脱除有机胺液中氟离子、硫酸根离子和铁离子的方法技术

本发明专利技术提供了一种脱除有机胺液中氟离子和硫酸根离子的方法。该方法包括如下步骤：第一步骤，使含有氟离子和硫酸根离子的有机胺液与碳酸钙悬浊液进行反应，生成碳酸钙和氟化钙沉淀；第二步骤，将第一步骤处理后的有机胺液进行过滤处理，除去反应体系中的碳酸钙和氟化钙沉淀；以及第三步骤，将过滤处理后的有机胺液与离子交换树脂接触，进行离子交换处理。本发明专利技术还包括脱除有机胺液中的亚铁离子和铁离子的步骤。将有机胺液经石灰石悬浊液预处理，除去部分硫酸根离子和氟离子，然后经过滤、离子交换柱处理，能有效去除解析处理后的有机胺液中的氟离子和硫酸根离子，缓解离子交换柱的操作负担，提高有机胺液的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可再生有机胺液脱硫法中有机胺液净化技术，特别是涉及一种。本专利技术能离子交换处理前脱除部分氟离子和硫酸根离子，提高有机胺液的使用寿命，节省生产成本。
技术介绍
含有大量的二氧化硫的工业烟气不能直接排入大气中，需要经过净化处理后才可以排放。通常，采用有机胺吸收剂对所述烟气进行净化处理。其原理是使含硫烟气与有机胺吸收剂进行逆向接触后形成含有硝酸根、亚硫酸根、亚硫酸氢根、硫酸根、氯离子、氟离子等阴离子的富液。富液中以亚硫酸根、亚硫酸氢根等形式存在的有机胺盐可以通过在解吸塔中进行加热解吸，释放出含二氧化硫的酸性高温混合气体，然后经过冷凝与气液分离可以回收高浓度的二氧化硫气体，用于制硫酸或硫磺等。同时将解吸后得到的有机胺吸收剂返回贫胺液储罐，然后有机胺吸收剂经过净化处理，除去硫酸根、氟离子等后，重新循环回吸收塔对烟气进行处理。对有机胺吸收剂而言，硫酸根、氟离子属于一种污染物或干扰物，当生成和积累到一定值，将会影响有机胺吸收剂对烟气的脱硫效果，并且对设备也存在着腐蚀，有效去除解析后有机胺吸收剂中的硫酸根离子和氟离子，是长期稳定运行烟气脱硫技术的重点技术点之一O目前，常用的脱除硫酸根离子和氟离子的方法有电渗析法、沉降法或离子交换法。解析后有机胺吸收剂中的硫酸根离子和氟离子浓度较高，离子交换柱操作负担较重，脱除效果不佳，特别解析后有机胺吸收剂中的铁离子使交换树脂有中毒现象，增大了离子交换树脂的消耗。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是:克服目前脱除有机胺液中硫酸根离子和氟离子方法效果不佳的缺陷，有机胺液中硝酸根等离子浓度较高时，直接采用离子交换处理，有机胺液中硫酸根离子和氟离子脱除率不稳定，有机胺液中的杂质阴离子浓度越高，硫酸根离子和氟离子的脱除效率越低。本专利技术提供一种脱除有机胺液中氟离子和硫酸根离子的方法，将有机胺液经石灰石悬浊液预处理，除去部分硫酸根离子和氟离子，然后经过滤、离子交换柱处理，能有效去除解析处理后的有机胺液中的氟离子和硫酸根离子，缓解离子交换柱的操作负担，提高有机胺液的使用寿命。本专利技术所解决的第二技术问题是:克服目前脱除有机胺液中硫酸根离子和氟离子方法效果不佳的缺陷，通过脱除有机胺液中铁离子，避免离子交换树脂中毒，减少了离子交换树脂的消耗。具体来说，本专利技术提出了如下技术方案。第一方面，本专利技术提供了一种脱除有机胺液中氟离子和硫酸根离子的方法，该方法包括如下步骤:第一步骤，使含有氟离子(F—)和硫酸根离子(S042—)的有机胺液与碳酸钙悬浊液进行反应，生成碳酸钙和氟化钙沉淀；第二步骤，将第一步骤处理后的有机胺液进行过滤处理，除去反应体系中的碳酸钙和氟化钙沉淀；以及第三步骤，将过滤处理后的有机胺液与离子交换树脂接触，进行离子交换处理。优选的，其中，第一步骤中，所述碳酸钙悬浊液的质量分数为5_15wt%，所述含有氟离子和硫酸根离子的有机胺液和碳酸钙悬浊液的体积比例为1:1.2-1.8，优选1: 1.5。优选的，其中，第一步骤中，所述含有氟离子和硫酸根离子的有机胺的输送流量为25-35m3/h，优选30m3/h;所述碳酸钙的悬浊液输送流量为40_50m3/h，优选45m3/h。优选的，其中，第一步骤中，所述含有氟离子和硫酸根离子的有机胺液和碳酸钙悬浊液在搅拌条件下进行反应，搅拌速度为40-60rpm，优选50rpm;反应体系的停留时间为8-12mind;i^l0mino优选的，其中，第一步骤中，反应体系的pH值为7.0-9.0，优选7.0-7.8。优选的，其中，第一步骤还包括脱除有机胺液中的亚铁离子和铁离子的步骤。优选的，其中，将空气通入第一步骤的反应体系中，将有机胺液中的亚铁离子氧化成铁离子，并生成氢氧化铁沉淀。