CN1243598C - 废气脱硫方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低投资、低运行费用、脱硫效率高、无二次污染的利用电解氯化钠溶液产生氢氧化钠作为脱硫剂的脱硫方法，以及这种方法所使用的脱硫装置。尤其适合电价低廉(如火电站脱硫等)的场合。

Description

废气脱硫方法及装置

技术领域

本发明涉及一种脱除废气二氧化硫的脱硫方法及装置，特别涉及一种利用氯化钠电解产生氢氧化钠作为脱硫剂的脱硫方法及装置。

背景技术

电力、化工、冶金等行业普遍使用的锅炉、窑炉所排出的排烟废气中含有大量的二氧化硫，它对大气造成严重的污染，是酸雨形成的主要污染源。目前，国内外积极的展开了烟气脱硫的研究，取得了一定的进展，并在实际工程中应用推广了一些脱硫技术和工艺。例如，最普遍采用的石灰/石灰石-石膏法，它利用石灰或石灰石可以和二氧化硫反应的特点，对烟道气体进行湿法脱硫洗涤，达到净化烟气的目的；还有其他一些方法如喷雾干燥法、电子束法、氨法等等。但这些方法都有其不足之处，如石灰/石灰石-石膏法的最终脱硫副产物是石膏，这些石膏受到工艺和市场的制约，往往不能商品化，只能占用土地进行抛弃堆放，形成二次污染；在国外一些文献中提到的硫酸钠电解再生脱硫剂的方法中，存在大量副产品稀硫酸难以处理、提纯至商品化浓硫酸的成本高昂的缺点。其他的脱硫工艺方法中，有的初投资高昂，有的运行费高昂，有的形成二次污染，有的脱硫效率不高。这些缺点很大程度上制约了脱硫环保行业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用氯化钠电解产生的氢氧化钠作为脱硫剂的脱硫方法，低投资、低运行费用、脱硫效率高、无二次污染。

为了达到上述的目的，本发明的技术方案如下：

一种废气脱硫方法，包括如下步骤：

(A)将氯化钠溶液电解生成氢氧化钠；

(B)用氢氧化钠为主要成分的溶液作为脱硫剂，对废气进行洗涤脱硫；

(C)脱硫废水进行二氧化硫解析生成气体二氧化硫和浓硫酸钠溶液，部分气体二氧化硫制成硫酸，浓硫酸钠溶液进行浓缩或结晶生成固体硫酸钠

在本发明的优选方案中，所述步骤(C)中，部分气体二氧化硫制成的硫酸，引回二氧化硫解析过程参与解析反应。

所述的步骤(B)以后，脱硫废水先进行精制再进行步骤(C)。

所述的脱硫废水精制过程为对脱硫废水进行沉淀或过滤。

一种用于实现本发明所述方法的装置，该装置包括：

至少一个脱硫洗涤塔1；

至少一个一膜双室阳离子膜电解槽3，电解槽3的阴极室通过一个第一导管19与脱硫洗涤塔1连接；

至少一个二氧化硫解析装置5，通过一个第二导管10与废水精制装置4连接；

至少一个成品硫酸生成装置6，通过一个第三导管11将二氧化硫解析装置5中的气体二氧化硫引入成品硫酸生成装置6；

至少一个硫酸浓缩或结晶装置7，通过一个第五导管12将二氧化硫解析装置5中的浓硫酸钠溶液引入硫酸钠浓缩或结晶装置7中。

在本发明的优选方案中，成品硫酸生成装置6通过一个第四导管13将其中的硫酸引回二氧化硫解析装置5；

所述的装置还包括：

至少一个氢氧化钠储槽2，通过一个带有泵14的第六导管8与脱硫洗涤塔1连接，通过第一导管19与电解槽(3)连接。

至少一个废水精制装置4，通过一个第七导管9与脱硫洗涤塔连接。

脱硫洗涤塔1的顶端装有至少一个气体导出管15，底部装有至少一个待处理气管道16。

电解槽2的阳极室设有一氢气导出管18，阴极室设有一氯气导出管17。

由于采用上述的方法及装置，整个脱硫过程不产生固体废弃物，没有二次污染，副产品为高纯的氢气、氯气、气体二氧化硫、硫酸和固体硫酸钠，可以加工成多种下游产品，市场需求量大，商业价值高；另外，采用电解NaCl溶液产生高浓度的NaOH溶液作为脱硫剂进行脱硫，脱硫效率远比其他常用的脱硫剂高；初投资相对较低；在电价低廉的场合如电站脱硫的场合，其脱硫运行费在扣除副产品的销售收入后，将大大低于现有常用的脱硫工艺和方法；另外，它避免了常规硫酸钠电解再生法中产生大量难以处理的稀硫酸的缺点。

