CN112079366B - 从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法 - Google Patents

从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，该方法包括以下步骤：向低温烟气氧化法脱硝吸收液加入盐析剂，搅拌赶走溶液中的气体，然后静置，溶液底部逐渐有硫酸钠晶体析出，固液分离得到硫酸钠晶体和硝酸钠溶液；所述的盐析剂为甲醇和/或乙醇，盐析剂的加入量占脱硝吸收液体积的40～60％；将硝酸钠溶液加热、浓缩、冷却至室温，获得硝酸钠晶体。本发明的方法无需经过多次蒸发结晶或通过控制温度结晶的方式分离硫酸钠和硝酸钠，工艺简单，能耗低。与传统的通过添加钙盐进行复分解反应除去硫酸钠的方法相比，本发明溶液中硫酸钠的去除率更高，即分离回收的硫酸钠和硝酸钠的纯度更高。

Description

从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的 方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硝吸收液处理，具体涉及一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法。
背景技术
目前的烟气脱硝领域，中低温烟气(180～420℃)的脱硝一般采用选择性催化还原法(SCR)，高温烟气(850～1100℃)的脱硝一般采用选择性非催化还原法(SNCR)。
而某些行业的工业窑炉烟气在终端排放时温度较低(常温～180℃)，不能满足SCR或SNCR法处理的温度条件。为了达标排放，需将这些烟气进行升温到200～300℃范围内，然后再通过SCR法处理。虽然采用这种“烟气再热-SCR法”能够使烟气实现达标排放，但是这种方式不仅投资大，而且能源消耗高，导致脱硝运行成本较高，大多企业无法承受。
因此，设备投资较低的氧化脱硝便成为低温烟气脱硝的一种重要方法。氧化脱硝法是通过投加氧化剂使烟气中的一氧化氮氧化为高价氮，并用湿法吸收转化为硝酸盐，从而实现烟气脱硝。随着氧化脱硝的进行，溶液中的硝酸盐浓度逐渐增加并最终趋于饱和。此外，烟气中的二氧化硫也会在吸收液中转化为硫酸盐。目前市场上用于氧化法脱硝的吸收液一般只采用氢氧化钠、碳酸钠这些碱液，因此最终吸收液中浓度较大的就是硝酸钠和硫酸钠，而至于烟气中极微量的其他物质带入吸收液的，一般忽略不计。
如何将氧化脱硝吸收液中的硝酸盐和硫酸盐去除，成为低温烟气氧化脱硝中一个备受关注和亟需解决的问题。
发明内容
针对低温烟气氧化法脱硝时，需要用碱液循环喷淋吸收，因烟气中一般都含有二氧化硫，最终得到含硫酸钠和硝酸钠吸收液。本发明的目的在于提供一种从低温烟气氧化脱硝吸收液中分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法。该方法采用甲醇和/或乙醇来分离回收硫酸钠，能耗低，速度快，易分离，且分离出的硝酸钠和硫酸钠的纯度高，对低温烟气氧化法脱硝吸收液资源化处理，具有重要的实际意义。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
(1)向低温烟气氧化法脱硝吸收液加入盐析剂，搅拌赶走溶液中的气体，然后静置，溶液底部逐渐有硫酸钠晶体析出，固液分离得到硫酸钠晶体和硝酸钠溶液；
步骤(1)所述的低温烟气是钢铁、冶金、陶瓷、砖瓦、焚烧、轻工、化工等行业的工业窑炉、锅炉排放的低温烟气，或生产过程中排放的工艺废气；
步骤(1)所述的脱硝吸收液中，硝酸钠的质量分数为15～40％，硫酸钠的质量分数为6～14％；
步骤(1)所述的盐析剂为甲醇和/或乙醇，盐析剂的加入量占脱硝吸收液体积的40～60％；
若盐析剂为甲醇和乙醇，则两者的体积比优选1:(0.1-10)(甲醇:乙醇)；
步骤(1)所述固液分离的方法是过滤或离心；
(2)将硝酸钠溶液加热浓缩、冷却至室温，获得硝酸钠晶体；
步骤(2)中，冷却结晶后余留的少量母液保留至与下一批硝酸钠溶液一起再加热浓缩。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明的方法无需经过多次蒸发结晶或通过控制温度结晶的方式分离硫酸钠和硝酸钠，工艺简单，能耗低。
(2)与传统的通过添加钙盐进行复分解反应除去硫酸钠的方法相比，本发明溶液中硫酸钠的去除率更高，即分离回收的硫酸钠和硝酸钠的纯度更高。
(3)本发明使用的原料在工业上均简单易得，且种类少，成本低廉，分离效果稳定，可直接在常温下进行，易操作，有效解决了低温氧化脱硝行业吸收液处理难，吸收液资源化利用难的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为15％，硫酸钠的质量分数为6％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积45％的甲醇，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行加热浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为97％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为98.5％。
实施例2
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为26％，硫酸钠的质量分数为8％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积55％的甲醇，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行蒸发浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为99％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为99.3％。
实施例3
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为15％，硫酸钠的质量分数为6％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积45％的乙醇，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行蒸发浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为96％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为98％。
实施例4
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为26％，硫酸钠的质量分数为8％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积55％的乙醇，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行蒸发浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为98.5％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为99％。
实施例5
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为15％，硫酸钠的质量分数为6％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积45％的甲醇乙醇混合液，其中甲醇乙醇混合液体积比为：甲醇：乙醇＝1:2，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行蒸发浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为98％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为99％。
实施例6
一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，包括以下步骤：
取低温烟气氧化法脱硝吸收液，其中硝酸钠的质量分数为26％，硫酸钠的质量分数为8％。往溶液中缓慢加入脱硝吸收液体积55％的甲醇乙醇混合液，其中甲醇乙醇混合液的体积比为：甲醇：乙醇＝1:2，快速搅拌后静置，待硫酸钠全部沉淀底部，溶液澄清后，过滤分离获得硫酸钠；将滤液进行蒸发浓缩，冷却至室温，结晶获得硝酸钠晶体。测定过滤分离后所得结晶中硫酸钠的百分含量为99.5％，蒸发浓缩结晶中硝酸钠的百分含量为99.8％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种从低温烟气氧化法脱硝吸收液分离回收硝酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）向低温烟气氧化法脱硝吸收液加入盐析剂，搅拌赶走溶液中的气体，然后静置，溶液底部逐渐有硫酸钠晶体析出，固液分离得到硫酸钠晶体和硝酸钠溶液；
步骤（1）所述的盐析剂由甲醇和乙醇按体积比1:2组成，盐析剂的加入量占脱硝吸收液体积的40～60%；
（2）将硝酸钠溶液加热浓缩、冷却至室温，获得硝酸钠晶体；
步骤（1）所述的脱硝吸收液中，硝酸钠的质量分数为15～40%，硫酸钠的质量分数为6～14%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述固液分离的方法是过滤或离心。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，冷却结晶后余留的少量母液保留至与下一批硝酸钠溶液一起再加热浓缩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的低温烟气是钢铁、冶金、陶瓷、砖瓦、焚烧、轻工、化工行业的工业窑炉、锅炉排放的低温烟气，或生产过程中排放的工艺废气。
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