优选的，其中，第一步骤中，还包括将硅藻土和/或活性碳粉加入第一步骤的反应体系中的步骤。优选的，其中，第三步骤中，离子交换树脂为强碱型阴离子交换树脂。优选的，其中，离子交换处理中，温度为15?45°C，压力为10?40KPa空速为0.8?1.0cm/sο采用本专利技术的技术方案至少具有如下有益效果:本专利技术采用碳酸钙悬浊液进行反应步骤，硫酸根离子脱除率在5%_30%，氟离子的脱除率在25%_50%，进行离子交换处理步骤，有机胺液中硫酸根离子脱除率在11%?25%，氟离子的脱除率在7%?17%，整体工艺硫酸根离子脱除率和氟离子脱除率高。另外，本专利技术铁离子脱除率在5%?15%。本专利技术适用于净化富集硝酸根等离子的有机胺液，提高了净化有机胺液的使用寿命，节省了生产成本。本专利技术是一种工艺简单高效、投资小、运行成本低，氟离子、硫酸根离子脱除率高的技术。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术的内容，下面结合【具体实施方式】对本专利技术的技术方案做进一步的说明，但具体的实施方式并不是对本专利技术所做的限制。含硫氧化物(SO2和SO3)的烟道气或其他工业废气需要经过净化处理后才可以排放。现有技术中，采用有机胺液在吸收塔中对所述烟气进行净化处理，具体的，含硫烟气与有机胺液在吸收塔中进行逆向接触，形成含有亚硫酸根、亚硫酸氢根、硫酸根、氯根、氟根、硝酸根等阴离子的富液，处理后的烟气经其他后处理后排放大气。将富液在解析塔中加热解析，富液中以亚硫酸根、亚硫酸氢根等形式存在的有机胺盐可以通过在解吸塔中加热解吸，释放出含二氧化硫酸性气体的高温混合气体，然后经过冷凝与气液分离，可以回收高浓度的二氧化硫气体，用于制硫酸或硫磺等。然后，解析塔处理后的有机胺液输送到贫胺液储罐中，经过过滤装置(例如压滤机、过滤机)处理后，用离子交换树脂处理有机胺液，以去除机胺液中的硫酸根和氟根离子。经离子交换柱处理后的有机胺液重复使用以对所述烟气进行循环处理。然而，通过离子交换树脂处理含有氟离子(F—)和硫酸根离子(S042—)的有机胺液时，离子交换树脂用量多，且不能有效去除氟离子。将含有高浓度的氟离子有机胺液循环使用时，降低了有机胺液对二氧化硫等酸性气体的吸收能力，特别是还会对脱硫设备例如吸收塔造成腐蚀。另外，现有技术离子交换处理能力有限，对阴离子有选择性，当有机胺液中硝酸根离子浓度较高时，硫酸根离子的去除能力不明显，并且再生过程存在有机胺液夹带损失现象，树脂再生过程冲洗时间长，一个反应周期需要约6个小时。本专利技术在传统有机胺液净化装置的物理过滤装置(压滤机、过滤机等)前设置反应槽，采用石灰石粉或碳酸钙配制的悬浊液处理含有氟离子(F—)和硫酸根离子(S042—)的有机胺液，达到去除部分氟离子(F—)和硫酸根离子(S042—)的效果，给后续离子交换柱处理带来便益并提高了整体氟离子(F—)和硫酸根离子(S042—)的去除效果。本专利技术还能脱除有机胺液中的亚铁离子和铁离子，避免了离子交换树脂中毒，减少了离子交换树脂的消耗。本专利技术所述“含硫烟气”是指含硫氧化物(SO2和SO3)的烟道气或其他工业废气。本专利技术所述“脱硫”是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2)。本专利技术所述“有机胺”是指常规能够应用于有机胺湿法脱硫的有机类物质，包括但不限于N，N-二羟乙基哌嗪、哌嗪、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三丙醇胺、三丁醇胺、三亚乙基二胺等。本专利技术所述“有机胺液”是指含有上述有机胺的水溶液。本专利技术所述“含有氟离子(F—)和硫酸根离子(S042本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除有机胺液中氟离子和硫酸根离子的方法，该方法包括如下步骤：第一步骤，使含有氟离子和硫酸根离子的有机胺液与碳酸钙悬浊液进行反应，生成碳酸钙和氟化钙沉淀；第二步骤，将第一步骤处理后的有机胺液进行过滤处理，除去反应体系中的碳酸钙和氟化钙沉淀；以及第三步骤，将过滤处理后的有机胺液与离子交换树脂接触，进行离子交换处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左永伟，魏凤玉，罗松志，李正贤，王天保，何西民，王琪，陈亚中，
申请(专利权)人：铜陵有色金属集团股份有限公司铜冠冶化分公司，合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34