附图说明

图1为本发明所述的装置的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

本发明所述的氯化钠电解脱硫方法如下：

如图1所示，浓NaCl溶液导入阳离子膜电解槽3的阳极室进行电解。导入前的NaCl溶液是否需要精制，以及精制到何种程度，将视离子膜的选择、计划的膜更换周期、用户承受增加运行费的程度等条件具体而定，它影响到脱硫系统运行的经济指标，但对本发明的原理无实质影响。一般来说，精制程度越高，离子膜的使用寿命越长，但精制部分的运行成本也越高。阳离子膜电解槽是氯碱行业通用的离子膜电解槽。

电解槽3的阳极室溶液入口导入浓NaCl溶液，阴极室的溶液出口则导出浓NaOH溶液。在电解槽3内发生以下电解反应：

电解产生的浓NaOH溶液作为脱硫剂导入通过第一导管(19)导入NaOH储槽，再通过带有泵14的第六导管8导入脱硫洗涤塔1内。采用NaOH溶液作为脱硫剂，对待处理的烟气进行湿法洗涤脱硫，净化后的烟气排放至大气。脱硫洗涤设备可以是任何一种能使用NaOH脱硫剂的脱硫塔。烟气中的二氧化硫和脱硫剂发生以下反应：

当烟气中存在CO₂时，发生以下反应：

当NaOH消耗完毕后，Na₂SO₃可以和SO₂进一步发生反应：

生成的Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液通过第七导管9导入废水精制装置4中进行精置，精置装置可以为沉淀装置或过滤装置。再通过第二导管10导入二氧化硫解析装置5中，在二氧化硫解析装置5中发生如下反应：

生成的气体SO₂其中一部分直接导出作为脱硫的副产品，另一部分通过第三导管11导入成品硫酸生成装置6中生成硫酸，在成品硫酸生成装置中发生如下反应：

生成的硫酸的一部分通过第四导管13导回二氧化硫解析装置5中参与解析反应。

二氧化硫解析装置5中的浓硫酸钠溶液通过第五导管12导入硫酸钠浓缩或结晶装置7中生成固体硫酸钠。

Claims (10)

1、一种废气脱硫方法，包括如下步骤：

(A)将氯化钠溶液电解生成氢氧化钠；

(B)用氢氧化钠为主要成分的溶液作为脱硫剂，对废气进行洗涤脱硫；

(C)脱硫废水用硫酸进行二氧化硫解析生成气体二氧化硫和浓硫酸钠溶液，部分气体二氧化硫制成硫酸，浓硫酸钠溶液进行浓缩或结晶生成固体硫酸钠。

2、根据权利要求1所述的废气脱硫方法，其特征在于所述的步骤(C)中，部分气体二氧化硫制成的硫酸，引回二氧化硫解析过程参与解析反应。

3、根据权利要求1所述的废气脱硫方法，其特征在于所述的步骤(B)以后，脱硫废水先进行精制再进行步骤(C)。

4、根据权利要求4所述的废气脱硫方法，其特征在于所述的脱硫废水精制过程为对脱硫废水进行沉淀或过滤。

5、一种用于实现权利要求1的方法的装置，该装置包括：

至少一个脱硫洗涤塔(1)；

至少一个一膜双室阳离子膜电解槽(3)，电解槽(3)的阴极室通过一个第一导管(19)与脱硫洗涤塔(1)连接；

至少一个二氧化硫解析装置(5)，通过一个第二导管(10)与废水精制装置(4)连接；

至少一个成品硫酸生成装置(6)，通过一个第三导管(11)将二氧化硫解析装置(5)中的气体二氧化硫引入成品硫酸生成装置(6)；

至少一个硫酸钠浓缩或结晶装置(7)，通过一个第五导管(12)将二氧化硫解析装置(5)中的浓硫酸钠溶液引入硫酸钠浓缩或结晶装置(7)中。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的成品硫酸生成装置(6)通过一个第四导管(13)将其中的硫酸引回二氧化硫解析装置(5)。

7、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的装置还包括至少一个氢氧化钠储槽(2)，通过一个带有泵(14)的第六导管(8)与脱硫洗涤塔(1)连接，通过第一导管(19)与电解槽(3)连接。

8、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述废水精制装置(4)通过一个第七导管(9)与脱硫洗涤塔(1)连接。

9、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的脱硫洗涤塔(1)的顶端装有至少一个气体导出管(15)，底部装有至少一个待处理气管道(16)。

10、根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的电解槽(2)的阳极室设有一氢气导出管(18)，阴极室设有一氯气导出管(17)。

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