CN113457447A - 一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液cod的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，包括以下步骤：步骤一：在吸收塔本体中现有的氧化风管网层上布置催化装置；步骤二：在吸收塔本体外部布置加药装置；步骤三：进行湿式过氧化氢催化氧化反应：过氧化氢储罐采用带压注入的方式使得存储的过氧化氢溶液经过导管与吸收塔本体中的浆液中的有机组分一起透过微滤膜进入催化装置，与催化剂接触发生湿式过氧化氢催化氧化反应；步骤四：机械搅拌。本发明结构设计合理，能处理脱硫吸收塔内浆液中有机物，有效降低COD，从而从根本上解决有机物质聚集引起的浆液起泡造成的安全隐患。

Description

一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法
技术领域
本发明涉及湿法脱硫脱硫吸收塔技术领域，具体涉及一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法。
背景技术
石灰石-石膏湿法脱硫(FGD)工艺在我国火电厂普遍应用，随着我国大气排放标准不断提升，对脱硫系统有更严格的要求。其中，脱硫脱硫吸收塔浆液起泡所导致的浆液溢流是石灰石-石膏湿法脱硫系统运行中的常见问题之一。
浆液起泡主要是由于有机表面活性分子降低了水的表面张力所引起，而固体杂质增加了溶液的粘度，从而使泡沫更加稳定持久。其中，有机物质的积累是引起浆液起泡的最主要原因。随着脱硫吸收塔泡沫不断溢出系统外，浆液中的表面活性剂胶束不断富集到水溶液表面，从而加剧形成泡沫连续溢流的现象。当脱硫吸收塔浆液液面出现大量气泡并长期存在时，会造成浆液溢流。如果脱硫控制系统未能及时监测并采取有效措施抑制起泡现象的发展，将会造成脱硫效率降低、石膏品质下降、脱硫吸收塔液位难以控制、烟道阻力增加、增压风机的运行安全受到威胁等问题，影响脱硫系统的稳定和安全运行。
目前对此研究主要停留在原因分析与控制防治措施方面，但是由于脱硫系统的复杂性，缺乏时效性和创新性，不能满足对于脱硫系统长期运行普遍产生问题的及时解决。目前采取最普遍的方法还是添加消泡剂，这种方法虽然在浆液起泡初期及时有效，但缺点和局限性也很突出，需要持续添加，会导致浆液中有机物质含量不断增加，化学需氧量(COD)不断升高，致使消泡剂添加的效果越来越弱，停用消泡剂后会出现更严重的起泡问题。为此，我们提出一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，能处理脱硫吸收塔内浆液中有机物，有效降低浆液中的COD，从而从根本上解决有机物质聚集引起的浆液起泡造成的安全隐患。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，包括以下步骤：
步骤一：在吸收塔本体中现有的氧化风管网层上布置催化装置：通过催化剂、催化剂滤网、催化剂框架和微滤膜构成催化装置，然后将催化装置布置在氧化风支管两侧斜上方，且与氧化风支管平行，并垂直于支撑梁；
步骤二：在吸收塔本体外部布置加药装置：通过在吸收塔本体外部使用过氧化氢储罐存储过氧化氢，然后将过氧化氢储罐通过导管采用带压注入的方式与吸收塔本体内腔中氧化风管网层的区域进行连通；
步骤三：进行湿式过氧化氢催化氧化反应：
a、通过外界氧化风机向氧化风支管中送入氧化风，氧化风再由氧化风支管上的小孔离开，射入浆液内部，氧化风在射入浆液内部后，经过催化装置被分散成小颗粒，从氧化风管网层上升到浆液表面，进入吸收区，将吸收塔浆液和吸收区雾滴中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐；
b、过氧化氢储罐采用带压注入的方式使得存储的过氧化氢溶液经过导管与吸收塔本体中的浆液中的有机组分一起透过微滤膜进入催化装置，与催化剂接触发生湿式过氧化氢催化氧化反应，有机物质矿化成小分子与水分随后穿过微滤膜离开催化装置，而浆液中的悬浮物被截留在微滤膜表面；
步骤四：机械搅拌：启动吸收塔本体内部的搅拌器，使其工作，受吸收塔本体内部搅拌器工作的影响，微滤膜表面截留的悬浮物被上升的浆液冲刷回浆液中，保持催化装置内外液体流通顺畅，从而便于处理吸收塔本体内浆液中有机物，有效降低COD，从而从根本上解决有机物质聚集引起的浆液起泡造成的安全隐患。
优选地，所述催化剂的类型为铜基复合金属氧化物催化剂，所述催化剂颗粒当量直径介于5mm至50mm之间，所述催化剂采用共沉淀方法成功制备出以碳酸根为阴离子，含有二价铜、锌离子和三价铝、铁、镧离子的多元类水滑石前体，通过热解得到相应复合金属氧化物催化剂。
