CN113069900A - 一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，所述工艺利用NaOH溶液喷淋吸收烟气中的SO2产生含硫废液，然后采用电渗析装置将含硫废液中的Na2SO4和Na2SO3转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，在负压条件下将稀H2SO4进行浓缩后取出作他用。在浓缩稀H2SO4的过程中，通过水蒸汽的回用实时控制电渗析装置中稀H2SO4的浓度；同时将电解得到的稀NaOH溶液通过回流引入喷淋塔中继续用于吸收SO2。此外，在整个SO2吸收过程中，只需要最初配制一次NaOH吸收液，后续无需额外消耗NaOH。本发明工艺简单、绿色、经济，可在脱除烟气中SO2的同时实现含硫废液中硫元素的资源化，具有较好的环境效益，将促进我国绿色脱硫技术的换代升级，缓解含硫废液治理的压力。
Description
技术领域
本公开涉及节能环保技术领域，具体是涉及一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺。
背景技术
近年来，我国有色行业发展迅猛。伴随着有色行业的快速发展，环保形势也日益严峻。有色金属矿物多数是以硫化物的形式存在，因而在火法冶炼过程中会有相当浓度的SO2污染物释放，如不进行资源化利用或净化治理，将会造成严重污染。对于铜、镍、铅、锌等有色金属冶炼过程，由于产生的SO2浓度较高，往往可达到7-28％，因而一般采用先制酸后进行烟气脱硫治理的技术路线；而对于其它SO2浓度相对较低的冶炼烟气，考虑到经济因素，一般直接进行烟气脱硫治理。目前，针对排放量较大的SO2烟气，湿法脱硫是最有应用前景的技术解决途径之一。湿法烟气脱硫技术由于全程有水的参与，含硫烟气与脱硫剂的接触及传质过程均较充分，因此脱硫效率以及脱硫剂的利用效率均很高。其中，NaOH吸收法由于具有吸收量大、成本低、副产物少等优点已被大范围使用。然而，SO2吸收后产生的Na2SO4/Na2SO3废液处理是一个急需解决的问题。
氢氧化钠法脱硫的工艺综合石灰法和钠碱法的特点，既解决了石灰法的塔内易结垢问题，同时又具备钠碱法吸收效率高的优点，且该工艺脱硫成本低，具有很好的经济效益。
现有技术中已经存在一些对含硫废液处理的方案，如：申请号为CN201910799684.9的专利公开了一种钠法脱硫灰资源化处理方法，该工艺包括以下步骤：以钠法脱硫灰为原料，水为浸出溶剂，两者进行混合搅拌；在混合液中加入澄清剂，加热并保持混合液温度在35-40℃，同时持续进行搅拌；停止搅拌和加热，将混合液静置，排除底部的沉淀物，将上清液进行过滤得到澄清液；将澄清液中加入调质剂；将上述所得澄清液送入蒸发结晶系统进行蒸发浓缩结晶、离心、分离得到硫酸钠。该公开的一种钠法脱硫灰资源化处理方法通过澄清、调质和结晶过程得到硫酸钠晶体，解决了硫酸钠的提取难题，但工序较为复杂，且消耗较多的添加剂。
如申请号为CN200810120587.4的专利公开了一种新型钠法脱硫塔，包括吸收塔、NaOH储罐、终产物去结晶或生物处理系统，吸收塔的底部为氧化浆液池，中部为气液接触区，上部为喷淋区，氧化浆液池的底部吸入口通过浆液循环泵连接到喷淋区，所述NaOH储罐内储有NaOH吸收剂，并通过输送泵连接到浆液循环泵的入口，氧化浆液池通过排出泵连接到终产物去结晶或生物处理系统，吸收塔上设有原烟气进口和净烟气出口。该方法采用NaOH对SO2进行吸收脱除。该工艺产物为Na2SO4溶液，但是没有对含硫废液进一步处理，且需要不断添加NaOH，运行成本较高。
从现有技术公开的内容来看，目前针对Na2SO4/Na2SO3等含硫废液的处理工艺大多为浓缩结晶得到无水硫酸钠上，有效地进一步利用无水硫酸钠生产高附加值产品的现有技术还是比较少。并且，现有技术公开的含硫废液处理工艺大多存在脱硫工艺复杂、产品纯度低、能耗高且产物不能连续回收等问题。
现有技术中采用电解法脱硫的技术方案工艺简单、没有二次污染、效果稳定、操作管理简单、设备占地面积小等优势，如申请号为CN00117110.0的发明专利公开了一种电解法脱硫，该方案通过脱硫剂NaOH溶液在气体脱硫洗涤器内，对含有SO2、SO3等硫的氧化物的气体进行洗涤脱硫，经洗涤净化后的气体由引风机抽出，排向大气。脱硫后形成的脱硫废水经收集及固液分离后，导入电解槽中进行电解处理。该技术方案提供了一种脱硫效率高、经济效益好、无二次污染、不增加固体抛弃物、副产品商业利用价值高的脱硫及脱硫后废水处理的方法。该技术采用钠碱洗涤，即以氢氧化钠溶液为吸收剂，吸收烟气中的SOx，将其转化为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫酸钠等，同时将烟气中的催化剂粉尘洗涤到含硫废液中，虽然该技术运行稳定且脱硫除尘效果显著，但同时引发了高浓度含盐废水排放的问题。此外，作为脱硫剂的氢氧化钠耗费量大，导致该技术的运行费用偏高。另一方面，该技术方案并没有对电解后的产物进行蒸发浓缩处理，存在产品纯度低等问题。
