一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法技术

一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法，它涉及废水、废气及资源化利用领域。本发明专利技术的目的是为了解决目前没有一种能够同时对煤化工废气与浓盐水进行有效处理及回收利用的问题。本发明专利技术在处理煤化工行业废气与浓盐水时，提高了煤化工水体和气体的资源化率。本发明专利技术制备硫酸氢钠的原料，即煤化工废气中的二氧化硫与浓盐水中的氯化钠均产生于煤化工生产过程中，具有经济可行性；本发明专利技术直接利用废气中的二氧化硫生产硫酸，省去煤化工行业处理废气时硫磺回收工艺，节省能耗。

A method for preparing sodium bisulfate by utilizing waste gas and wastewater from coal chemical industry

A method for preparing sodium bisulfate from coal chemical waste gas and wastewater is described, which relates to wastewater, waste gas and resource utilization. The aim of the present invention is to solve the problem that there is no effective treatment and recycling of coal chemical waste gas and concentrated brine at the same time. The invention improves the resource utilization rate of water and gas in coal chemical industry when treating waste gas and concentrated brine in coal chemical industry. The raw material for preparing sodium bisulfate, i.e. sulfur dioxide in waste gas of coal chemical industry and sodium chloride in concentrated brine are both produced in the production process of coal chemical industry, which is economically feasible; the sulfuric acid is produced directly from sulfur dioxide in waste gas, thus eliminating the sulfur recovery process during the treatment of waste gas in coal chemical industry and saving energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法
本专利技术涉及废水、废气及资源化利用领域，尤其涉及一种利用煤化工废气与浓盐水制备硫酸氢钠的方法。
技术介绍
中国是煤炭资源大国，煤炭资源储量占能源资源总量的75％以上。近年来中国煤化工行业高速发展，同时国家加强了对煤化工行业环境保护和监管。国家新型煤化工行业以高能源转化率为方向，具备“废水、废气、废液”排放量少的特点，同时加强了对生产过程中的副产物及资源的回收利用。煤化工浓盐水产生于煤化工水资源回收利用的中水系统，含有大量难降解有机物(COD为500-5,000mg/L)和盐(高达100,000mg/L,以Na+、Cl-、SO42-、NO3-为主)，因此煤化工浓盐水水质复杂难处理，是制约煤化工行业发展的主要因素。“膜浓缩+蒸发结晶”是应用于实际工程中的一种煤化工浓盐水处理技术，煤化工浓盐水通过反渗透膜浓缩至三分之一左右后进入蒸发结晶工艺，常用机械降膜蒸发MVR蒸发、两效蒸发或多效蒸发工艺，最终通过TVR蒸发结晶器、干化结晶与二效结晶器等结晶器制备结晶盐。煤化工废气中的主要污染物是硫化氢和二氧化硫，此外还包括氧化物、烟尘、二氧化碳。烃类、及其他有机物等。对于煤制焦、煤制油和煤制气等不同的工艺过程，废气具有成分及含量的差异。现今煤化工废气中的二氧化硫应用氨吸收法、碱液吸收法、石灰乳石膏法、石灰石洗涤法、氧化锌吸收法、柠檬酸盐法等进行处理，通过克劳斯或斯科特工艺制备成可回收的硫磺。哈尔滨工业大学提出《一种煤化工浓盐水分离蒸发结晶制备工业盐的方法》，专利号：CN105399262A，该专利技术通过混凝沉淀、吹脱、超滤、纳滤、活性炭、离子树脂及蒸发结晶工艺资利用煤化工浓盐水回收工业级结晶盐。《一种二氧化硫制备硫酸的方法》，专利号CN102530888A，该专利技术通过将硬石膏水泥生产工艺中的二氧化硫气体通过两段接触氧化及氧化钒或硫酸锂催化剂制备硫酸。然而上述第一个专利技术仅涉及的氯化钠及硝酸钠制备，第二个专利技术仅涉及水泥行业中浓硫酸的制备。