一種電化學脫硫方法及其中間產物的應用的製作方法
2023-09-18 00:59:25 1
一種電化學脫硫方法及其中間產物的應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種電化學脫硫方法，包括如下步驟，(1)製備滷族元素的鈉鹽或者鉀鹽的飽和溶液，(2)將所述飽和溶液電解，生成吸收溶液，(3)將所述吸收溶液噴入二氧化硫吸收塔與含有二氧化硫的氣體充分接觸，(4)回收所述吸收溶液。本發明的電化學脫硫方法，採用電解滷族元素的鉀鹽或者鈉鹽溶液生成吸收溶液，吸收二氧化硫氣體，由於吸收溶液為鹼性，因此二氧化硫的吸收率達到97％以上，同時吸收後的亞硫酸根被溶液中的氯，溴或碘迅速氧化成硫酸鹽，整個脫硫過程不產生固體廢棄物，中間產物硫化鈉或者硫化鉀可以廣泛應用與工業或者農業生產。
【專利說明】—種電化學脫硫方法及其中間產物的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種脫除二氧化硫的工藝方法，尤其涉及一種電化學脫硫方法及其中間產物的應用。
【背景技術】
[0002]SO2是一種嚴重危害大氣環境的汙染物，SO2與水蒸氣進行化學反應形成硫酸，和雨水一起降至地面即為酸雨。煤加熱至400°c時開始首先分解為H2S,然後逐漸氧化為S02。
[0003]石灰石溼法煙氣脫硫以及流化床脫硫是目前運用比較廣泛的方法。石灰石溼法煙氣脫硫技術，向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏)，脫硫的副產品為石膏，同時鼓入空氣產生了更為均勻的漿液，易於達到90%的脫硫率，並且易於控制結垢與堵塞。由於石灰石價格便宜，並易於運輸與保存，因而自80年代以來石灰石已經成為主要脫硫劑。石灰石溼法煙氣脫硫技術主要優點是:適用的煤種範圍廣、脫硫效率高(有的裝置Ca / S=I時，脫硫效率大於90%)、吸收劑利用率高(可大於90%)、設備運轉率高(可達90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑一石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石溼法煙氣脫硫技術的缺點也是比較明顯的:設備的磨損腐蝕現象較為嚴重且副產物一石膏很難處理、廢水較難處理。
[0004]循環流化床煙氣脫硫技術，簡稱流化床脫硫技術，從鍋爐空氣預熱器出來的溫度為120?180°C左右的煙氣，從底部通過文丘裡管進入循環流化床吸收塔內。在文丘裡管出口擴管段設一套噴水裝置，創造了良好的脫硫反應溫度。循環流化床煙氣脫硫技術的主要化學反應原理如下:在自然界垂直的氣固兩相流體系中，在循環流化床狀態(氣速4?6m / s)下可獲得相當於單顆粒滑落速度數十至上百倍的氣固滑落速度。由於S02與氫氧化鈣的顆粒在循環流化床中的反應過程，是一個外擴散控制的化學反應過程，通過氣固間大的滑落速度，強化了氣固間的傳質、傳熱速率和氣固混合，從而滿足了二氧化硫與氫氧化鈣高效反應的條件要求。
[0005]吸收塔的流化床中巨大表面積的、激烈湍動的顆粒，為注水的快速汽化和快速可控的降溫提供了根本保證，從而創造了良好的化學反應溫度條件(露點以上20?30°C )，使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉化為瞬間完成離子型反應。通過顆粒的激烈湍動，導致顆粒之間不斷的碰撞，使脫硫劑氫氧化鈣顆粒的表面得到不斷的更新，以及脫硫灰的不斷再循環使用，從而大大提高了氫氧化鈣的利用率。流化床脫硫技術工藝簡單，操作方便，系統可靠性高、煙氣無需再加熱。
[0006]然而這種兩種方法在脫硫過程中都會產生大量的亞硫酸鈣和硫酸鈣的固體廢棄物，從而帶來二次汙染。如何減少脫硫過程中固體廢棄物的產生，減少二次汙染的可能稱為脫硫技術研究的重點。
【發明內容】
[0007]本發明的主要目的在於，克服現有的脫硫技術存在的缺陷，而提供一種新型電化學脫硫方法，避免脫硫過程產生二次汙染，提高脫硫效率，從而更加適於實用，且具有產業上的利用價值。
