一种烟气脱硫剂的再生循环方法技术

一种烟气脱硫剂的再生循环方法，将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，将碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液通过树脂床层，收集柱底碳酸氢钠流出液；将流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生；采用去离子水、碳酸氢铵或碳酸溶液先后淋洗填充于交换柱中失效的离子交换树脂进行再生，最后再用去离子水洗涤树脂，又能够得到HCO3-型树脂。本发明专利技术引入阴离子交换树脂，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生，且负载树脂经过再生后可重复利用，树脂再生流出液也具有商业价值，无废渣废液排放，提高了工艺的绿色经济性和利用率，为回收提供了合理的途径。

Regeneration circulation method of flue gas desulfurizing agent

A recycling method of flue gas desulfurization agent, HCO3- type anion exchange resin filled in by the wet exchange column, sodium bicarbonate and sodium bicarbonate for desulfurization sulfuric acid mixed solution through the resin bed, collected at the bottom of the column effluent will outflow liquid sodium bicarbonate; obtained after crystallization, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate and complete the regeneration of desulfurizing agent; use DI water, ammonium bicarbonate or carbonate leaching solution has filled in the ion exchange column failure in exchange resin regeneration, finally washed with deionized water and resin, HCO3- resin can be obtained. The introduction of anion exchange resin, sodium bicarbonate and complete the regeneration of desulfurizing agent, and the load of the resin can be repeatedly used after being regenerated, the regeneration of resin effluent also has commercial value, no waste residue emissions, improve the process of green economy and utilization way to provide a reasonable recovery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业废水利用
，具体涉及一种烟气脱硫剂的再生循环方法。
技术介绍
当前我国大气污染日益严重，作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，二氧化硫排放总量高居世界榜首，在这一背景下，烟气脱硫技术在最近几年得到了迅猛发展，但大量的脱硫副产物也随之而来，对于传统的石灰石-石膏法，我国仅2010年就产生脱硫石膏5230万吨，脱硫石膏综合利用较差，现阶段主要是以抛弃堆放为主，既浪费土地资源，又产生环境污染。因此，对脱硫脱硝过程的创新和优化是摆在化工和环境工作者面前的刻不容缓的任务。碳酸氢钠脱硫方法比传统的石灰石-石膏法脱硫率高(接近100％脱除率)、反应速率快、碱利用率高，而且可同时脱除氮氧化物和汞等重金属，同济大学孙冬梅在《碳酸氢钠脱硫及其优化条件的筛选探讨》及TimothyC.Keener在《StudyoftheReactionofSO2withNaHCO3andNa2CO3》中均提到NaHCO3在不同形态下一般都有较好的脱硫效果，有极大开发利用前途。但面临两大问题，即原料成本高和副产物的处理问题，制约了碳酸氢钠吸收剂在脱硫工业上的发展，使其优势没有最大程度发挥出来。NaHCO3烟气脱硫主要化学反应为：2NaHCO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2+H2O，2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O，Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2，在温度不高于413K时，脱硫产物主要是硫酸钠、二氧化碳、水和未反应的碳酸氢钠。为了减少成本及副产物污染，“TheAirbornProcessTM”花费了十年时间研究出了一整套碳酸氢钠脱除SO2(US005980848A、US7393378B2)，碳酸氢钠再生(US6475458B)及再生副产物肥料提纯(US006106796A)的技术并分别申请了专利，且已在美国根特肯塔基州(Airborn公司5MW发电厂示范工程)、怀俄明州(JimBridger发电厂)和西德海尔布隆(Solvary发电厂)等地投入应用。该技术中碳酸氢钠再生过程主要化学反应方程式为：NH4HCO3+Na2SO4→(NH4)2SO4+NaHCO3↓，即用廉价的碳酸氢铵将较贵的碳酸氢钠再生出来，对NaHCO3结晶后的残余液中含有Na2SO4、(NH4)2SO4、NH4HCO3和少量NaHCO3，再经过硫酸酸化后得到硫酸钠与硫酸铵的双盐溶液，Airborn运用分步结晶法，对此废水进行分离提纯，得到高纯度硫酸铵，硫酸铵可用作氮肥、矿石浮选、金属回收、生产耐火材料等，从而获得较大的经济效益，分离出来的硫酸钠再返回到碳酸氢钠再生阶段。该再生过程及副产物利用方法对控制系统精度要求高、耗费热能、结晶和发汗速率不易有效控制，可循环性不强，因此对脱硫剂碳酸氢钠的再生及副产物利用是非常有意义的课题，从而降低成本，扩大用碳酸氢钠法脱硫的普遍性。