综上来看，现有技术中采用NaOH吸收法脱硫的技术方案存在工艺复杂、产物利用率低、副产品经济效益低等问题，而采用电解法脱硫的公开技术虽然可以解决副产品商用价值低的缺陷但仍存在氢氧化钠耗费量大、运行成本高等问题，因此目前仍然缺少一种可以综合二者优势的技术方案对废液进行脱硫处理。
另一方面，使用碱性物质吸收二氧化硫会生成硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等钠盐，而这些钠盐的处理和回用又是一个需要解决的问题。
发明内容
本公开针对现有技术中存在的脱硫工艺复杂、产物利用率低、副产品经济效益低、氢氧化钠耗费量大、运行成本高、固废回用等问题，提供一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，该工艺用于含硫废液回收处理。
进一步的，本公开的构思之一是在于利用稀NaOH溶液喷淋吸收SO2，含硫烟气在喷淋塔与稀NaOH溶液发生反应生成含硫废液。
更进一步的，本公开的另一构思在于，收集电解过程中产生的O2对废液进行预氧化，经预氧化后的废液通入电解渗析槽电解。
O2可以将废液中的SO3 2-、HSO3 -等氧化成SO4 2-进而可以形成硫酸溶液，提高产物纯度。
更进一步的，本公开的另一构思在于，电解预氧化含硫废液可以将溶液转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液便于后续的负压浓缩工序，同时产生另一种电解产物H2。
更进一步的，本公开的另一构思在于，利用蒸馏法将H2SO4和NaOH溶液进行浓缩和结晶，负压浓缩可以提高物料的浓度，浓缩产生的H2SO4和NaOH固体可以直接作为产品应用于化工生产等方向。
更进一步的，本公开的另一构思在于，利用负压浓缩过程中产生的水蒸汽可以回流至电解渗析槽中用于控制溶液的浓度，提高电解效率。
更进一步的，本公开的另一构思在于，利用电解过程中产生的稀NaOH溶液回用，稀NaOH溶液通过碱液槽注入喷淋塔用于吸收SO2。
更进一步的，本公开所提供的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，包括收集电解过程中产生的稀NaOH溶液，利用负压浓缩过程中产生的水蒸汽调节稀NaOH溶液浓度，作为喷淋液用于吸收SO2。
浓缩工序产生的水蒸汽进一步回用至电解槽实时控制电解过程中溶液的浓度，可以降低电渗析过程中的离子传质阻力，提高电解效率，实现整个电解过程的连续稳定运行。
NaOH烟气脱硫工艺吸收效率高，NaOH溶液与SO2反应生成亚硫酸钠。另一方面，电解产物稀NaOH溶液的回用大大减少了该工艺中氢氧化钠的添加量，降低了工艺运行成本，提高了经济效益。
更进一步的，所述NaOH喷淋液摩尔分数为0.1-2mol/L，所述NaOH喷淋液的浓度一方面通过浓缩过程产生的水蒸气调节，一方面通过补充水调节。
当吸收剂中氢氧化钠含量增加时，pH值会提高，同时化学反应速率也会提高，有利于提高脱硫效率，但是，Na2SO3的溶解度是随pH值升高而下降的，当吸收剂的pH值较高超过一定值时，一方面由于Na2SO3的溶解度下降，会抑制正反应发生，另一方面Na2SO3会从吸收剂析出，以固体盐的形式附着在塔板及系统内，造成塔板及设备系统上结垢，减少流通面积，增加流动阻力，降低脱硫效率，因此吸收剂的pH值需要控制在一定范围内。氢氧化钠的质量和浓度变化会影响吸收剂的pH值。
进一步的，含硫烟气在喷淋塔与NaOH溶液发生反应生成含硫废液。
更进一步的，所述含硫烟气中SO2浓度为1-15％。
当SO2浓度在本申请限定的范围内，整套工艺可以连续运行。
进一步的，电解产生的O2预氧化含硫废液。
二氧化硫与氢氧化钠反应后会生成硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等钠盐，氧气回用至含硫废液中对废液进行预氧化，把溶液中的SO3 2-、HSO3 -等氧化成SO4 2-进而便于形成硫酸溶液，水蒸汽回用至电解槽用于控制溶液的浓度可以提高电解槽的电解效率，实现电解过程的连续稳定运行。
该工序解决了钠盐的处理和回用问题，大大提高了硫的利用率。
进一步的，经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽，在电解和渗析作用下，预氧化含硫废液转化为H2SO4和NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2。
