研究背景：
我国是世界上最大的SO2排放国和硫磺进口国，资源化脱硫成为社会和经济可持续发展的必然选择。硫磺相对于硫酸更易储存和运输，附加值更高，是硫高值化回收的最佳选择。开发利用粉焦/还原性气体为SO2还原剂，将高浓度SO2烟气或者活性焦、有机胺脱硫后的再生气体还原制硫磺，不仅实现硫资源的高值化回收，而且可以平衡活性焦脱硫的高成本，提高活性焦脱硫工艺的可行性。本技术的研发具有较高的科学价值和良好的社会、经济和生态效益，具有广阔的产业化推广应用前景。
图1 1995-2016年全国SO2排放、减排及硫磺进口情况
技术简介：
炭热还原：C+SO2=CO2+1/2S2
CO催化还原：2CO+SO2=2CO2+1/2S2
H2催化还原：2H2+SO2=2H2O+1/2S2
SO2还原制备硫磺技术分为炭热还原和还原性气体还原两种。炭热还原的优点是还原材料来源广，弊端是反应温度高，副反应多；还原性气体还原的优点是反应温度低，副反应少，缺点是需要催化剂，还原性气体来源受限。项目组研究发现炭材料对CO还原SO2具有催化作用，而且还原性能与炭材料的孔隙结构及灰分中过渡金属含量有直接关系；还原性气体足量时，SO2优先与气态还原剂反应；在活性炭催化作用下，不仅能降低反应温度，同时实现较高的SO2转化率和单质S产率。
关键技术：
气流床炭热还原技术；解析气预处理技术；含硫副产物催化转化技术。
工艺流程图
高浓度SO2烟气或活性焦、有机胺脱硫的再生气体，经预处理后进入还原塔，在混合催化剂的催化作用下，SO2被高温炭/还原性气体还原为硫磺回收，含硫副产物经二级转化回收硫磺，提高硫磺收率。整体反应温度低，能耗小，污染物排放少。
图2 活性焦解析-炭热还原工艺流程
研究成果：
本技术已申请中国发明专利10余项，授权2项；申请PCT 国际专利3项。发表SCI等高水平论文6篇。目前已完成工业小试研究。
炭热还原申请专利情况
序号 |
名称 |
类型 |
申请/授权号/期刊 |
1 |
一种炭热-还原气耦合还原SO2制备硫磺的装置和方法 |
发明 |
201711481928.6 |
2 |
利用活性焦脱硫再生气中SO2回收硫磺的移动床装置及方法 |
发明 |
201711485077.2 |
3 |
利用活性焦脱硫再生气中SO2回收硫磺的流化床装置及方法 |
发明 |
201711485095.0 |
4 |
一种活性炭/焦及热解气耦合还原SO2制取硫磺的方法 |
发明 |
201711484621.1 |
5 |
一种焚烧H2S、碳热还原SO2回收硫资源的装置及工艺 |
发明 |
2018106750743 |
6 |
一种以H2S和石油焦为原料回收硫磺的装置及方法 |
发明 |
2018106508684 |
7 |
利用碳基材料还原脱硫解析气回收硫磺的错流移动床装置 |
发明 |
201711484632.X |
8 |
用碳基材料还原脱硫解析气中SO2回收硫磺的气流床和方法 |
发明 |
201711476983.6 |
9 |
焚烧、解析、炭热还原协调的硫资源回收方法及装置 |
发明 |
2018106750866 |
10 |
一种活性焦二氧化硫解析还原硫磺一体化的装置与方法 |
发明 |
2018106770696 |
11 |
一种脱汞载硫活性炭/焦的制备系统及方法 |
发明 |
201910045237.4 |
课题支持：
炭热异相还原SO2制备单质硫技术研究（2017YFB0602903-4），国家重点研发计划子课题；
热解气催化还原SO2制备单质硫技术研究（2017YFB0602903-5），国家重点研发计划子课题；
SO2还原制备硫磺及回收技术研究（ZR2017ZC0734-5），山东省重大基础研究计划子课题。
研究人员：（及团队）
马春元、赵希强、冯太、夏霄、张世珍、田叶顺、任文
联系方式：电话，email
联系人：赵希强email：zxq@sdu.edu.cn