基于上述技术特征，铜基复合金属氧化物催化剂作为一种灵活性高、价格低廉、催化效率高的一类多相催化剂，以复合氧化物载体、多孔活性炭、硅藻土、分子筛等为载体，在工业废水处理中应用广泛，其中铜基氧化物更多被研究用于实施催化氧化反应中，负载在多孔的载体材料中制成的催化剂，具有稳定性高、耐磨损的特质，尤其是可以增强废水中有机物的矿化，缩短反应时间，降低反应温度和压力。
优选地，所述催化剂滤网的间隙和所述催化剂框架的间隔均小于催化剂颗粒尺寸。
基于上述技术特征，便于对催化剂在催化装置中的收纳存储。
优选地，所述微滤膜是孔径在0.1μm-1μm范围的陶瓷微滤膜或CN-CA膜。
基于上述技术特征，能够有效过滤掉悬浮物，渗透水溶液、溶解性组分。
优选地，所述催化剂与脱硫吸收塔浆中液面间的距离通常为3-8m。
基于上述技术特征，使得液柱压力介于0.3bar至0.8bar之间，从而满足微滤膜的工作压力，使得有机物质顺利进出催化装置，不断进行反应，从而有效降低脱硫吸收塔浆液的COD。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
第一：本发明一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，采用湿式催化氧化的方法，利用一种价格低廉、灵活可调、稳定性强的高效铜基复合金属氧化物催化剂，在去除了吸收塔浆液中有机物的同时，能够促进氧化反应以及氧化风气泡的分散，从而提高脱硫吸收塔氧化效率；
第二：本发明一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，采用一种内置的催化装置，充分利用脱硫吸收塔内的反应，改造简单、高效，对脱硫系统影响很小；
第三：本发明一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，在催化剂外层附有微滤膜，利用液压将水分与溶解性物质渗入到催化剂中与催化剂反应，避免了吸收塔浆液中的悬浮物与催化剂直接接触，进一步避免堵塞催化剂中的多孔结构致使催化剂失活的情况。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法的系统布置图；
图2为本发明的催化装置的结构示意图；
图3为本发明的催化剂滤网与催化剂框架的位置状态示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-吸收塔本体，2-氧化风管网层，3-搅拌器，4-支撑梁，5-氧化风支管，6-催化装置，7-过氧化氢储罐，8-催化剂，9-催化剂滤网，10-催化剂框架，11-微滤膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，包括以下步骤：
步骤一：在吸收塔本体1中现有的氧化风管网层2上布置催化装置6：通过催化剂8、催化剂滤网9、催化剂框架10和微滤膜11构成催化装置6，然后将催化装置6布置在氧化风支管5两侧斜上方，且与氧化风支管5平行，并垂直于支撑梁4；
步骤二：在吸收塔本体1外部布置加药装置：通过在吸收塔本体1外部使用过氧化氢储罐7存储过氧化氢，然后将过氧化氢储罐7通过导管采用带压注入的方式与吸收塔本体1内腔中氧化风管网层2的区域进行连通；
步骤三：进行湿式过氧化氢催化氧化反应：
a、通过外界氧化风机向氧化风支管5中送入氧化风，氧化风再由氧化风支管5上的小孔离开，射入浆液内部，氧化风在射入浆液内部后，经过催化装置6被分散成小颗粒，从氧化风管网层2上升到浆液表面，进入吸收区，将吸收塔浆液和吸收区雾滴中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐；
b、过氧化氢储罐7采用带压注入的方式使得存储的过氧化氢溶液经过导管与吸收塔本体1中的浆液中的有机组分一起透过微滤膜11进入催化装置6，与催化剂8接触发生湿式过氧化氢催化氧化反应，有机物质矿化成小分子与水分随后穿过微滤膜11离开催化装置6，而浆液中的悬浮物被截留在微滤膜11表面，在这个过程中，一方面由于氧化风气泡被打碎，提高了氧化风利用率，另一方面催化剂8在氧化有机物质的同时，也会促进浆液中亚硫酸盐的氧化；
步骤四：机械搅拌：启动吸收塔本体1内部的搅拌器3，使其工作，受吸收塔本体1内部搅拌器3工作的影响，微滤膜11表面截留的悬浮物被上升的浆液冲刷回浆液中，保持催化装置6内外液体流通顺畅；