电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合；在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性(即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜)，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液淡化、浓缩、精制或纯化等目的。使用电解渗析槽对含硫废液进行转化处理存在工序简单、操作方便、能耗低、环境污染小等优势。
本技术方案中，在电解槽内电场的作用下，溶液中的阳离子趋向阴极，阴离子趋向阳极，在阳极和阴极处发生电解反应。电解槽的阴极产生NaOH和氢气，电解槽的阳极产生氧气，氧气回用至含硫废液中对废液进行预氧化，把溶液中的SO3 2-、HSO3 -等氧化成SO4 2-进而便于形成硫酸溶液，整套工艺中产生的氢气、浓H2SO4作为附加产物商业利用价值高，经收集都可直接作为产物应用于化工行业。
更进一步的，电解产物H2通过收集可以直接作为产品使用。
电解产生的H2纯度高，作为副产物具有经济价值高、环保等优点。
进一步的，电解产生的稀H2SO4溶液通过在负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4，稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2。
通过负压浓缩产生浓H2SO4溶液，浓H2SO4通过收集可以直接作为产品应用于化工生产。浓缩得到的产物浓度高，浓缩产物浓H2SO4作为本工艺中的附加产品商业利用价值高。
含硫废液通过电解实现氢氧化钠的重复使用，整个工艺仅需最初配制一次NaOH吸收液，后续无需额外消耗NaOH，大大节省了工艺运行成本。
更进一步的，所述负压条件为真空度50-80kPa。
真空状态下硫酸溶液的沸点可以降低，真空度越高，溶液的沸点越低，而维持高真空度需要消耗的能源也很多，当真空度在本申请设置的范围内时浓缩效率最高。
进一步的，负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2。
浓缩工序产生的水蒸汽进一步回用至电解槽实时控制电解过程中溶液的浓度，可以降低电渗析过程中的离子传质阻力，提高电解效率，实现整个电解过程的连续稳定运行。另一方面，水蒸汽回用至碱液槽控制NaOH溶液浓度，提高NaOH溶液吸收SO2的效率。
更进一步的，所述水蒸汽回流至电解渗析槽和碱液槽的质量比为5:1～2:1。
电解过程中产生氧气和氢气会消耗大量水，因此需要对电解槽补充水；H2SO4和NaOH溶液的浓度会影响电解效率，通过浓缩产生的水蒸气回用至电解槽可以控制溶液浓度，由此提高电解效率。
水蒸汽的回流比可以控制H2SO4和NaOH溶液的浓度，H2SO4和NaOH溶液的浓度会影响硫的利用率。当回流比在本申请限制的范围内时，硫的利用率较好。
更进一步的，电解渗析槽中H2SO4质量浓度控制小于30％。
强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高，当浓度增加到一定程度后，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也随之降低。当电解渗析槽中稀H2SO4质量浓度处在本方案限定的范围内，此时电解渗析槽的电解效率最佳。
电解要求H2SO4和NaOH溶液的浓度不能过高，而随着电解进行，NaOH溶液的浓度也会高于0.1-2mol/L，不利于吸收SO2，因此需要根据溶液的浓度要求补充水调节。
更进一步的，本公开所提供的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，包括如下步骤：
(1)电解过程中产生的NaOH溶液经浓度调节后回用至碱液槽作为喷淋液用于吸收SO2，含硫烟气在喷淋塔与NaOH溶液发生反应生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为H2SO4和NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)电解产生的H2SO4溶液在负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2；
其中，所述步骤(1)中稀NaOH喷淋液摩尔分数为0.1-2mol/L；所述含硫烟气中SO2浓度为1-15％；
所述步骤(3)中负压条件为真空度50-80kPa；
所述步骤(4)中水蒸汽回流至电解渗析槽和碱液槽的质量比为5:1～2:1。
相对于现有技术而言，本公开所提供的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，通过喷淋法实现SO2的去除，同时含硫废液经过电解实现NaOH的重复使用和S资源的回收。
与现有技术相比，本公开的优势：
