技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從廢氣中除掉酸性氣體的方法。更具體而言，本發(fā) 明涉及一種通過使廢氣與水在有機亞砜中的乳液，特別是水在油衍生的 亞砜中的乳液接觸而除掉酸性氣體，特別是SO_x、Hg和NO_x的方法。通 過使乳液沉降并分離成兩相，有機亞砜相可以在乳液載有污染物后再生。 分離后獲得的水相包含硫酸根離子和硝酸根離子，可將它們收集并作為 有價值的化學(xué)品使用。

背景技術(shù)

工業(yè)發(fā)達國家產(chǎn)出億萬噸空氣污染物，其中很大一部分來自發(fā)電廠 的煤、油和汽油燃燒。其它主要空氣污染源包括煉油廠、水泥廠和石油 化工廠。

排放到大氣中的空氣污染物中最棘手的是酸性氣體，特別是SO₂和 NO_x或汞蒸汽。這些氣體是酸雨、煙霧和人類不適與疾患的主要成因。

二氧化硫由諸如煤氣、石油和煤等礦物燃料中的含硫化合物的燃燒 釋放到大氣中。SO₂是具有特有的窒息性氣味的較重的無色氣體。在濕空 氣中它會緩慢氧化成硫酸，有助于形成酸雨。另一方面，NO_x氣體部分 來源于含氮化合物的燃燒，但是主要來源于在發(fā)生各種工業(yè)過程(和燃 燒)的高溫條件下存在于空氣中的氧元素和氮元素之間的反應(yīng)。由于NO_x的問題為這些過程所固有并且其產(chǎn)生不可避免，因此更難克服。除了有 利于形成酸雨，氮氧化物還會分解形成臭氧，并與其它大氣污染物反應(yīng) 形成光化煙霧，而光化煙霧會刺激敏感膜并損害植物。

隨著近幾十年來人們環(huán)境意識的加強，已經(jīng)有很多國家針對發(fā)電廠 和各種工業(yè)的最大空氣污染物排放量制定了政府規(guī)程和強制標(biāo)準(zhǔn)，以使 各種有害材料達到空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。例如，在美國，曾于1970、1977和1990 年修正的1967年頒布的清潔空氣法案(the?Clean?Air?Act)是整個美國空 氣污染控制的法律基礎(chǔ)。1967年頒布的清潔空氣法案的1990年修正案制 定了截止到2000年1月1日將發(fā)電廠排放的二氧化硫降低到1千萬噸/ 年的法規(guī)。該排放量大約是1990年排放量的一半。1988年，作為聯(lián)合國 發(fā)起的長程越界空氣污染公約(Long-Range?Transboundary?Air?Pollution Agreement)的一部分，美國聯(lián)合其它24個國家一同制定了將氮氧化物 排放速率凍結(jié)在1987年排放水平的草案。

由于需要遵守這些法規(guī)，人們需要開發(fā)用于控制和降低空氣污染物 排放的各種方法。這些方法通常包括在使用之前將有害材料除掉(例如， 使用硫含量低的煤)或者在污染物形成之后將其除掉。對于一些空氣污染 物(例如NO_x)，只能采用第二類辦法。

工業(yè)排放的污染物氣體可以由在有害氣體被釋放到大氣中之前將其 吸收的液體或固體收集器(trap)收集。這些收集器通常為塔式容器接觸 器的形式，在這些收集器中廢氣向上通過而液體或漿液(即液體和固體 的混合物)則向下沉落。吸收污染物并防止他們排放到大氣中的試劑被 稱作洗滌劑。當(dāng)所述試劑是液體時，實踐中有時需要使用惰性顆粒填充 所述塔，以便提高洗滌劑和廢氣之間的接觸表面積和延長氣體在反應(yīng)器 內(nèi)的滯留時間。在此情況下，實踐中也需要使液體洗滌劑在反應(yīng)器中循 環(huán)，直到其載有污染物為止。

濕煙氣脫硫，即，除掉SO₂的工序通常涉及使用堿性清洗液，例如 鈣基漿液或鈉基或氨基溶液。然而這些工序不適于除掉氮氧化物。當(dāng)前 使用的從煙氣中除掉NO_x的方法主要基于在存在或不存在催化劑下的 NO和NO₂與氨的反應(yīng)，結(jié)果形成氮氣和水。這些方法僅在很窄的煙氣溫 度范圍內(nèi)有效，其成本較高，并具有氨泄漏到大氣中的風(fēng)險。在催化劑 存在下，所述工序更為有效，但是其成本更高，并且容易發(fā)生催化劑中 毒。在任何情況下，這些方法都需要單獨用于除掉NO_x的專門設(shè)備。

美國專利3,707,004號披露了一種除掉氣體中含有的痕量硫化氫 (H₂S)的方法。所述方法包括使含有硫化氫的氣體通過主要由溶解在有 機溶劑中的碘構(gòu)成的液相。

美國專利3,784,478號教導(dǎo)了一種利用氣-液吸收從燃燒過程的氣體 排放物中除掉氮氧化物的方法。

俄羅斯專利2099789號描述了一種通過使用亞砜吸收來除掉氣體中 的二氧化硫的方法。