除百分比	％	浓度	ppm	-	95	96	95	1000	8％
SO_x的去除百分比	％	SV值	h^-1	500	95	96	95	1200	800
催化剂的相对量	-	SV值	h^-1	500	1	0.42	0.625	1200	800

*气体条件

SO₂：800ppm

H₂O：13.5％(高于饱和度)

O₂：3.8％

CO₂：8％

其余：氮

如表2中所示，观察到由于NO引起的催化剂的抑制以及SV值的降低。没有施加对应于添加的氧化辅助剂的明显效果。

[例2]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，NO(200ppm)已经提前转化成NO₂(200ppm)，且没有使用氧化辅助剂。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

[例3]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，NO(200ppm)已经提前转化成NO₂(200ppm)，且使用了作为氧化辅助剂的臭氧(1000ppm)。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

[例4]

以与上述相同的方式重复脱硫，不同之处在于，NO(200ppm)已经提前转化成NO₂(200ppm)，且使用了作为氧化辅助剂的氧(8％)。并测量脱硫开始后50小时的脱硫百分比。

结果示于表3中。

[表3]共存的NO提前转化成NO₂

		例2	例3	例4
		例2	例3	例4	无	臭氧	氧
		浓度	ppm	-	无	臭氧	氧	1000	8％
SO_x的去除百分比	％	浓度	ppm	-	95	96	95	1000	8％
SO_x的去除百分比	％	SV值	h^-1	1000	95	96	95	2000	1300
催化剂的相对量	-	SV值	h^-1	1000	0.5	0.5	0.77	2000	1300

*气体条件

SO₂：800ppm

H₂O：13.5％(高于饱和度)

O₂：3.8％

CO₂：8％

其余：氮

结果显示，根据本发明，通过提前将NO转化成NO₂或有意供应NO₂，可以高效地去除烟道气体中所含的硫氧化物，即使烟道气体中含有微量的NO。还确认了结合使用氧的效果。

工业实用性

如上所述，本发明适当地提供了一种脱硫设备，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一个品种，其中通过将NO₂气体输入脱硫塔中，或者通过对将输入脱硫塔中的烟道气体中所含的NO进行氧化，而阻止多孔碳材料的NO抑制性能，从而有效地对含有硫氧化物的烟道气体进行脱硫。

Claims

1.一种脱硫设备，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一个品种，该设备的特征在于包括一NO₂气体输送设备，用于将NO₂气体输入脱硫塔中。

2.一种脱硫设备，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一个品种，该设备的特征在于包括一对要被输送到脱硫塔中的烟道气体中含有的NO进行氧化从而形成NO₂的NO氧化设备，该NO氧化设备设置于脱硫塔的上游侧。

3.根据权利要求2所述的脱硫设备，其中该NO氧化设备包括从下列组中选择的氧化装置：放电氧化装置、氧化催化剂氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢氧化装置及它们的组合。

4.根据权利要求1或2所述的脱硫设备，还包括氧化辅助剂输送装置，用于将从下列组中选择的至少一种氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。

5.根据权利要求1或2所述的脱硫设备，其中通过在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。

6.根据权利要求1或2所述的脱硫设备，还包括供水装置，用于将脱硫塔中烟道气体的水含量调节到对应于或高于水蒸气的饱和值。

7.一种烟道气体处理系统，用于对从锅炉、热电厂、任何工厂或类似设施排放的烟道气体进行净化，其特征在于包括设置在烟道气体排放管线上的如权利要求1至6中任一项所述的脱硫设备。

8.根据权利要求7所述的烟道气体处理系统，还包括位于脱硫设备下游侧的NO_x去除设备。

9.根据权利要求7或8所述的烟道气体处理系统，还包括设置于烟道气体排放管线的任一个上的灰尘收集装置。

10.一种脱硫方法，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一个品种，其中脱硫是在NO₂气体输入脱硫塔的同时完成的。

11.一种脱硫方法，用于通过与设置于一脱硫塔中的多孔碳材料接触而对含硫氧化物的烟道气体进行脱硫，该多孔碳材料是从活性碳和活性碳纤维中选择的至少一个品种，其中对要被输入到脱硫塔中的烟道气体中所含的NO进行氧化，以形成NO₂，而后脱硫。

12.根据权利要求11所述的脱硫方法，其中NO氧化设备使用从下列组中选择的氧化装置：放电氧化装置、氧化-催化剂-氧化装置、臭氧氧化装置、过氧化氢氧化装置及它们的组合。

13.根据权利要求11所述的脱硫方法，其中设有氧化辅助剂输送装置，用于将从下列组中选择的至少一种氧化辅助剂输送到脱硫塔中：空气、氧气、臭氧、含水过氧化氢、硝酸水溶液、高锰酸水溶液、氯酸水溶液和次氯酸水溶液。

14.根据权利要求10或11所述的脱硫方法，其中在非氧化气氛中在大约600-1200℃下加热而使该多孔碳材料疏水。

15.根据权利要求10或11所述的脱硫方法，其中设有供水装置，用于将脱硫塔中的烟道气体的水含量调节到对应于或高于水蒸气的饱和值。