(1)工艺简单、绿色、经济，在整个SO2吸收过程中，只需要最初配制一次NaOH吸收液，后续无需额外消耗NaOH。
(2)本工艺中对浓缩产生的水蒸气充分回用，大大降低了工艺运行成本。
(3)可在脱除烟气中SO2的同时实现含硫废液中硫元素的资源化。
(4)本工艺对烟气中SO2浓度适应性强，且可以实现全自动化。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本公开进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本公开范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1：本公开一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本公开作详细的说明。
为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
实施例1
含硫烟气中SO2浓度对处理工艺的影响
本实施例所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，具体包括如下步骤：
(1)设置五组对比实验分别编号为1、2、3、4、5，将1-5组的含硫烟气中SO2浓度分别设置为1％、3％、5％、10％、15％；将各组含硫烟气分别注入各自的喷淋塔，电解产生的稀NaOH溶液经浓度调节(摩尔分数为1mol/L)回流至碱液槽注入喷淋塔，含硫烟气与稀NaOH溶液发生反应，生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)电解产生的稀H2SO4溶液在真空度为70kPa的负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度为15％，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2，回流到电解渗析槽和碱液槽中的水蒸汽的质量比为3:1，碱液槽外加水控制NaOH溶液的摩尔分数为1mol/L。
上述1-5组实验中硫的利用率、SO2去除率及制备得到的产品浓H2SO4质量浓度如下表1所示：
表1
| 组号 | 硫的利用率 | SO<sub>2</sub>去除率 | 浓H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>质量浓度 |
| 1 | 92.4％ | 100％ | 61.6％ |
| 2 | 93.8％ | 100％ | 63.8％ |
| 3 | 95.6％ | 100％ | 65.1％ |
| 4 | 98.1％ | 100％ | 67.5％ |
| 5 | 96.3％ | 100％ | 63.4％ |
由表1可知，当烟气中SO2浓度在1-15％时，SO2去除率均保持100％，硫的利用率高于92％，浓H2SO4质量浓度高于61％。
实施例2
不同摩尔分数的NaOH溶液对处理工艺的影响
本实施例所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，具体包括如下步骤：
(1)设置五组对比实验分别编号为6、7、8、9、10，将6-10组含硫烟气分别注入各自的喷淋塔，电解产生的稀NaOH溶液摩尔分数分别调节为0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L后回流至碱液槽注入喷淋塔，含硫烟气与稀NaOH溶液发生反应，生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)电解产生的稀H2SO4溶液在真空度为70kPa的负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2(浓度10％)；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度为15％，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2，回流到电解渗析槽和碱液槽中的水蒸汽的质量比为3:1，各组的碱液槽外加水控制NaOH溶液的摩尔分数分别为0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L。
上述6-10组实验中硫的利用率、SO2去除率及制备得到的产品浓H2SO4质量浓度如下表2所示：
表2
| 组号 | 硫的利用率 | SO<sub>2</sub>去除率 | 浓H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>质量浓度 |
| 6 | 91.2％ | 100％ | 60.8％ |
