一种烟气脱硫工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种烟气脱硫工艺，具体是在脱硫塔外单独设置一氧化塔以使脱硫后溶液与臭氧在氧化塔内汽液接触以提高氧化效果，并对脱硫废水的处理工艺进行了优化，降低了废水中的重金属离子，且降低了电渗析器的能耗。

A flue gas desulphurization process

The invention discloses a flue gas desulphurization process, in particular to set an oxidizing tower separately outside the desulfurization tower so as to improve the oxidation effect of the solution and ozone in the oxidation tower after the desulphurization, and optimize the treatment process of the desulfurization wastewater, reduce the heavy metal ions in the wastewater and reduce the energy consumption of the electrodialysis device.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硫工艺
本申请涉及一种烟气脱硫工艺，具体涉及一种以氢氧化钠为原料进行脱硫并对脱硫废水进行资源化处理的整套工艺。
技术介绍
我国是以燃煤为主的能源结构的国家，煤产量已据世界第一位。燃煤造成的大气污染有粉尘、SO2、NOX和CO2等，随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，连续多年超过2000万吨，已居世界首位，致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。按污染的工业部门来分，其顺序是火电厂、化工厂和冶炼厂。其中燃煤电厂污染物的排放量占全部工业排放总量的50%左右。常用的烟气脱硫方法主要包括干法和湿法两种，与干法脱硫相比，湿法脱硫设备小，操作简单，且脱硫效率高，应用较为广泛，如钠法、镁法、氨法和钙法等，其中以钠法和钙法最多。相对采用其他脱硫剂，氢氧化钠作为脱硫剂具有吸收效率高和吸收速率快的优势，在现有的工业脱硫中应用较多，特别是在对环保指标要求比较严格的区域。但是以氢氧化钠为脱硫剂进行湿法脱硫生成亚硫酸钠，一般来说，钠法烟气脱硫废水中的亚硫酸钠浓度通常约为10%-20%，甚至更高，而且采用传统的空气氧化，亚硫酸钠的氧化速率较慢，因此需要更高的投资占地和操作费用。而且，脱硫废水一般含有大量的重金属离子，例如Mg2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+、Hg2+、Pb2+等，现有技术中虽有大量的解决方案，但是对上述重金属离子的处理不尽如人意，且传统的双极膜电渗析器虽然能够将废水产生酸和碱，但是由于进料中盐含量较低故需要将对较大的能耗，总之废水处理的效果不甚理想，因此急需一种脱硫工艺能够改善目前亚硫酸钠氧化问题以及脱硫废水的后续处理问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新型的脱硫工艺以改善亚硫酸钠氧化的问题，具体通过将现有脱硫塔中的塔内氧化设计为塔外专门设置氧化塔辅以臭氧进行类似脱硫塔汽液接触的形式进行氧化以提高脱硫效果，并对后续的脱硫废水处理工艺进行了优化设计。本专利技术提供了一种脱硫工艺，其包括以下步骤：（1）来自烟气输送管线的烟气从脱硫塔下端进入脱硫塔，与从上端朝下喷出的氢氧化钠溶液汽液接触进行脱硫，脱硫后烟气从塔顶排出进入后续处理程序。本专利技术在脱硫塔内设计了多级喷淋，每级喷淋采用不同来源和不同浓度的氢氧化钠溶液。其中相对低端采用脱硫后的脱硫溶液，其含有未反应的氢氧化钠，相对高端采用较高浓度的氢氧化钠溶液，诸如新鲜的氢氧化钠溶液，后续脱硫废水处理中产生的氢氧化钠溶液。