CN103007685A - 一种脱硫溶剂活性再生及净化方法 - Google Patents

Abstract

一种脱硫溶剂活性再生及净化方法，属于工业节能和环保的技术领域，适用于溶剂循环吸收法脱硫工艺中脱硫溶剂的活性再生及净化处理。它包括配碱、反应、沉淀、分离、盐化等步骤，其特点在于，在有效清除脱硫溶剂中的重金属离子的同时，还能协同去除不溶性微细粉尘，提高脱硫溶剂的反应活性。本脱硫溶剂活性再生及净化方法的主要优点在于，1、工艺完善，操作简易，处理时间短；2、经济适用，投资成本及运行费用低；3、运行可靠，处理过程脱硫溶剂损失少；4、节能环保，能源消耗少，且无废水外排；5、配置灵活，与各种脱硫工艺结合方便，匹配性好；6、“以害治害”，解决了溶剂循环吸收法脱硫工艺中脱硫溶剂由于污染不能长期循环使用的问题。

Description

一种脱硫溶剂活性再生及净化方法

技术领域

本发明涉及一种脱硫溶剂活性再生及净化方法，属于工业节能和环保的技术领域。 

背景技术

随着我国工业化进程的加快，SO₂污染及酸雨危害日益严重。中国环境科学研究院、清华大学等单位研究表明，由于SO₂导致的酸雨污染，每年给我国造成的损失超过1100亿元，整个大气污染所造成的损失，每年约占中国GDP的2％-3％。SO₂及酸雨污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。 

我国含SO₂的废气主要来自燃煤发电厂、钢铁生产中的烧结机和冶金炉窑。烧结机是现代钢铁生产工艺的重要设备，也是钢铁生产工艺烟尘排放的重点污染源。烧结工艺烟尘排放量约占钢铁生产工艺排放总量的42.3％，而SO₂排放量约占59.7％。随着钢铁冶金技术的发展，高炉容积不断增大，与之匹配的烧结机单机能力也不断增大，并且正在向大型带式烧结机发展。烧结机大型化的发展趋势，必然带来单机废气量和烟尘排放量的增大，因此控制烧结机烟尘污染势在必行。 

为了贯彻《钢铁产业调整和振兴规划》(国发〔2009〕6号)，国家工信部于2009年7月30日发布了《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》(工信部节〔2009〕340号)，要求“到2011年，新增烧结机脱硫面积15800m²，形成脱硫能力20万吨；重点大中型企业吨钢二氧化硫排放量小于1.8kg”，并将“吨钢二氧化硫排放量小于1.8kg”作为行业准入条件之一。山东省要求现有企业自2010年1月1日起，执行“钢铁工业污染物排放标准(DB37/990-2008)”，该标准要求排放烟气中SO₂浓度低于200mg/Nm³，粉尘颗粒物浓度低于50mg/Nm³。 

烧结烟气气量大、含尘量高、SO₂浓度低且波动范围广，这些特点给SO₂治理工作带来难度。目前已经应用的脱硫工艺主要有钙法、氨法、活性炭法及有机胺法等，其中，有机胺法脱硫工艺，由于其脱硫溶剂可以循环使用，故也称为溶剂循环吸收法脱硫工艺，它既满足国家循环经济的发展要求，又符合现代社会低碳、节能的环保理念，也更能适应我国缺少硫资源的国情，因此具有广阔的推广前景。 

溶剂循环吸收法脱硫工艺的主要不足之处在于：经过一段时间的循环使用之后，脱硫溶剂反应活性降低，脱硫能力下降，不能长期保持脱硫性能稳定。在脱硫溶剂循环使用的过程中，烧结烟气中的可溶性金属盐及不溶性粉尘不断在脱硫 溶剂中富集，给脱硫溶剂带来三方面的危害：1、可溶性的金属化合物(如铁、铜、铝、锌、铅等元素)溶解于脱硫溶剂中，部分金属元素可以与脱硫溶剂中的有效成分结合，形成复杂的金属络合物，阻止了脱硫溶剂进一步与烧结烟气中的SO₂反应；2、不溶性的金属化合物及粉尘进入脱硫溶剂，造成脱硫溶剂中固体杂质含量升高，降低了脱硫溶剂与SO₂的反应活性，宏观上表现为脱硫能力下降；3、不溶性粉尘悬浮于脱硫溶剂中，改变了脱硫溶剂的表面张力，加重了脱硫溶剂的发泡趋势，加快了脱硫溶剂的损失速度，一方面造成了脱硫运行成本增加，另一方面，降低了脱硫溶剂有效浓度，造成烧结烟气尾排超标。 

发明内容

本发明的目的，是要提供一种更灵活、更节能、更环保、投资更经济、运行更可靠的脱硫溶剂活性再生及净化方法。 

本发明的技术方案：烧结烟气中除含有二氧化硫和粉尘以外，还含有铁、铜、铝、铅、锌等十余种金属元素，在脱硫溶剂脱除烧结烟气中二氧化硫的同时，这些金属元素和粉尘也在脱硫溶剂中富集。 