| 7 | 94.7％ | 100％ | 62.5％ |
| 8 | 98.1％ | 100％ | 67.5％ |
| 9 | 96.6％ | 100％ | 66.1％ |
| 10 | 95.3％ | 100％ | 61.2％ |
由表2可知，当NaOH溶液浓度在0.1-2mol/L时，SO2去除率均保持100％，硫的利用率高于91％，浓H2SO4质量浓度高于60％。
实施例3
真空度不同对处理工艺的影响
本实施例所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，具体包括如下步骤：
(1)设置五组对比实验分别编号为11、12、13、14、15，将11-15组含硫烟气分别注入各自的喷淋塔，各组电解产生的稀NaOH溶液经浓度调节(摩尔分数为1mol/L)回流至碱液槽注入喷淋塔，含硫烟气与稀NaOH溶液发生反应，生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)各组电解产生的稀H2SO4溶液分别在真空度为50kPa、55kPa、60kPa、70kPa、80kPa的负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度为15％，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2(浓度10％)，回流到电解渗析槽和碱液槽中的水蒸汽的质量比为3:1，各组的碱液槽外加水控制NaOH溶液的摩尔分数为1mol/L。
上述11-15组实验中硫的利用率、SO2去除率及制备得到的产品浓H2SO4质量浓度如下表3所示：
表3
| 组号 | 硫的利用率 | SO<sub>2</sub>去除率 | 浓H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>质量浓度 |
| 11 | 92.2％ | 100％ | 60.2％ |
| 12 | 93.1％ | 100％ | 61.4％ |
| 13 | 95.9％ | 100％ | 63.7％ |
| 14 | 98.1％ | 100％ | 67.5％ |
| 15 | 96.8％ | 100％ | 64.2％ |
由表3可知，当真空度在50-80kPa时，SO2去除率均保持100％，硫的利用率高于92％，浓H2SO4质量浓度高于60％。
实施例4
稀H2SO4的质量浓度不同对处理工艺的影响
本实施例所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，具体包括如下步骤：
(1)设置五组对比实验分别编号为16、17、18、19、20，将16-20组含硫烟气分别注入各自的喷淋塔，各组电解产生的稀NaOH溶液经浓度调节(摩尔分数为1mol/L)回流至碱液槽注入喷淋塔，含硫烟气与稀NaOH溶液发生反应，生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)电解产生的稀H2SO4溶液在真空度为70kPa的负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中，各组控制稀H2SO4的浓度为1％、5％、10％、20％、30％；一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2(浓度10％)，回流到电解渗析槽和碱液槽中的水蒸汽的质量比为3:1，各组的碱液槽外加水控制NaOH溶液的摩尔分数为1mol/L。
上述16-20组实验中硫的利用率、SO2去除率及制备得到的产品浓H2SO4质量浓度如下表4所示：
表4
| 组号 | 硫的利用率 | SO<sub>2</sub>去除率 | 浓H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>质量浓度 |
| 16 | 91.1％ | 100％ | 61.4％ |
| 17 | 94.2％ | 100％ | 63.7％ |
| 18 | 96.9％ | 100％ | 65.8％ |
| 19 | 98.1％ | 100％ | 67.5％ |
| 20 | 94.5％ | 100％ | 66.2％ |
由表4可知，当稀H2SO4质量浓度在30％以下时，SO2去除率均保持100％，硫的利用率高于91％，浓H2SO4质量浓度高于61％。
实施例5
水蒸汽回流质量比不同对处理工艺的影响
本实施例所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，具体包括如下步骤：
(1)设置五组对比实验分别编号为21、22、23、24、25，将21-25组含硫烟气分别注入各自的喷淋塔，各组电解产生的稀NaOH溶液经浓度调节(摩尔分数为1mol/L)回流至碱液槽注入喷淋塔，含硫烟气与稀NaOH溶液发生反应，生成含硫废液；