不同浓度且从上游到下游依次增浓的脱硫溶液保证了烟气的脱硫效果。需要指出的是，本专利技术应用的烟气应为脱硝后烟气，当烟气中含有NOX时，其影响本专利技术的脱硫效果。所以经过脱硝脱硫后的烟气的后续处理程序可以时直接排放。（2）脱硫后溶液泵送入氧化塔上端经喷嘴朝下喷射，与从氧化塔下端通入的臭氧汽液接触以对脱硫溶液进行氧化，汽液接触后的气体经塔顶的溢出气体出口返回至烟气输送管线，氧化后的脱硫液进入氧化塔底部的氧化脱硫液储槽。汽液接触后的气体在从溢出气体出口排出前还需与溢出气体处理喷嘴喷出的脱硫液进行汽液接触。现有的脱硫塔一般采用塔内氧化的方式进行亚硫酸钠氧化，其氧化效果较差，本专利技术摒弃该方法，采用塔外氧化的方式，具体是单独设置一氧化塔，以将钠基脱硫剂脱硫后溶液从上端通入，以与从氧化塔下端进入的臭氧进行汽液接触进行氧化，相比于将臭氧直接通入待氧化溶液中的方式，其汽液接触充分且路径较长，因此具有更高的氧化效果，进一步提高脱硫效果。除此之外，由于臭氧和脱硫溶液汽液接触的过程中难以避免的使得不稳定的亚硫酸钠重新分解出二氧化硫，为此，本专利技术在氧化塔的顶部设置了溢出气体出口，从该出口排出的气体中含有重新分解的二氧化硫和未反应的臭氧、臭氧分解产生的氧气，将其返回至烟气输入管线除了保证能脱硫效果外，臭氧和氧气的通入可以使得烟气中的二氧化硫直接氧化成三氧化硫，使其更容易的被脱硫剂吸收。当然，出于成本考虑，不希望过多的臭氧和分解的二氧化硫重新返回至脱硫塔中，因此选择在氧化塔上端设置一层脱硫喷嘴，由于溢出气体量不大，因此不需要脱硫塔中采用的各级脱硫溶液，在此处本专利技术采用了后续废水处理中超滤装置处理后的渗透液作为此处的脱硫溶液，也可以较高的、经济的完成此处的脱硫任务。（3）氧化脱硫液储槽里的脱硫废水进入中和沉淀装置，通过添加固体氢氧化钠调节pH至9-10,以将废水中的Mg2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀得以排出。在该处采用过量的氢氧化钠中和剂，一方面保证了上述离子的除去率，另一方面可以中和后续电渗析中产生的氢离子。(4)将中和沉淀装置中的上层清液通入厌氧硫酸盐还原装置中,在还原装置中采用硫酸盐还原菌还原部分硫酸根产生H2S，使得废水中残留的Hg2+、Pb2+、Cr3+等金属离子生成硫化物沉淀以脱除。而对于收集的H2S气体，可以在CSB生物氧化反应器中采用无色硫细菌(CSB)生物氧化硫化物生成单质硫。(5)将厌氧硫酸盐还原装置中的上层清液通入超滤膜中以去除废水中的固体颗粒物。超滤可以采用有机材质的超滤膜或陶瓷膜等，膜的平均孔径为1-100nm，特别优选的为PVDF管式超滤膜。脱除杂质的渗透液一部分可以会用进行脱硫，优选的将其应用于氧化塔顶部用于溢出气体的处理。（6）将经过超滤膜的渗透液进一步通入浓缩装置中进行浓缩。在该步骤中，浓缩处理可以产生高浓度废水，使废水中的盐浓度达到大于15wt%，优选达到20wt%-25wt%。浓缩装置可以选用常规的ED离子膜、蒸发浓缩器、反渗透膜，优选的采用反渗透膜过滤，其在产生高浓度废水的同时可以产生淡水得以回用。优选的反渗透膜为醋酸纤维素膜和聚酰胺反渗透，孔径为0.5-10nm，特别优选0.5-1nm。最优选采用聚酰胺反渗透膜。（7）将浓缩后的废水通入一级电渗析器中，其中一级电渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器，在此处一级渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器以产生氢氧化钠进行回用，而其产生的氢离子可以中和前述中和沉淀装置中加入的过量氢氧化钠。在该装置中，控制电流密度为50-80mA/cm2，控制出水pH为7-8。（8）将一级电渗析器处理后的废水继续通入二级电渗析器中，二级电渗析器为双极膜和阴、阳离子交换膜组成的三室双极膜电渗析器。该电渗析器中具有酸室产生酸和碱室产生碱液，两室通入纯水。将一级电渗析器和二级电渗析器产生的氢氧化钠与浓缩装置产生的水混合后通入脱硫塔中用于脱硫，而酸室产生的硫酸进行酸回收。在两级电渗析器中，采用的阳离子交换膜为不定价态阳离子交换膜，阴离子交换膜为一价阴离子交换膜，不定价态阳离子交换膜的组分为聚丙烯腈和磺酸，一价阴离子交换膜的组分为丁苯橡胶和聚苯胺。