CN104524951B - 酸性废气的治理及资源化利用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及酸性废气的治理及资源化利用，属于环境治理及废气资源化回收利用领域。针对目前酸性气体治理中成本高、容易产生二次废水污染的问题，公开了一种全新的酸性气体治理及资源化利用方法，以氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收酸性废气，并向得到的钠盐饱和喷淋液中投加足量氢氧化钠，得到商品级钠盐晶体和可以循环作为吸收液使用的强碱性溶液。从而使废气治理取得一定的经济效益，同时可实现酸性废气吸收治理的喷淋液废水零排放，不产生二次废水。本发明大范围的工业化推广应用后，将在酸性废气治理领域产生巨大的环境效益和经济效益，具有极大的市场推广前景。

Description

酸性废气的治理及资源化利用
技术领域
本发明涉及工业生产领域，特别是涉及在工业生产中所产生的酸性废气的治理及资源化利用，属于环保治理领域。
背景技术
酸性废气是指在工业生产中所产生的酸性气体，通常这类酸性气体包括醋酸废气、硫化氢废气、以及二氧化硫废气等各类废气。
酸性气体如果不能及时处理，排空后就会形成酸雨，造成严重的自然灾害。
酸性气体由于具有酸性因此可以被碱性液体所吸收，形成钠盐溶液的喷淋液，目前现有技术中一般都是利用酸性气体的这一特性进行处理。
但是所形成的喷淋液由于不符合废水排放标准，所以需要进一步对其进行处理，但由于喷淋液为超高含盐废水，处理难度极大。
在研究之初，我们想过采用蒸发结晶的方式，但是，很快我们就发现这一方式不适合工业化应用。
主要原因有两个，第一，蒸发过程需要大量的热能，按照目前热能成本计算，处理1吨喷淋液的成本约为120元、得到1吨钠盐的成本约需要1万元的成本。而目前工业生产中所形成的酸性废气形成的钠盐溶液量非常大，这样用于环保处理的成本就会急剧升高，很难在企业推广应用。第二，在蒸发过程中部分有机物被气化，从而形成有机物废气，造成二次废气污染。第三，蒸发结晶设备投资高。
因此，如何合理的处理酸性气体喷淋液废水成为制约酸性废气治理装置正常运行的重大难题。
发明内容
本发明的发明人针对目前酸性气体治理装置中运行成本高、容易产生二次喷淋液废水污染的问题，公开了一种全新的酸性气体治理及资源化利用方法，包括以下步骤：
（1）以氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收酸性废气，并不断以所形成的钠盐饱和溶解度为标准，监测吸收液的饱和程度，当形成钠盐饱和溶液时，将部分喷淋液排出喷淋塔，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；
（2）向步骤（1）得到的钠盐饱和的喷淋液中投加足量氢氧化钠，充分搅拌、静置、降温结晶；由于氢氧化钠在加入过程中本身放热，因此溶液温度升高，当反应后，随着温度逐渐下降恢复至室温，有大量晶体析出，但是优选地可以进一步降温至0~20℃。
（3）将步骤（2）得到的混合物固液分离，其中固体部分为钠盐晶体，液体部分循环进入步骤（1）继续作为吸收液使用。
其中固液分离可以是较为温和的过滤，也可以是离心分离，或者是其他常用的固液分离手段。
优选地，我们公开步骤（2）中投加足量氢氧化钠是指每升钠盐饱和液中加入50g~300g氢氧化钠。
进一步地，我们还优选步骤（2）中投加足量氢氧化钠是指每升钠盐饱和液中加入100g~200g氢氧化钠。
优选地，步骤（2）中降温至5~10℃。
我们还优选公开了步骤（1）中氢氧化钠溶液的浓度为5%~50%（w/w），更为优选的是10%~30%（w/w）。
最后，我们公开所述酸性气体为醋酸废气、硫化氢废气、二氧化硫废气或氯化氢废气。本方法优选应用在醋酸废气、硫化氢废气以及二氧化硫废气中。
本发明创造性地给出了一种酸性废气的治理及资源化处理工艺，以氢氧化钠作为吸收液，通过二次过量加入氢氧化钠，得到符合市场需要的钠盐晶体，譬如醋酸钠、硫化钠、亚硫硫钠或氯化钠等，具有极大地经济效益。同时，本发明创造在对喷淋液进行钠盐回后的喷淋液为强碱性溶液，可全部回流到废气喷淋塔，不产生二次废水，实现了酸性废气治理的喷淋液废水零排放，具有极大的市场推广前景。
具体实施方式
为了更好的阐述本发明所公开的技术方案，下面我们结合具体实施例对本发明进一步进行解释和说明。
实施例1
（1）以20%~30%(w/w)氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收酸性废气，并不断以酸性废气与氢氧化钠反应形成的钠盐饱和溶解度为标准监测吸收液的饱和程度，当形成接近饱和的钠盐溶液时，将喷淋液排出，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；
（2）向步骤（1）得到的钠盐饱和液中按照100g/L~200g/L的投加量投加氢氧化钠，充分搅拌，静置，温度下降得到大量的钠盐晶体析出；
（3）至不再有晶体析出时，将步骤（2）得到的混合物固液分离，分离后的固体通过干燥处理，得到商品钠盐晶体；分离液为高浓度的氢氧化钠溶液，重新回用至步骤（1）中，实现了酸性废气吸收治理的喷淋液废水零排放。
实施例2
（1）以25%(w/w)氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收含醋酸废气，并不断以醋酸钠饱和溶解度为标准监测吸收液的饱和程度，当形成保护醋酸钠溶液时，将喷淋液排出，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；
（2）向步骤（1）得到的醋酸钠饱和液中按照200g/L的投加量投加氢氧化钠，充分搅拌，静置，降温至10℃，看到大量的醋酸钠晶体析出；
（3）至不再有晶体析出时，将步骤（2）得到的混合物固液分离，分离后的固体通过干燥处理，得到醋酸钠晶体，醋酸钠回收量为196g/L，回收率为42.2%；分离液为高浓度的氢氧化钠吸收液，回用至步骤（1）中。
实施例3
（1）以15% (w/w)氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收含硫化氢废气，并不断以硫化钠饱和溶解度为标准监测吸收液的饱和程度，当形成饱和硫化钠溶液时，将喷淋液排出，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；；
（2）向步骤（1）得到的硫化钠饱和液中按照150g/L的投加量投加氢氧化钠，充分搅拌，静置，降温至8℃，看到大量的硫化钠晶体析出；
（3）至不再有晶体析出时，将步骤（2）得到的混合物固液分离，分离后的固体通过干燥处理，得到硫化钠晶体，硫化钠回收量为80.5g/L，回收率为43.3%；分离液为高浓度的氢氧化钠吸收液，回用至步骤（1）中。
实施例4
（1）以20% (w/w)氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收含二氧化硫废气，并不断以亚硫酸钠饱和溶解度为标准监测吸收液的饱和程度，当形成饱和亚硫酸钠溶液时，将喷淋液排出，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；；
（2）向步骤（1）得到的硫化钠饱和液中按照100g/L的投加量投加氢氧化钠，充分搅拌，静置，降温至9℃，看到大量的硫化钠晶体析出；
（3）至不再有晶体析出时，将步骤（2）得到的混合物固液分离，分离后的固体通过干燥处理，得到硫化钠晶体，硫化钠回收量为85.4g/L，回收率为40.1%；分离液为高浓度的氢氧化钠吸收液，回用至步骤（1）中。

