CN102350201B - 一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法，所述离子沉淀分离剂包括氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠，其中，氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠的重量比为1∶0.07至1∶0.15。

Description

一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法，更具体地说，本发明涉及一种用于使烟气脱硫溶液复苏的离子沉淀分离剂及其使用方法。

背景技术

近年来，随着工业发展而造成的对环境的污染已经越来越受到人们的关注。特别地，在冶金、发电等需要燃烧化石燃料的行业中，由于在燃烧化石燃料过程中会产生二氧化硫，这些二氧化硫的排放已经造成了诸如酸雨等许多严重的环境问题，因此，已经开发了各种用于去除烟气中含有的二氧化硫的技术(通常称作烟气脱硫技术)。

在各种烟气脱硫技术中，通常采用各种脱硫剂来吸收烟气中的二氧化硫。在烟气与脱硫剂相遇时，其夹杂的二氧化硫与脱硫剂发生反应，被脱硫剂固定以避免二氧化硫随烟气排放至大气中。然而，吸收法脱硫的缺点在于需要消耗大量的脱硫剂，并且需要对使用后的脱硫剂进行进一步处理。本申请人提交的第CN101708414A号中国专利申请公开了一种循环吸收法废气脱硫系统，该系统通过脱硫剂的循环吸附和解吸，能够使脱硫剂得到循环利用，不但减少了排放二氧化硫对环境造成的影响，还能够减少脱硫剂的消耗，在节约了成本的同时获得了较高的环境效益。

然而，由于烟气中除了含有二氧化硫之外，还含有多种其它污染物，例如烟气粉尘、系统金属部件等所含金属元素以及大量强酸性物质，这些污染物会在脱硫过程中逐渐进入脱硫液之中，并且这些污染物不会在脱硫溶液解吸再生的过程中被去除，随着持续循环使用一段周期后，脱硫溶液中累积的金属阳离子浓度及酸度不断升高，导致大大降低或失去脱除二氧化硫能力，影响烟气脱硫排放与生产正常运行。

解决此难题的技术要点之一是降低脱硫液中的离子浓度，减少对脱硫的影响，恢复对烧结烟气的脱硫效能。通常，氢氧化钠能除去脱硫液中许多离子，并且中和降低其酸度，可以在一定程度上满足劣质脱硫溶液净化复苏的需要。但在实际生产过程(例如，钢铁冶金的烧结过程)中，矿石、煤炭等原材料中共生元素的构成和系统设备腐蚀状况等工矿条件不断变化，导致脱硫液中金属元素种类和浓度也不断变化。受矿源或设备腐蚀等影响，铅、镉、钴、铬、钙等元素浓度较高时，因不易形成氢氧化物沉淀，故分离去除效率低，另外硅、铝等碱性介质可溶或两性元素的去除效率也较低。特别当脱硫液中发挥脱硫作用的有机组分与离子络合反应形成稳定性大于相应金属氢氧化物沉淀的可溶或难溶性螯合物时，使用氢氧化钠无法高效地沉淀分离离子以及无法将离子从其原来与脱硫液有机组分结合的螯合物中强行抢夺过来，无法有效解离、释放出脱硫剂有效成分，从而也就无法高效地恢复脱硫液的正常脱硫吸收效能。因此，需要一种能够有效地去除脱硫溶液中的离子并降低其酸度的脱硫溶液离子沉淀分离剂及相应的方法。

发明内容

本发明的一方面提供一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂，所述离子沉淀分离剂包括氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种和二乙基二硫代氨基甲酸钠，其中，氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠的重量比为1∶0.07至1∶0.15。

本发明的另一方面提供一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂的使用方法，所述方法包括以下步骤：将氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠以1∶0.07至1∶0.15的重量比混合以制备离子沉淀分离剂；将离子沉淀分离剂加入到待处理的脱硫溶液中，反应后除去沉淀物质。

根据本发明的一方面，采用离心沉降或压滤分离除去沉淀物质。

根据本发明的另一方面，每吨脱硫溶液中加入离子沉淀分离剂50～100千克。

根据本发明的又一方面，将氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠分别溶解在水中，再混合均匀来制备离子沉淀分离剂。

本发明采用组合式沉淀分离剂，利用其与离子生成稳定性更强的有机螯合物沉淀或无机化合物沉淀的特性，不仅具有氢氧化钠沉淀剂的全部作用，而且克服了原有技术缺点，沉淀分离除去脱硫溶液中的元素种类更多，分离效率更高，更加高效地除去烧结烟气脱硫溶液中存在的游离离子，以及强行抢夺络合在脱硫液有机组分螯合物中的金属元素，从而净化脱硫溶液、释放出脱硫有效成分，达到更加高效地除去冶金烧结烟气脱硫液中离子的目标。

具体实施方式

下面将详细描述根据本发明的用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法。

根据本发明示例性实施例的用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂包括氢氧化钠(或氢氧化钾)和二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)，其中，氢氧化钠(或氢氧化钾)和二乙基二硫代氨基甲酸钠的重量比为1∶0.07至1∶0.15。其中，可以使用氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。

