离子交换纤维净化烟气同时部分再生的方法技术

本申请涉及一种离子交换纤维净化烟气同时部分再生的方法，包括烟气预处理

【技术实现步骤摘要】
离子交换纤维净化烟气同时部分再生的方法


[0001]本申请涉及烟气脱硫脱硝
，尤其涉及一种离子交换纤维净化烟气脱硫脱硝同时部分再生的方法。

技术介绍

[0002]工业烟气是指工业锅炉的燃烧产生的烟气和粉尘。工业锅炉烟气中的主要污染因子：二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO
x
)和颗粒物等，是影响大气环境的主要因素之一，烟气中SO2、NO
x
和颗粒物不能稳定达标排放的工业锅炉，有效控制工业烟气中的二氧化硫、氮氧化物是行业内存在的主要问题。
[0003]目前小型燃煤锅炉大多采用简易湿法脱硫除尘一体化技术，除尘效率90％左右、脱硫效率约50％(全部使用低硫燃料)、脱硝效率不足10％。大型燃煤锅炉的烟气净化技术以袋式除尘、钠碱法/钙法脱硫、选择性催化还原法脱硝(SCR)等为主。袋式除尘器除尘效率高，达99.8％；脱硫装置自动投加脱硫剂，脱硫效率达到90％以上；SCR脱硝装置投运时脱硝效率在50％以上，但由于催化剂的温度窗口问题，无法保证较高的投运率。
[0004]还有一个问题就是离子交换纤维再生过程，由于离子交换纤维使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，目前常用的方法是用化学药剂将纤维所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。但是再生过程中，需要停工停产，将离子交换纤维单独洗脱再生，工期时间长，需要一备一用。而且，在整个脱硫脱硝的工艺中，需要将整个工艺停工，单独对离子交换纤维通过化学试剂对其进行洗脱、再生，耗时耗力或者采用备用设备开工，可能会影响生产安全、降低工艺进度，从而带来不同程度的经济损失和环保方面的负面影响。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供离子交换纤维净化烟气脱硫脱硝同时部分再生的方法，该技术使离子交换纤维再生和交换同时进行，提高了纤维的利用率，大大减少了纤维的用量。
[0006]本申请提供一种间歇喷淋离子交换纤维部分再生的方法，采用间歇喷淋氧化剂溶液，以一定的流速通过离子交换纤维层，部分再生离子交换纤维材料。
[0007]所述间歇喷淋的时间间隔为4
‑
48小时，喷淋时间为4
‑
8min/次，所述氧化剂喷淋溶液的喷液量为每次1/4
‑
1/8的纤维体积用量。氧化剂为K2Cr2O7、NaClO、Ca(ClO)2、NaClO2、H2O2、KMnO4的一种或多种。
[0008]本申请的离子交换纤维净化烟气同时再生的方法包括如下步骤：
[0009]烟气预处理
‑
纤维氧化
‑
脱硫脱硝
‑
喷淋液回收利用。
[0010]烟气预处理：处理包括烟气经过除尘、降温过程；
[0011]纤维氧化：间歇喷淋氧化剂溶液，氧化剂喷淋溶液以一定的流速通过纤维层，使离子交换纤维成为氧化型的离子交换纤维；
[0012]脱硫脱硝：烟气中SO2,NO
x
的氧化产物H2SO4、HNO3和H2SO3同时被离子交换纤维所吸附，实现同时脱硫脱硝；
[0013]氧化剂回收利用：氧化剂喷淋液回收，重复利用，废液回收配制新的氧化剂溶液。
[0014]所述烟气预处理包括烟气经过除尘、降温过程。一般锅炉烟气排放温度约120℃～180℃左右，而离子交换的适应温度为60℃以下，在进入离子交换材料之前，需将烟气温度降至40
‑
90℃，优选地，50
‑
70℃，以使得离子交换纤维在进行离子交换时达到最佳的使用状态，从而可以使得脱除率增加。可选地，对工业烟气的预处理还包括除尘处理，由于工业烟气中存在着大量的粉尘颗粒会堵塞离子交换纤维层中的空隙以及覆盖在阴离子交换纤维上，从而降低离子交换纤维的工作交换容量，极易造成后续流程中的脱硫脱硝效果下降。
[0015]烟气降温过程可以选用烟气
‑
水换热器，将烟气温度降低，吸收烟气热量后升温的水输送回锅炉使用，可大大提高锅炉热效率。在减少环境污染、保护环境的同时，还可以产生一定的经济效益。做到了“既节能又环保”。烟气降温过程也可采用烟气冷却系统，同样达到降温的效果。
[0016]根据本申请的至少一个实施方式，烟气预处理前含SO
2 500～2000mg/m3,NO浓度均为200～800mg/m3,经烟气换热器冷却后处理后的烟气SO2和NO的排放浓度均＜35mg/m3。