技术实现思路
为克服现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种选择性好、可循环使用、环境污染少、适于工业化生产、成本低的烟气脱硫剂再生循环法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种烟气脱硫剂的再生循环方法，将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，室温下，将碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液通过树脂床层，混合溶液中SO42-与HCO3-型阴离子交换树脂上的HCO3-发生交换反应，收集柱底碳酸氢钠流出液，以碳酸氢钠流出液中出现SO42-时为收集终点；将收集的碳酸氢钠流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成脱硫剂的再生；其中，HCO3-型阴离子交换树脂为强碱凝胶苯乙烯型阴离子交换树脂。所述步骤1)中碳酸氢钠与硫酸钠混合溶液通过树脂床层的流速为1.5～8BV/h。将失效后的HCO3-型阴离子交换树脂先用去离子水洗涤至流出液pH值为7～9，再用碳酸氢铵溶液或碳酸溶液淋洗树脂，得到HCO3-型阴离子交换树脂，HCO3-型阴离子交换树脂能够重复利用。所述碳酸氢铵溶液、碳酸溶液的摩尔浓度为1～2mol/L，体积为3～5BV。所述去离子水的流速为6～8BV/h。所述碳酸氢铵溶液或碳酸溶液的流速为1.5～2BV/h。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术在室温下，用强碱凝胶苯乙烯型阴离子交换树脂对碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠溶液进行离子交换反应及洗脱液结晶，完成脱硫剂碳酸氢钠的再生，方法简便，大大降低了生产成本，弥补了碳酸氢钠法脱硫成本高的缺点，又不会引入其它杂质离子，并且对于脱硫产物的处理量较大，再生效率高，无废渣废液排放、资源综合利用率高、选择性好，克服了现有技术中对控制系统精度要求高、耗费热能、结晶和发汗速率不易有效控制，可循环性不强的问题。本专利技术绿色经济性好，为碳酸氢钠法在烟气脱硫领域的大规模使用提供了可能。进一步的，用碳酸氢铵溶液对树脂进行再生，再生产物为硫酸铵与碳酸氢铵，可进一步酸化得到纯硫酸铵，相当于将脱除的二氧化硫转化为了硫酸铵，具有较大商业价值。进一步的，离子交换后的树脂可以用碳酸氢钠脱硫后产物碳酸进行再生循环利用，流出液是纯硫酸，相当于将脱除的二氧化硫转化为了纯硫酸，也具有商业价值，并且树脂重复使用率高。具体实施方式下面采用具体实施例的方式具体地解释本专利技术，但本专利技术不局限于实施例。本专利技术中BV为树脂体积，碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫，其中一种为硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液的混合溶液，一种为碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物。本专利技术包括以下步骤：1)将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，室温下，将碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液以1.5～8BV/h的流速通过树脂床层，混合溶液中的SO42-与HCO3-型阴离子交换树脂上结合的HCO3-发生交换反应，收集柱底碳酸氢钠流出液，当流出液中出现SO42-时为终点，停止收集。2)将收集的碳酸氢钠流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生；其中，BV为树脂体积。3)将经过步骤1)中交换后失效后的阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以6～8BV/h的流速洗涤至流出液pH值为7～9，再用3～5BV、摩尔浓度为1～2mol/L的碳酸氢铵溶液或碳酸溶液以1.5～2BV/h的速度淋洗树脂，得到HCO3-型阴离子交换树脂，所述HCO3-型阴离子交换树脂为强碱凝胶苯乙烯型。所述若用碳酸氢铵溶液再生树脂，那么流出液是硫酸铵与碳酸氢铵，对流出液进一步酸化干燥可得到硫酸铵；若用碳酸溶液再生树脂，那么流出液则为纯硫酸，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，将HCO3‑型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，室温下，将碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液通过树脂床层，混合溶液中的SO42‑与HCO3‑型阴离子交换树脂上的HCO3‑发生交换反应，收集柱底碳酸氢钠流出液，以碳酸氢钠流出液中出现SO42‑时为收集终点；将收集的碳酸氢钠流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成脱硫剂的再生；其中，HCO3‑型阴离子交换树脂为强碱凝胶苯乙烯型阴离子交换树脂。

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法
填充于交换柱中，室温下，将碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶
液通过树脂床层，混合溶液中的SO42-与HCO3-型阴离子交换树脂上的HCO3-发生交换反应，
收集柱底碳酸氢钠流出液，以碳酸氢钠流出液中出现SO42-时为收集终点；将收集的碳酸氢钠
流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成脱硫剂的再生；其中，HCO3-型阴离子交换树脂为强碱
凝胶苯乙烯型阴离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，所述步骤1)中
碳酸氢钠与硫酸钠混合溶液通过树脂床层的流速为1.5～8BV/h。
3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨岚，马晓迅，陈斌，张香，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61