上述步骤中催化剂8的类型为铜基复合金属氧化物催化剂，催化剂8颗粒当量直径介于5mm至50mm之间，催化剂8采用共沉淀方法成功制备出以碳酸根为阴离子，含有二价铜、锌离子和三价铝、铁、镧离子的多元类水滑石前体，通过热解得到相应复合金属氧化物催化剂，铜基复合金属氧化物催化剂作为一种灵活性高、价格低廉、催化效率高的一类多相催化剂，以复合氧化物载体、多孔活性炭、硅藻土、分子筛等为载体，在工业废水处理中应用广泛，其中铜基氧化物更多被研究用于实施催化氧化反应中，负载在多孔的载体材料中制成的催化剂，具有稳定性高、耐磨损的特质，尤其是可以增强废水中有机物的矿化，缩短反应时间，降低反应温度和压力，催化剂滤网9的的间隙和催化剂框架10的间隔均小于催化剂8颗粒尺寸，便于对催化剂8在催化装置6中的收纳存储，微滤膜11是孔径在0.1μm-1μm范围的陶瓷微滤膜或CN-CA膜，能够有效过滤掉悬浮物，渗透水溶液、溶解性组分，催化剂8与吸收塔本体1中液面间的距离通常为3-8m，使得液柱压力介于0.3bar至0.8bar之间，从而满足微滤膜11的工作压力，使得有机物质顺利进出催化装置6，不断进行反应，从而便于能处理脱硫吸收塔内浆液中有机物，有效降低吸收塔本体1中浆液的COD，从根本上解决有机物质聚集引起的浆液起泡造成的安全隐患。
本实施例的一个具体应用为：本发明结构设计合理，通过采用湿式催化氧化的方法，利用一种价格低廉、灵活可调、稳定性强的高效铜基复合金属氧化物催化剂，在去除了吸收塔浆液中有机物的同时，能够促进氧化反应以及氧化风气泡的分散，从而提高脱硫吸收塔氧化效率；通过采用一种内置的催化装置6，充分利用脱硫吸收塔内的反应，改造简单、高效，对脱硫系统影响很小；同时通过在催化剂8外层附有微滤膜11，利用液压将水分与溶解性物质渗入到催化剂8中与催化剂8反应，避免了吸收塔浆液中的悬浮物与催化剂8直接接触，进一步避免堵塞催化剂8中的多孔结构致使催化剂8失活的情况。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在吸收塔本体中现有的氧化风管网层上布置催化装置：通过催化剂、催化剂滤网、催化剂框架和微滤膜构成催化装置，然后将催化装置布置在氧化风支管两侧斜上方，且与氧化风支管平行，并垂直于支撑梁；
步骤二：在吸收塔本体外部布置加药装置：通过在吸收塔本体外部使用过氧化氢储罐存储过氧化氢，然后将过氧化氢储罐通过导管采用带压注入的方式与吸收塔本体内腔中氧化风管网层的区域进行连通；
步骤三：进行湿式过氧化氢催化氧化反应：
a、通过外界氧化风机向氧化风支管中送入氧化风，氧化风再由氧化风支管上的小孔离开，射入浆液内部，氧化风在射入浆液内部后，经过催化装置被分散成小颗粒，从氧化风管网层上升到浆液表面，进入吸收区，将吸收塔浆液和吸收区雾滴中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐；
b、过氧化氢储罐采用带压注入的方式使得存储的过氧化氢溶液经过导管与吸收塔本体中的浆液中的有机组分一起透过微滤膜进入催化装置，与催化剂接触发生湿式过氧化氢催化氧化反应，有机物质矿化成小分子与水分随后穿过微滤膜离开催化装置，而浆液中的悬浮物被截留在微滤膜表面；
步骤四：机械搅拌：启动吸收塔本体内部的搅拌器，使其工作，受吸收塔本体内部搅拌器工作的影响，微滤膜表面截留的悬浮物被上升的浆液冲刷回浆液中，保持催化装置内外液体流通顺畅，从而便于处理吸收塔本体内浆液中有机物，有效降低COD，从而从根本上解决有机物质聚集引起的浆液起泡造成的安全隐患。
2.根据权利要求1所述的一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，其特征在于：所述催化剂的类型为铜基复合金属氧化物催化剂，所述催化剂颗粒当量直径介于5mm至50mm之间，所述催化剂采用共沉淀方法成功制备出以碳酸根为阴离子，含有二价铜、锌离子和三价铝、铁、镧离子的多元类水滑石前体，通过热解得到相应复合金属氧化物催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，其特征在于：所述催化剂滤网的间隙和所述催化剂框架的间隔均小于催化剂颗粒尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，其特征在于：所述微滤膜是孔径在0.1μm-1μm范围的陶瓷微滤膜或CN-CA膜。
5.根据权利要求1所述的一种湿式催化氧化去除脱硫吸收塔浆液COD的方法，其特征在于：所述催化剂与吸收塔本体中液面间的距离通常为3-8m。
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