[0017]离子交换纤维(Ion Exchange Fiber，简称IEF)是一种纤维状离子交换材料，离子交换纤维作为新型功能高分子材料，具有独特的化学及物理吸附和分离功能。
[0018]离子交换纤维主要分为四类：强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维、弱碱性阴离子交换纤维。
[0019]离子交换纤维的化纤基体选自聚烯烃、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、氯乙烯
‑
丙烯腈共聚物的一种或多种。
[0020]具体地，离子交换纤维可以采用CO3型强碱纤维、OH型强碱纤维、CO3型毛线弱碱纤维、OH型布型弱碱纤维的一种或多种。
[0021]本专利技术采用的离子交换纤维为强碱性或弱碱性阴离子交换纤维，所述阴离子交换纤维优选强碱性阴离子交换纤维。
[0022]根据至少一个实施方式，阴离子交换纤维为含有包括季胺基官能团、仲胺基官能团、伯胺基官能团或叔胺基官能团中的一种。
[0023]所述纤维氧化过程是使用一定浓度的氧化剂溶液，以一定的流速通过离子交换纤维层，离子交换纤维的阴离子发生离子交换反应，使离子交换纤维成为氧化剂，从而离子交换纤维同时具有离子交换、氧化作用。
[0024]所述氧化剂选自K2Cr2O7、NaClO、Ca(ClO)2、NaClO2、H2O2、KMnO4的一种或多种。
[0025]相对于气体氧化剂，本申请优选液态氧化剂，配置适宜浓度液态氧化剂采用喷淋的方式，可以提升氧化、离子交换的效率，喷淋操作简单，成本低，操作条件简单容易控制，降低生产成本。
[0026]本申请利用离子交换的基本原理，改变离子交换纤维交换基团的形态，使离子交换纤维既成为“氧化剂”具有强氧化剂的功效，其本身又是“离子交换剂”具备离子交换功能，当烟气通过离子交换纤维层时，烟气中的SO2和NO首先、被氧化成易溶于水的二氧化氮、五氧化二氮和三氧化硫，然后被离子交换纤维所吸附，达到了同时脱硫脱硝的目的。
[0027]根据至少一个实施方式，强碱阴离子交换纤维具有强碱性阴离子交换基团(
‑
CH2N
‑
(CH3)3Cl
‑
)，普通的强碱阴离子交换纤维其交换基团上的可交换离子为氯离子，不具备氧化性。结构式如下：
[0028][0029]如果使一定浓度的液态氧化剂溶液，以NaClO溶液为例，以一定的流速通过纤维层，溶液中的ClO
‑
即取代Cl
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间歇喷淋离子交换纤维部分再生的方法，其特征在于，间歇喷淋氧化剂溶液，以一定的流速通过离子交换纤维层，部分再生离子交换纤维材料；所述间歇喷淋的时间间隔为4
‑
48小时，喷淋时间为4
‑
8min/次，所述氧化剂喷淋溶液的喷液量为每次1/4
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1/8的离子交换材料体积用量；氧化剂为K2Cr2O7、NaClO、Ca(ClO)2、NaClO2、H2O2、KMnO4的一种或多种。2.一种离子交换纤维净化烟气同时部分再生的方法，其特征在于，包括如下步骤：烟气预处理：处理包括烟气经过除尘、降温过程；纤维氧化：间歇喷淋氧化剂溶液，使其以一定的流速通过纤维层，使离子交换纤维成为氧化型的离子交换纤维；脱硫脱硝：烟气中SO2,NO
x
的氧化产物H2SO4、HNO3和H2SO3同时被离子交换纤维所吸附，实现同时脱硫脱硝；溶液回收利用：氧化剂喷淋溶液回收利用，再生后废液回收。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述烟气预处理步骤是采用烟气
‑
水换热器或烟气冷却系统，将烟气温度降至40
‑
90℃，优选降至50
‑
70℃。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纤维氧化步骤包括：烟气的氧化反应和水合反应；所述氧化反应包括液态氧化反应和固态氧化反应过程。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离子交换纤维为强碱性或弱碱性阴离子交换纤维，所述阴离子交...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊振江，史磊，廖天阳，张宁，杨斌，孙普，罗咏，何天，李龙博，吕爱业，姚鸿波，刘兰斌，李小刚，
申请(专利权)人：广东韶钢松山股份有限公司，
类型：发明
国别省市：