Claims (5)

1.一种酸性废气的治理及资源化利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）以氢氧化钠溶液作为吸收液，循环吸收酸性废气，并不断以所形成的钠盐饱和溶解度为标准，监测吸收液的饱和程度，当形成钠盐饱和溶液时，将部分喷淋液排出喷淋塔，并向喷淋塔内补充步骤（3）所形成的循环碱性溶液继续进行废气喷淋吸收；
（2）向步骤（1）得到的钠盐近饱和喷淋液中投加足量固体氢氧化钠，充分搅拌，静置，随着温度下降产生结晶；
（3）将步骤（2）得到的混合物固液分离，其中固体部分为钠盐晶体，液体部分循环进入步骤（1）作为吸收液使用。
2.根据权利要求1所述的酸性废气的治理及资源化利用的方法，其特征在于：步骤（2）中投加足量氢氧化钠是指每升钠盐饱和液中加入50g~300g氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的酸性废气的治理及资源化利用的方法，其特征在于：步骤（2）中投加足量氢氧化钠是指每升钠盐饱和液中加入100g~200g氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的酸性废气的治理及资源化利用的方法，其特征在于：步骤（2）中降温至5~10℃。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的酸性废气的治理及资源化利用的方法，其特征在于：所述酸性气体为醋酸废气、硫化氢废气、二氧化硫废气或氯化氢废气。
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Assignee: Yancheng Guotou Environmental Technology Co.,Ltd.

Assignor: NANJING G+W ENVIRONMENT ENGINEERING Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021980001429

Denomination of invention: Treatment and resource utilization of acid waste gas

Granted publication date: 20170426

License type: Exclusive License

Record date: 20210304

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220302

Address after: 224000 Weisan Road, Marine Economic Development Zone, Dafeng District, Yancheng City, Jiangsu Province

Patentee after: Yancheng Guotou Environmental Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 606, ningliu Road, Nanjing Chemical Industrial Park, Jiangsu 210048

Patentee before: NANJING GREEN-WATER ENVIRONMENT ENGINEERING LIMITED BY SHARE Ltd.