烟气脱硫并副产氢气的工艺方法技术

一种烟气净化技术领域的烟气脱硫并副产氢气的工艺方法，通过将腐植酸钠盐溶液与待净化气体中的ＳＯ２反应生成腐植酸沉淀及作为牺牲剂的亚硫酸钠溶液；然后将牺牲剂置于光催化化学反应器中与纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂进行光催化化学反应，制备得到氢气能在脱硫的同时副产氢气。本发明专利技术工艺流程设计合理，能有效利用新能源，且副产清洁气体，弥补了现有的脱硫技术单纯仅将气态硫转变为固态硫的不足，整个系统运行稳定可靠，能量消耗少，经济效益高。该工艺实现了新能源的利用同时还获得了洁净能源，符合国家提倡的节能减排和可持续发展的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种空气净化
的方法，具体是一种烟气脱硫并副产氢气 的工艺方法。
技术介绍
目前的含SO2气体的处理，主要有石灰石法、双碱法及氨吸收法等。石灰石法是 以石灰石与气体中的SO2反应生成石膏加以综合利用；双碱法是先用碱金属盐类的水溶液 吸收SO2，然后在另一反应器中用石灰石将吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液再循环 使用，最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出；氨吸收法是采用氨作为脱硫剂，除去烟气中的 SO2,同时回收生产硫酸、硫酸铵、亚硫酸铵等固态产品。专利CN1475298公开了一种浓碱双 碱法烟气脱硫工艺，烟气送入吸收塔内的吸收器中通过吸收液吸收二氧化硫后排出，吸收 液从塔底抽出，大部分进入吸收器内进行脱硫，吸收二氧化硫后的吸收液回到吸收塔的底 部；另一小部分进入再生池，再生池中加入再生碱和补充水进行再生，再生后浆液经过澄清 池澄清后，澄清液到泵前池并加入补充碱，再进入吸收塔，与吸收液一起循环进入吸收器; 澄清池内的亚硫酸钙和硫酸钙沉淀物经过滤后，滤渣另行处理；滤液仍送回吸收液循环系 统循环回用。专利CN1712113公开了一种基于氨吸收法的脱硫工艺，它是一种利用废氨水 为脱硫剂，电石渣为再生剂的脱硫系统，由泵将脱硫液送入脱硫塔内，与经过冷却除尘的烟 气逆流接触反应，脱硫后的烟气经喷水除雾，然后经引风机排至烟 ；反应后的脱硫液由塔 底流入沉淀调节再生池内，加入电石渣浆液进行再生、沉淀；循环脱硫液溢流到脱硫液混合 池，补加氨水，调节PH值，冷却后用泵再送入脱硫塔循环使用。经过对现有技术的检索发现，无论是石灰石法、双碱法还是氨吸收法，这些技术都 是仅仅将SO2转变为固态含硫物质实现硫资源的回收再利用。而本专利技术可以在脱硫的同时 副产氢气，既实现硫资源的回收又可获得清洁能源，符合当前循环经济及低碳发展的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种烟气脱硫并副产氢气的工艺方 法，能在脱硫的同时副产氢气，工艺流程设计合理，能有效利用新能源，且副产清洁气体，弥 补了现有的脱硫技术单纯仅将气态硫转变为固态硫的不足，整个系统运行稳定可靠，能量 消耗少，经济效益高。该工艺实现了新能源的利用同时还获得了洁净能源，符合国家提倡的 节能减排和可持续发展的要求。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术通过将腐植酸钠盐溶液与待净化气体 中的SO2反应生成腐植酸沉淀及作为牺牲剂的亚硫酸钠溶液；然后将牺牲剂置于光催化化 学反应器中与纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂进行光催化化学反应，制备得到氢气。所述的腐植酸钠盐溶液的质量浓度为3% 5% ；所述的与待净化气体中的SO2反应是指将腐植酸钠盐溶液从脱硫塔上部用喷嘴 喷入塔内，然后用引风机将待净化气体从锅炉经除尘器除尘后送入换热器降温至80°C后进入脱硫塔，利用喷入腐植酸盐溶液在脱硫塔内逆流接触脱硫；所述的逆流接触脱硫中的初次脱硫后的溶液从脱硫塔下部收集到缓冲池中，经泵 输入脱硫塔中循环使用，直至PH值为3-4 ；所述的纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂的组分及质量百分比含量为纳米级二氧 化钛70 99 %，掺杂石墨烯1 30 %。所述的光催化化学反应是指将光催化化学反应器露天放置，光照强度0. 35 0. 65ff/m2,环境温度0 45°C。