烟气脱硫溶液中影响脱硫效果的杂质主要有：铁、铅、镁、镉、钴、铬、钙等元素，同时，脱硫溶液的酸度越高，对二氧化硫的吸收率会越低。因此，向脱硫溶液中添加氢氧化钠(或氢氧化钾)，能够在降低脱硫溶液的酸度的同时，使铁、铜、铅、镁、钙等元素与氢氧化钠反应形成难溶的氢氧化物沉淀，从而从溶液中去除上述元素。然而，部分元素(例如铅、镉、钴、铬、钙等)的氢氧化物的溶解度较大，因此通过添加氢氧化钠(或氢氧化钾)对这些元素的去除率较低。此外，一些元素杂质会与脱硫剂中的有机组分发生络合反应并形成可溶性的络合物，这些络合物难以通过添加氢氧化钠(或氢氧化钾)来去除其中的杂质元素。因此，本发明的用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂还包含二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)，二乙基二硫代氨基甲酸钠能够增强金属离子在碱性介质中的沉淀能力，同时，二乙基二硫代氨基甲酸钠能与金属离子形成稳定性更强的有机螯合物沉淀。因此，通过使用本发明的组合沉淀剂，能够最大化地降低脱硫溶液中的杂质浓度，并使脱硫剂中的有机组分的络合物分解，从而能够更好地使脱硫溶液复苏。

根据本发明的用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂的使用方法包括以下步骤：称取固体氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，然后再添加入二乙基二硫代氨基甲酸钠混合、拌匀形成离子沉淀分离剂；在脱硫溶液中加入上述组合沉淀分离剂，搅拌反应后除去沉淀物质，其中，氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠的重量比为1∶0.07至1∶0.15。通过上述处理后，获得的清夜即是除去了绝大部分离子的重新被净化复苏的烟气脱硫溶液。可根据脱硫溶液中的杂质浓度来确定离子沉淀分离剂的量，优选地，每吨脱硫溶液中加入离子沉淀分离剂50～100千克。

为了提高离子沉淀分离剂的添加效率并且使离子沉淀分离剂更容易均匀地混合到脱硫溶液中，可将氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠分别溶解在水中，再混合均匀来制备离子沉淀分离剂。

可以使用本领域技术人员所公知的任何去除溶液中的沉淀的方法来除去沉淀物质，优选地，可采用离心沉降或压滤分离除去沉淀物质，以提高除去沉淀物质的效率。

下面将参照具体的示例来说明根据本发明的用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂及其使用方法。

示例1

离子沉淀分离剂按照在1千克的氢氧化钠中添加0.07千克的二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)混合而成。并且，每吨脱硫溶液中加入上述离子沉淀分离剂50千克。

示例2

离子沉淀分离剂按照在1千克的氢氧化钠中添加0.15千克的二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)混合而成。并且，每吨脱硫溶液中加入上述离子沉淀分离剂100千克。

示例3

离子沉淀分离剂按照在1千克的氢氧化钠中添加0.11千克的二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)混合而成。并且，每吨脱硫溶液中加入上述离子沉淀分离剂75千克。

示例4

离子沉淀分离剂按照在1千克的氢氧化钠中添加0.10千克的二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂)混合而成。并且，每吨脱硫溶液中加入上述离子沉淀分离剂100千克。

在上面的示例中，通过使用ICP-AES(美国赛默飞世尔公司iCAP6300型全谱直读电感耦合等离子体原子发射谱仪)测定脱硫溶液中部分离子分离前后的浓度，用以计算离子的分离除去效率，获得的结果在下面的表1中列出。

表1

通过上述示例可以看出，通过使用本发明的组合式沉淀分离剂，不但能有效地去除铁等易于以氢氧化物的形式沉淀的元素，还能够分离除去通常以氢氧化物沉淀方式除去效率较低的铅、镍、镉、钴、铬、钙、镁等元素，并且能够强行抢夺络合在脱硫液有机组分螯合物中的化合态离子并生成稳定沉淀而被分离除去。因此，本发明沉淀分离除去脱硫溶液中的元素种类更多、效率更高，更能高效除去烟气脱硫液中游离或化合的离子，从而净化脱硫溶液、释放出有效成分，在元素种类或浓度异常情况下对劣化脱硫溶液净化复苏处理更加有效。

尽管已经结合示例性实施例示出和描述了本发明，但是本发明不限于此。在不脱离本发明的精神和教导的情况下，可以对实施例做出修改和变形。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于烟气脱硫溶液的离子沉淀分离剂的使用方法，所述方法包括以下步骤：

将氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠以1∶0.07至1∶0.15的重量比混合以制备所述离子沉淀分离剂；

将所述离子沉淀分离剂加入到待处理的脱硫溶液中，反应后除去沉淀物质，

其中，每吨脱硫溶液中加入所述离子沉淀分离剂50～100千克。

2.如权利要求1所述的方法，其中，采用离心沉降或压滤分离除去沉淀物质。

3.如权利要求1所述的方法，其中，将氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠分别溶解在水中，再混合均匀来制备所述离子沉淀分离剂。