因此一种资源化利用煤化工废气与浓盐水制备硫酸氢钠的方法有待研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前没有一种能够同时对煤化工废气与废水进行处理及回收的问题，而提供一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法。本专利技术的一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法，它是按照以下步骤进行的：一、调节池：将煤化工废水通入调节池，调节出水水量且稳定水质；二、钝化工艺：在煤化工废水中投加氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂及助凝剂，所述的氧化钙的投加量为100～150mg/L；所述的碳酸钠投加量为60～70mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5～1.0mg/L；所述的镁剂与煤化工废水中SiO32-的质量比为12：1；其中，出水硬度小于50mg/L，硅小于25mg/L；三、多介质过滤：将步骤二的出水通入多介质过滤器中去除煤化工废水中的颗粒、胶体及悬浮物，步骤三出水浊度小于0.1NTU；四、离子交换树脂：将步骤三的出水通入离子树脂交换装置中，得经离子交换树脂后硬度小于2mg/L的出水；五、纳滤分离：将步骤四的出水通入纳滤系统中，经过纳滤处理后形成以氯化钠为主纳滤透过液和以硫酸钠为主纳滤浓水；六、废气洗涤：将煤化工废气通过旋风分离器、喷淋塔、电除雾器、干燥塔去除废气中的悬浮杂质、酸雾、氟以及水分；从而得到干燥的净化气体；七、二氧化硫吸收：将得到干燥的净化气体通入脱硫塔中部，与从脱硫塔顶部进入的脱硫剂逆流接触，使脱硫剂吸收废气中二氧化硫；经过处理的煤化工废气从脱硫塔顶部排出，将已吸附二氧化硫的脱硫剂从脱硫塔底部排出；八、脱硫剂热解再生：步骤七中的吸收了富液送入再生塔，纯净的二氧化硫气体从再生塔顶部排出，再生后的贫液回到脱硫塔上部循环利用；所述的富液为二氧化硫的脱硫剂；九、催化氧化制备三氧化硫：将步骤八排出的二氧化硫气体送入接触室，在450℃温度，以及五氧化二钒的催化作用下，制得三氧化硫；十、焦硫酸制备：通过热交换将步骤九制备的三氧化硫气体温度降至150℃，然后将其在吸收塔中用体积百分含量为98.3％的浓硫酸吸收后，制备出焦硫酸；十一、硫酸制备：将步骤十得到的焦硫酸加水制备工业浓硫酸；十二、蒸馏提纯：通过蒸馏工艺对步骤十一制备出的工业浓硫酸进行提纯；十三、将步骤五产生的以氯化钠为主的纳滤透过液通入反应釜中，同时加入步骤十二制备的体积百分含量为95％的浓硫酸，在反应釜中进行硫酸氢钠溶液的制备；十四：硫酸氢钠蒸发结晶工艺：将步骤十三制备的硫酸氢钠溶液通入温度为90～120℃的蒸发结晶器中制备硫酸氢钠，然后在温度为130～195℃的结晶器中制备工业硫酸氢钠；十五：无水硫酸钠蒸发结晶工艺：将步骤五的以硫酸钠为主纳滤浓水泵入蒸发器中，使步骤五出水中的含盐量蒸发浓缩至180,000～200000mg/L，然后将浓缩盐液输送至结晶器中，控制结晶温度为95℃～105℃，制备得到工业无水硫酸钠。本专利技术包含以下有益效果：一、本专利技术在处理煤化工行业废气与废水(尤其是废水中的浓盐水)时，提高了煤化工水体和气体的资源化率。二、本专利技术制备硫酸氢钠的原料，即煤化工废气中的二氧化硫与浓盐水中的氯化钠均产生于煤化工生产过程中，具有经济可行性；三、本专利技术直接利用废气中的二氧化硫生产硫酸，省去煤化工行业处理废气时硫磺回收工艺，节省能耗。本专利技术的资源转化率达到80％以上。附图说明图1为资源化利用煤化工废气与浓盐水制备硫酸氢钠的流程图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法，它是按照以下步骤进行的：一、调节池：将煤化工废水通入调节池，调节出水水量且稳定水质；二、钝化工艺：在煤化工废水中投加氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂及助凝剂，所述的氧化钙的投加量为100～150mg/L；所述的碳酸钠投加量为60～70mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5～1.0mg/L；所述的镁剂与煤化工废水中SiO32-的质量比为12：1；其中，出水硬度小于50mg/L，硅小于25mg/L；三、多介质过滤：将步骤二的出水通入多介质过滤器中去除煤化工废水中的颗粒、胶体及悬浮物，步骤三出水浊度小于0.1NTU；四、离子交换树脂：将步骤三的出水通入离子树脂交换装置中，得经离子交换树脂后硬度小于2mg/L的出水；五、纳滤分离：将步骤四的出水通入纳滤系统中，经过纳滤处理后形成以氯化钠为主纳滤透过液和以硫酸钠为主纳滤浓水；六、废气洗涤：将煤化工废气通过旋风分离器、喷淋塔、电除雾器、干燥塔去除废气中的悬浮杂质、酸雾、氟以及水分；从而得到干燥的净化气体；七、二氧化硫吸收：将得到干燥的净化气体通入脱硫塔中部，与从脱硫塔顶部进入的脱硫剂逆流接触，使脱硫剂吸收废气中二氧化硫；经过处理的煤化工废气从脱硫塔顶部排出，将已吸附二氧化硫的脱硫剂从脱硫塔底部排出；八、脱硫剂热解再生：步骤七中的吸收了