Отходящих газов от оксида серы («реверс-процесс»):

1 – реактор 1-й стадии; 2 – реактор 2-й стадии; 3 – вентили;

4 – котел-утилизатор; 5, 6 – промежуточный и конечный абсорбер;

I – очищенный газ; II – пар

Датская фирма «Халдорф Топсе А/О» предлагает технологию каталитической десульфуризации промышленных и отходящих газов, содержащих окислы серы и сероводород с получением товарной серной кислоты. Эффективность очистки газов в процессе составляет не менее 95 % (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Технологическая схема установки для очистки газов

От сернистых соединений:

1 – теплообменник; 2 – рекуператор; 3 – подогреватель; 4 – реактор;

5 – башенный аппарат для выделения серной кислоты (конденсатор-концентратор); 6 – теплообменник

Высокоэффективная очистка газов от сернистых соединений обеспечивается путем каталитической конверсии их в триоксид серы с последующим получением товарной концентрированной серной кислоты. Процесс протекает по следующим стадиям:

• каталитическое окисление сернистых компонентов

2H₂S + ЗО₂  2Н₂О + 2SO₂

2SO₂ + О₂  2SO₃

• гидролиз триоксида серы

SО₃ + Н₂О  H₂SO₄ (г)

• конденсация серной кислоты

H₂SO₄ (г)  H₂SO₄ (ж)

Очищаемый газ последовательно подогревается в теплообменниках-рекуператорах 1 и 2 и подогревателе 3 до температуры  420 °С и поступает в реактор 4, где осуществляется каталитическое окисление сернистых компонентов газа до триоксида серы. Выходящий из реактора 4 газ охлаждается в рекуператоре 2, и содержащийся в нем триоксид серы гидролизуется в газообразную серную кислоту. Если газ не содержит паров воды, в него добавляется пар, при этом температуру газа поддерживают значительно выше точки росы серной кислоты. Концентрированная серная кислота выделяется в башне 5, которая представляет собой конденсатор-концентратор. Очищаемый газ, содержащий серную кислоту, проходит по трубному пространству и охлаждается атмосферным воздухом или газом, поступающим на очистку, направляемым по межтрубному пространству. Серная кислота собирается на дне башни и через пластинчатый теплообменник-охладитель 6 откачивается в накопительную емкость. Концентрация полученной серной кислоты составляет 93-98 %.

Воздух, нагретый в башне 5, используется для подогрева газа, поступающего на очистку, в рекуператоре 1 и затем направляется на смешение с очищенным газом, отходящим на выброс в трубу.

Известен пиролюзитный метод окисления диоксида серы кислородом в жидкой фазе в присутствии катализатора на основе оксида марганца (пиролюзит). При этом Мn²⁺ окисляется до Мn³⁺ при наличии кислорода и одновременно окисляется SO₂

4Мn²⁺ + ЗО₂  2Мn₂О₃

2SO₂ + О₂  2SO₃

Мn³⁺ окисляет диоксид серы, переходя снова в Мn²⁺

Мn₂О₃ + SO₂  S₃ + 2MnO

Жидкостно контактный метод основан на окислении диоксида серы в жидкой фазе на поверхности катализатора, например, активного угля.

Адсорбционные методы основаны на применении в качестве поглотителей активных углей, синтетических и природных цеолитов, оксидов металлов.

Использование активных углей позволяет получать серную кислоту, но концентрацией 20 %.

Применение цеолитов и оксидов металлов дает возможность проводить адсорбцию при высоких температурах и получать при оптимальных условиях регенерации сорбентов газы с концентрацией диоксида серы до 25 %, которые можно переработать в серную кислоту.

Недостаток адсорбционных методов - необходимость регенерации адсорбентов, их механическое разрушение.