【技術實現步驟摘要】
本專利技術隸屬能源環境和能源化工領域，涉及一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置，應用于從工業生產過程中回收硫并直接制備so3。
技術介紹
1、近年來，由于環境污染的加劇，人們越來越重視環境問題。無論是化石燃料還是氣體燃料，它們都含有一定的雜質和硫分。而火力發電作為當今世界主要的發電方式之一，造成的污染排放情況引起了各國政府的關注。
2、在制酸工業中，為了處理含硫的酸性氣體，通常采用噴淋吸收技術。這種技術的原理是將含硫的酸性氣體引入吸收器中，并加入一定量的堿液或堿性溶液進行反應，最終生成硫酸鹽。同時，為了提高吸收效率和減少能源消耗，還會加入填料、改善氣液分布等輔助措施。這種處理方式在制酸廠、硝酸廠、電力廠等含硫排放源的氣體處理過程中得到廣泛應用。
3、噴淋吸收技術處理含硫的酸性氣體，相較于其它技術，其設備構造較為簡單，但它還是存在一些弊端。首先，操作條件、液氣比、填料種類和質量等因素會影響氣體處理的效率，不同組合可能導致效率的起伏不定，一般處理效率在92％左右。其次，處理后的廢液可能難以達到排放標準，或者需要耗費額外的能源或配套設備才能達到排放標準。再者，這種技術中使用的化學品(如氨、堿液等)有一定的腐蝕性和毒性，需要在儲存、運輸和使用時尤為注意。最后，噴淋吸收技術處理含硫的酸性氣體所產生的副產品(如硫酸鹽)需要特殊處理，否則會對環境造成負面影響。
4、本專利技術基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化，可將硫單質氣體氧化制備成二氧化硫(so2)，轉化成三氧化硫(so3)等比較
技術實現思路
1、為克服目前制酸工業噴淋吸收技術處理含硫的酸性氣體存在的成本能耗高、運輸有毒、副產品不易處理等問題。本專利技術的目的在于提出一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化，構建起低能耗、無難處理副產品、環境友好的『硫氧化制備-轉化』技術，該方法造價低，工藝操作簡單，載氧體可循環，降低工藝能耗，不需要額外的設備去除氮氧化物。
2、一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置，其特征在于，包括燃料反應器、空氣反應器、使硫氧化的載氧體。
3、優選的，所述基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置主要分為氧化制備和轉化階段。
4、優選的，所述氧化制備階段用于使硫氧化的載氧體包括但不限于fe2o3/fe3o4、caso4/cao。
5、優選的，所述轉化階段用于氧解耦的載氧體包括但不限于cuo、mno2、coo。
6、該基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置工作原理：
7、在氧化制備階段中，可通過載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質產生較高濃度的so2。首先在選定溫度下(400～500℃)的反應中，相對于工業常用催化劑v2o5，在相同條件下，cuo、mno2或coo氧解耦可以釋放氧氣，活性更高，可以加快反應速率，提高反應效率，并且具有較好的穩定性，催化劑壽命長，可以減少催化劑的更換頻率，降低生產成本。其次升高溫度，在典型溫度下(800～900℃)的反應中，硫主要以s2的形式存在，s被載氧體選擇性氧化成為so2(s2+12fe2o3→8fe3o4+2so2)，通過控制燃料比，可以在較低的反應溫度下產生高且可調節的so2濃度，從而減小了設備尺寸、運行和設備資金成本。同時，燃料反應器中的fe2o3載氧體被s還原成低價態的fe3o4并輸送至空氣反應器中與空氣反應(4fe3o4+o2→6fe2o3)成高價態fe2o3后再輸送至燃料反應器催化氧化硫單質氣體，完成整個硫氧化的循環。
8、本專利技術的有益效果：
9、(1)基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置，與傳統的so3生成技術相比，通過控制燃料比，硫在較低的反應溫度下可以產生較高且可調節的so3濃度，從而減小了設備尺寸和運行成本，滿足了后續生產h2so4的必要條件。
10、(2)第二組燃料反應器典型反應溫度為800～900℃，空氣反應器的典型反應溫度為900～1050℃，在傳統空氣中硫燃燒應防止由n2高溫氧化產生的熱力型氮氧化物，而該工藝避免了nox的生成，因此不需要額外的設備去除氮氧化物。
11、(3)本專利技術在處理含硫的酸性氣體的過程中具有顯著優勢。它不僅提高了運輸和使用過程中的安全性，而且操作簡單，反應所需的能量消耗更低。此外，使用本技術無需添加化學物質，也不會產生有害的副產品，具有良好的環保效果。同時，采用『硫氧化制備-轉化』技術還可將其轉化為有用的物質，實現資源的再利用，進一步降低生產工藝成本。
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1.一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制SO3的方法和裝置，其特征在于，包括燃料反應器、空氣反應器、使硫氧化的載氧體。
2.根據權利要求1所述基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制SO3的方法和裝置，其特征在于，所述基于串聯反應器，用于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制SO3的方法和裝置分為氧化制備和轉化階段。
3.根據權利要求2所述一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制SO3的方法和裝置，其特征在于，所述氧化制備階段用于使硫氧化的載氧體包括但不限于Fe2O3/Fe3O4、CaSO4/CaO。
4.根據權利要求2所述一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制SO3的方法和裝置，其特征在于，所述轉化階段用于氧解耦的載氧體包括但不限于CuO、MnO2、CoO。
【技術特征摘要】
1.一種基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置，其特征在于，包括燃料反應器、空氣反應器、使硫氧化的載氧體。
2.根據權利要求1所述基于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置，其特征在于，所述基于串聯反應器，用于載氧體晶格氧和分子氧接力氧化硫單質制so3的方法和裝置分為氧化制備和轉化階段。
3.根據權...
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