阳极板的组分为钛钌合金；阴极板的组分为钛钌合金。在该装置中，控制电流密度为40-100mA/cm2。脱硫废水经两级电渗析处理后，盐含量可减少80-95%，并得到副产物硫酸和氢氧化钠，其中酸浓度可达10wt%-20wt%，碱浓度可达8wt%-15wt%。其中，氢氧化钠可以会用进行脱硫，由于浓度过高，可以选择与浓缩装置产生的水（和外部水源）进行混合后进入脱硫塔进行脱硫。（9）将经过两级电渗析器处理的废水外排。本专利技术设计的工艺采用的脱硫系统，其包括依次连接的脱硫塔、氧化塔、中和沉淀装置、还原装置、超滤装置、浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱硫工艺，其包括如下的步骤：(1) 来自烟气输送管线的烟气从脱硫塔下端进入脱硫塔，与从上端喷嘴朝下喷出的氢氧化钠溶液汽液接触进行脱硫，脱硫后烟气经除雾器脱水后进入后续处理程序；（2）脱硫后溶液泵送入氧化塔上端经喷嘴朝下喷射，与从氧化塔下端通入的臭氧汽液接触以对脱硫溶液进行氧化，氧化后的脱硫液进入氧化塔底部的氧化脱硫液储槽，汽液接触后的气体在从溢出气体出口排出前还需与溢出气体处理喷嘴喷出的脱硫液进行汽液接触；（3）氧化脱硫液储槽里的脱硫废水进入中和沉淀装置，通过添加固体氢氧化钠调节pH至9‑10,以将废水中的Mg2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀得以排出；(4) 将中和沉淀装置中的上层清液通入厌氧硫酸盐还原装置中,在还原装置中采用硫酸盐还原菌还原部分硫酸根产生H2S，使得废水中残留的Hg2+、Pb2+等金属离子生成硫化物沉淀以脱除；(5) 将厌氧硫酸盐还原装置中的上层清液通入超滤膜中以去除废水中的固体颗粒物；（6）将经过超滤膜的渗透液进一步通入反渗透膜装置中进行浓缩；（7）将浓缩后的废水通入一级电渗析器中，其中一级电渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器，在此处一级渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器以产生氢氧化钠进行回用；（8）将一级电渗析器处理后的废水继续通入二级电渗析器中，二级电渗析器为双极膜和阴、阳离子交换膜组成的三室双极膜电渗析器；（9）将二次电渗析器处理后的达标废水外排。...

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫工艺，其包括如下的步骤：(1)来自烟气输送管线的烟气从脱硫塔下端进入脱硫塔，与从上端喷嘴朝下喷出的氢氧化钠溶液汽液接触进行脱硫，脱硫后烟气经除雾器脱水后进入后续处理程序；（2）脱硫后溶液泵送入氧化塔上端经喷嘴朝下喷射，与从氧化塔下端通入的臭氧汽液接触以对脱硫溶液进行氧化，氧化后的脱硫液进入氧化塔底部的氧化脱硫液储槽，汽液接触后的气体在从溢出气体出口排出前还需与溢出气体处理喷嘴喷出的脱硫液进行汽液接触；（3）氧化脱硫液储槽里的脱硫废水进入中和沉淀装置，通过添加固体氢氧化钠调节pH至9-10,以将废水中的Mg2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀得以排出；(4)将中和沉淀装置中的上层清液通入厌氧硫酸盐还原装置中,在还原装置中采用硫酸盐还原菌还原部分硫酸根产生H2S，使得废水中残留的Hg2+、Pb2+等金属离子生成硫化物沉淀以脱除；(5)将厌氧硫酸盐还原装置中的上层清液通入超滤膜中以去除废水中的固体颗粒物；（6）将经过超滤膜的渗透液进一步通入反渗透膜装置中进行浓缩；（7）将浓缩后的废水通入一级电渗析器中，其中一级电渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器，在此处一级渗析器为双极膜和阳离子交换膜组成二室双极膜电渗析器以产生氢氧化钠进行回用；（8...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴华，
申请(专利权)人：郑兴华，
类型：发明
国别省市：山东,37