采用本专利技术的技术方案，能达到以下技术效果1、本技术工艺脱硫效率达到98%以上，副产氢气纯度99%，具有可观的经济价值。2、本技术耗能少，并能有效利用太阳能，综合运行成本很低，无废物排放，符合国 家提倡的可持续发展的要求。附图说明图1为本专利技术工艺流程示意图。图中1_脱硫塔；2-缓冲池；3-光催化反应器；4-储氢罐；5-旋液分离器；6_蒸发ο具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。如图1所示，以下实施例的实现装置包括脱硫塔1、缓冲池2、光催化反应器3、储 氢罐4、旋液分离器5和蒸发器6，其中脱硫塔1的底部输出端与缓冲池2相连，引风机将 待净化气体从锅炉经除尘器除尘后送入换热器降温至80°C后进入脱硫塔1，通过将腐植酸 钠盐溶液与待净化气体中的SO2反应生成腐植酸沉淀及作为牺牲剂的亚硫酸钠溶液并输出 至缓冲池2，缓冲池2的输出端分别与光催化反应器3以及脱硫塔1相连，牺牲剂置于光催 化化学反应器3中与纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂进行光催化化学反应，光催化反应器 3的输出端分别与储氢罐4和旋液分离器5相连以贮藏制备得到的氢气，旋液分离器5输出 端与蒸发器6相连。实施例1将78%的N2、18% CO2UOOOppm的SO2及3. 9%的水蒸气的烟气通入脱硫塔，烟气 流量为INm3Aiin,同时喷入浓度为3%的腐植酸钠盐溶液，流量为150ml/min，脱硫液初次脱 硫后收集到缓冲罐中，用泵循环喷入脱硫塔，直至缓冲罐中溶液PH值到3. 5，然后将此脱硫 后溶液通入光化学反应器中，采用纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂并用太阳光照射产氢， 光照强度0. 35W/m2，环境温度0°C，产氢量为20 μ mol/h。实施例2将78%的N2、18% C02、2000ppm的SO2及3. 8%的水蒸气的烟气通入脱硫塔，烟气 流量为INm3Aiin,同时喷入浓度为4%的腐植酸钠盐溶液，流量为300ml/min，脱硫液初次脱硫后收集到缓冲罐中，用泵循环喷入脱硫塔，直至缓冲罐中溶液PH值到3，然后将此脱硫后 溶液通入光化学反应器中，采用纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂并用太阳光照射产氢，光 照强度0. 45W/m2，环境温度30°C，产氢量为30 μ mol/h。实施例3将78%的N2、18% CO2UOOOppm的SO2及3. 9%的水蒸气的烟气通入脱硫塔，烟气 流量为INm3Aiin,同时喷入浓度为3%的腐植酸钠盐溶液，流量为150ml/min，脱硫液初次脱 硫后收集到缓冲罐中，用泵循环喷入脱硫塔，直至缓冲罐中溶液PH值到4，然后将此脱硫后 溶液通入光化学反应器中，采用纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂并用太阳光照射产氢，光 照强度0. 55W/m2，环境温度35°C，产氢量为20 μ mol/h。实施例4将78%的N2、18% CO2UOOOppm的SO2及3. 9%的水蒸气的烟气通入脱硫塔，烟气 流量为INm3Aiin,同时喷入浓度为5%的腐植酸钠盐溶液，流量为150ml/min，脱硫液初次脱 硫后收集到缓冲罐中，用泵循环喷入脱硫塔，直至缓冲罐中溶液PH值到3. 5，然后将此脱硫 后溶液通入光化学反应器中，采用纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂并用太阳光照射产氢， 光照强度0. 65W/m2，环境温度45°C，产氢量为25 μ mol/h。实施例5将78%的N2、18% CO2UOOOppm的SO2及3. 9%的水蒸气的烟气通入脱硫塔，烟气 流量为INm3Aiin,同时喷入浓度为4%的腐植酸钠盐溶液，流量为lOOml/min，脱硫液初次脱 硫后收集到缓冲罐中，用泵循环喷入脱硫塔，直至缓冲罐中溶液PH值到4，然后将此脱硫后 溶液通入光化学反应器中，采用纳米二氧化钛掺杂石墨烯催化剂并用太阳光照射产氢，光 照强度0. 5W/m2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国新，赵宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31