富液送入再生塔，纯净的二氧化硫气体从再生塔顶部排出，再生后的贫液回到脱硫塔上部循环利用；所述的富液为二氧化硫的脱硫剂；九、催化氧化制备三氧化硫：将步骤八排出的二氧化硫气体送入接触室，在450℃温度，以及五氧化二钒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：一、调节池：将煤化工废水通入调节池，调节出水水量且稳定水质；二、钝化工艺：在煤化工废水中投加氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂及助凝剂，所述的氧化钙的投加量为100～150mg/L；所述的碳酸钠投加量为60～70mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5～1.0mg/L；所述的镁剂与煤化工废水中SiO32‑的质量比为12：1；其中，出水硬度小于50mg/L，硅小于25mg/L；三、多介质过滤：将步骤二的出水通入多介质过滤器中去除煤化工废水中的颗粒、胶体及悬浮物，步骤三出水浊度小于0.1NTU；四、离子交换树脂：将步骤三的出水通入离子树脂交换装置中，得经离子交换树脂后硬度小于2mg/L的出水；五、纳滤分离：将步骤四的出水通入纳滤系统中，经过纳滤处理后形成以氯化钠为主纳滤透过液和以硫酸钠为主纳滤浓水；六、废气洗涤：将煤化工废气通过旋风分离器、喷淋塔、电除雾器、干燥塔去除废气中的悬浮杂质、酸雾、氟以及水分；从而得到干燥的净化气体；七、二氧化硫吸收：将得到干燥的净化气体通入脱硫塔中部，与从脱硫塔顶部进入的脱硫剂逆流接触，使脱硫剂吸收废气中二氧化硫；经过处理的煤化工废气从脱硫塔顶部排出，将已吸附二氧化硫的脱硫剂从脱硫塔底部排出；八、脱硫剂热解再生：步骤七中的吸收了富液送入再生塔，纯净的二氧化硫气体从再生塔顶部排出，再生后的贫液回到脱硫塔上部循环利用；所述的富液为二氧化硫的脱硫剂；九、催化氧化制备三氧化硫：将步骤八排出的二氧化硫气体送入接触室，在450℃温度，以及五氧化二钒的催化作用下，制得三氧化硫；十、焦硫酸制备：通过热交换将步骤九制备的三氧化硫气体温度降至150℃，然后将其在吸收塔中用体积百分含量为98.3％的浓硫酸吸收后，制备出焦硫酸；十一、硫酸制备：将步骤十得到的焦硫酸加水制备工业浓硫酸；十二、蒸馏提纯：通过蒸馏工艺对步骤十一制备出的工业浓硫酸进行提纯；十三、将步骤五产生的以氯化钠为主的纳滤透过液通入反应釜中，同时加入步骤十二制备的体积百分含量为95％的浓硫酸，在反应釜中进行硫酸氢钠溶液的制备；十四：硫酸氢钠蒸发结晶工艺：将步骤十三制备的硫酸氢钠溶液通入温度为90～120℃的蒸发结晶器中制备硫酸氢钠，然后在温度为130～195℃的结晶器中制备工业硫酸氢钠；十五：无水硫酸钠蒸发结晶工艺：将步骤五的以硫酸钠为主纳滤浓水泵入蒸发器中，使步骤五出水中的含盐量蒸发浓缩至180,000～200000mg/L，然后将浓缩盐液输送至结晶器中，控制结晶温度为95℃～105℃，制备得到工业无水硫酸钠。...

【技术特征摘要】
1.一种资源化利用煤化工废气与废水制备硫酸氢钠的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：一、调节池：将煤化工废水通入调节池，调节出水水量且稳定水质；二、钝化工艺：在煤化工废水中投加氧化钙、镁剂、碳酸钠、混凝剂及助凝剂，所述的氧化钙的投加量为100～150mg/L；所述的碳酸钠投加量为60～70mg/L；所述的混凝剂投加量为50mg/L～100mg/L；所述的助凝剂投加量为0.5～1.0mg/L；所述的镁剂与煤化工废水中SiO32-的质量比为12：1；其中，出水硬度小于50mg/L，硅小于25mg/L；三、多介质过滤：将步骤二的出水通入多介质过滤器中去除煤化工废水中的颗粒、胶体及悬浮物，步骤三出水浊度小于0.1NTU；四、离子交换树脂：将步骤三的出水通入离子树脂交换装置中，得经离子交换树脂后硬度小于2mg/L的出水；五、纳滤分离：将步骤四的出水通入纳滤系统中，经过纳滤处理后形成以氯化钠为主纳滤透过液和以硫酸钠为主纳滤浓水；六、废气洗涤：将煤化工废气通过旋风分离器、喷淋塔、电除雾器、干燥塔去除废气中的悬浮杂质、酸雾、氟以及水分；从而得到干燥的净化气体；七、二氧化硫吸收：将得到干燥的净化气体通入脱硫塔中部，与从脱硫塔顶部进入的脱硫剂逆流接触，使脱硫剂吸收废气中二氧化硫；经过处理的煤化工废气从脱硫塔顶部排出，将已吸附二氧化硫的脱硫剂从脱硫塔底部排出；八、脱硫剂热解再生：步骤七中的吸收了富液送入再生塔，纯净的二氧化硫气体从再生塔顶部排出，再生后的贫液回到脱硫塔上部循环利用；所述的富液为二氧化硫的脱硫剂；九、催化氧化制备三氧化硫：将步骤八排出的二氧化硫气体送入接触室，在450℃温度，以及五氧化二钒的催化作用下，制得三氧化硫；十、焦硫酸制备：通过热交换将步骤九制备的三氧化硫气体温度降至150℃，然后将其在吸收塔中用体积百分含量为98.3％的浓硫酸吸收后，制备出焦硫酸；十一、硫酸制备：将步骤十得到的焦硫酸加水制备工业浓硫酸；十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩洪军，李琨，徐春艳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23