本发明包括配碱、反应、沉淀、分离、盐化等步骤，其特征在于，提高脱硫溶剂的反应活性利用的是中和沉淀反应，反应时的pH值是在7-10范围内。针对脱硫溶剂中富集的金属元素的种类及理化性质，向受污染的脱硫溶剂中加入碱性溶液，脱硫溶剂中的金属阳离子与碱性溶液中的氢氧根阴离子结合，形成不溶于水的金属氢氧化物沉淀，从而加以去除。所述的“碱性溶液”是指氢氧化钠、氢氧化钾等强碱水溶液。为减少脱硫溶剂的富水情况，避免加碱后脱硫剂浓度大幅降低，所用的碱性溶液浓度应尽可能地高，质量分数不宜低于30％(若条件允许，也可直接选用易溶于水、杂质含量少的纯固体碱)。在配碱步骤中碱性溶液与待处理的脱硫溶剂的配比是通过与碱性溶液混合后脱硫溶剂混合液的pH值确定的，加碱后的脱硫溶剂混合液的pH值要求在7-10范围内，在此条件下脱硫溶剂中的重金属离子可以与碱性溶液的氢氧根反应，形成金属氢氧化物，且可以沉淀完全。在沉淀步骤中去除脱硫溶剂中不溶性的微细粉尘利用的是金属化合物的絮凝作用。利用金属化合物的絮凝特性，使脱硫溶剂中不溶性的微细粉尘发生聚并，同时与金属氢氧化物一起沉淀析出。它的分离步骤中利用的设备是压滤机，实现液态脱硫溶剂与固态沉淀物的分离。它的盐化步骤利用的是酸性溶液。所述的“酸性溶液”是指硫酸、盐酸、硝酸等强酸水溶液。分离出的脱硫溶剂通过加入酸性溶液，将pH值调整到加碱处理前的正常pH值范围。本发明一方面可以去除脱硫溶剂中富集的多种金属离子，提高脱硫溶剂的反应活性，另一方面可以利用脱硫溶剂中富集的金属化合物的絮凝特性去除 脱硫溶剂中悬浮的微细粉尘，降低脱硫溶剂的发泡趋势。在提高脱硫溶剂反应活性的同时，降低脱硫溶剂的损耗速率，从而达到一举两得的净化目的。 

本发明的优点在于：1、工艺完善，操作简易，处理时间短；2、经济适用，投资成本及运行费用低；3、运行可靠，与离子交换等其他净化工艺相比，处理过程脱硫溶剂损失少；4、节能环保，与离子交换等其他净化工艺相比，能源消耗少，且无废水外排；5、配置灵活，与各种溶剂循环吸收法脱硫工艺结合方便，匹配性好；6、“以害治害”，解决了溶剂循环吸收法脱硫工艺中脱硫溶剂由于污染不能长期循环使用的问题。 

附图说明

本发明有附图“脱硫溶剂活性再生及净化方法流程”1页，共1幅，用以描述一个具体的实施例。 

具体实施方式

下面就结合附图对本发明的具体实施方式加以说明。其中，脱硫溶剂以有机胺溶液为例，碱性溶液以质量分数30％氢氧化钠溶液为例，酸性溶液以质量分数98％工业浓硫酸为例加以说明。 

在图1中，[1]表示碱液储罐，[2]表示碱液泵，[3]表示沉降槽，[4]表示浓浆泵，[5]表示板框式压滤机。 

本发明的工艺过程是这样的：脱硫系统内的受污染的有机胺溶液首先进入沉降槽，并取样检测其pH值，作为后期盐化处理时pH值回调的目标值。氢氧化钠溶液通过碱液泵由碱液储罐输送至沉降槽，通过搅拌使二者混合均匀。氢氧化钠溶液用量由有机胺溶液和氢氧化钠溶液混合后的pH值确定。混合后的有机胺-碱液混合液呈弱碱性，pH值控制在7-10范围内。有机胺溶液与氢氧化钠溶液在沉降槽内均匀混合后，有机胺溶液中的重金属阳离子与氢氧化钠溶液中的氢氧根阴离子结合，生成絮状金属氢氧化物沉淀。有机胺溶液中的微细粉尘在金属氢氧化物的絮凝作用下也一起沉淀析出，静置20-40分钟后，最终形成的含有氢氧化物沉淀及不溶性粉尘的有机胺混合液通过浓浆泵输送至板框式压滤机，分离出的金属氢氧化物及粉尘等作为滤渣排出系统，处理后的有机胺溶液通过加入98％浓硫酸将pH值回调至处理前有机胺溶液的正常状态。 

Claims (5)

1.一种脱硫溶剂活性再生及净化方法，包括配碱、反应、沉淀、分离、盐化等步骤，其特征在于，提高脱硫溶剂的反应活性利用的是中和沉淀反应，反应时的pH值是在7-10范围内。

2.如权利要求1所述的脱硫溶剂活性再生及净化方法，其特征在于，它的配碱步骤中碱性溶液与待处理的脱硫溶剂的配比是通过与碱性溶液混合后脱硫溶剂混合液的pH值确定的，脱硫溶剂混合液的pH值要求在7-10范围内。

3.如权利要求1所述的脱硫溶剂活性再生及净化方法，其特征在于，它的沉淀步骤中去除脱硫溶剂中不溶性的微细粉尘利用的是金属化合物的絮凝作用。

4.如权利要求1所述的脱硫溶剂活性再生及净化方法，其特征在于，它的分离步骤中利用的设备是压滤机。

5.如权利要求1所述的脱硫溶剂活性再生及净化方法，其特征在于，它的盐化步骤利用的是酸性溶液。

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