(2)电解产生的O2预氧化含硫废液；经预氧化的含硫废液注入电解渗析槽转化为稀H2SO4和稀NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2；
(3)电解产生的稀H2SO4溶液在真空度为70kPa的负压条件下进行浓缩得到浓H2SO4；稀NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2(浓度10％)；
(4)负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制稀H2SO4的浓度为15％，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2，各组回流到电解渗析槽和碱液槽中的水蒸汽的质量比分别控制为5:1、4:1、3:1、5:2、2:1，碱液槽外加水控制NaOH溶液的摩尔分数为1mol/L。
上述21-25组实验中硫的利用率、SO2去除率及制备得到的产品浓H2SO4质量浓度如下表4所示：
表5
| 组号 | 硫的利用率 | SO<sub>2</sub>去除率 | 浓H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>质量浓度 |
| 21 | 96.4％ | 100％ | 64.1％ |
| 22 | 97.1％ | 100％ | 65.7％ |
| 23 | 98.1％ | 100％ | 67.5％ |
| 24 | 94.7％ | 100％ | 63.2％ |
| 25 | 92.6％ | 100％ | 60.8％ |
由表5可知，当水蒸汽回流质量比在5:1～2:1时，SO2去除率均保持100％，硫的利用率高于92％，浓H2SO4质量浓度高于60％。
以上对本公开进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述工艺包括收集电解过程中产生的NaOH溶液，NaOH溶液回收至碱液槽利用负压浓缩过程中产生的水蒸汽调节浓度，经浓度调节后作为喷淋液用于吸收含硫烟气中的SO2，含硫烟气与NaOH溶液发生反应生成含硫废液。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述含硫废液注入电解渗析槽电解转化为H2SO4和NaOH溶液，同时产生电解产物O2和H2。
3.根据权利要求2所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述电解产生的O2回用至电解渗析槽预氧化含硫废液。
4.根据权利要求2所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述电解产生的H2SO4溶液在负压条件下进行浓缩；NaOH溶液通过回流注入碱液槽中用于喷淋吸收SO2。
5.根据权利要求4所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述负压浓缩产生的水蒸汽一部分通过回流注入电解渗析槽中控制H2SO4的浓度，一部分通过回流注入碱液槽中用于控制NaOH的浓度，NaOH溶液喷淋吸收SO2。
6.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述负压条件为真空度50-80kPa。
7.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述水蒸汽回流至电解渗析槽和碱液槽的质量比为5:1～2:1。
8.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于NaOH喷淋液摩尔分数为0.1-2mol/L。
9.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述含硫烟气中SO2浓度为1-15％。
10.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺，其特征在于，所述电解渗析槽中H2SO4质量浓度控制小于30％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110452881.0A CN113069900A (zh) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | 一种烟气脱硫及含硫废液资源化耦合工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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