[0008]本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種電化學脫硫方法，包括如下步驟，
[0009](1)製備滷族元素的鈉鹽或者鉀鹽的飽和溶液，
[0010](2)將所述飽和溶液電解，生成吸收溶液，
[0011](3)將所述吸收溶液噴入二氧化硫吸收塔與含有二氧化硫的氣體充分接觸，
[0012](4)回收所述吸收溶液。
[0013]作為優選的，前述的電化學脫硫方法，所述滷族元素的鈉鹽或者鉀鹽為氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化鉀溴化鉀或碘化鉀。
[0014]為了提高吸收效率，作為優選，前述的電化學脫硫方法，所述吸收溶液為含有體積百分比1%~10%的氯氣、溴或碘的氫氧化鈉或含有體積百分比1%~10%的氯氣、溴或碘的氫氧化鉀鹼性溶液。
[0015]為了保證二氧化硫較高的吸收效率，作為優選，前述的電化學脫硫方法，所述吸收溶液中氫氧化鈉或氫氧化鉀與吸收塔中二氧化硫的摩爾比1:1~1: 15。
[0016]為了提高二氧化硫的吸收率，作為優選，前述的電化學脫硫方法，所述吸收二氧化硫後的吸收溶液PH值控制為5.5~7.0。
[0017]為了避免造成環境的二次汙染，前述的電化學脫硫方法，所述吸收溶液的回收為，將吸收二氧化硫後的吸收溶液通入沉澱池，分離其中的固體粉塵，上清液通入真空乾燥器，吸收溶液中的硫酸鈉結晶析出，剩餘的吸收溶液返回電解槽進行電解，重複步驟(1)~⑶。
[0018]為了充分利用中間產物，將前述的電化學脫硫方法中的硫酸鈉結晶用於製造硫化鈉矽酸鈉水玻璃。
[0019]為了充分利用中間產物，將前述的電化學脫硫方法中的硫酸鈉結晶用於製造硫酸鹽紙眾的蒸煮劑。
[0020]為了充分利用中間產物，將前述的電化學脫硫方法中的硫酸鉀作為玻璃工業的沉清劑。
[0021]為了充分利用中間產物，將前述的電化學脫硫方法中的硫酸鉀作為農業用的鉀肥。
[0022]藉由上述技術方案，本發明電化學脫硫方法及其中間產物的應用至少具有下列優點.
[0023]本發明的電化學脫硫方法，採用電解滷族元素的鉀鹽或者鈉鹽溶液生成吸收溶液，吸收二氧化硫氣體，由於吸收溶液為鹼性，因此二氧化硫的吸收率達到97%以上，同時吸收後的亞硫酸根被溶液中的氯，溴或碘迅速氧化成硫酸鹽，整個脫硫過程不產生固體廢棄物，中間產物硫酸鈉結晶物可廣泛應用於:1、化學工業用作製造硫化鈉矽酸鈉水玻璃及其它化工產品；2、造紙工業用於製造硫酸鹽紙漿時的蒸煮劑；3、玻璃工業用以代替純鹼做助溶劑；4、紡織工業用於調配維尼綸紡絲凝固劑；5、用於有色金屬冶金、皮革等方面；6、用於水泥的添加劑等；中間產物硫酸鉀可作為農業的鉀肥或者玻璃工業的沉清劑。
[0024]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如後。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1所示為本發明電化學脫硫方法工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，對依據本發明提出的螺旋體的鑄造生產工藝其【具體實施方式】、特徵及其功效，詳細說明如後。
[0027]實施例1
[0028]如圖1所示本發明的電化學脫硫方法工藝流程圖，本發明的方法步驟如下:
[0029]1.製備碘化鈉的飽和溶液；
[0030]2.將碘化鈉飽和溶液通入電解槽中，在直流電場的作用下進行電解，電解製備成含有10%單質碘的氫氧化鈉鹼性溶液，即吸收溶液；
[0031]3.將電解後的吸收溶液噴入二氧化硫吸收塔，控制吸收溶液中的氫氧化鈉與吸收塔中的二氧化硫的摩爾比1:1，吸收塔中的二氧化硫被吸收並被氧化，形成硫酸鈉溶液；
[0032]4.控制吸收後的吸收溶液pH值為6.5,將吸收後的吸收溶液通入沉澱池,分離其中的固體粉塵，生成的上清液通入真空乾燥器，吸收溶液中的硫酸鈉結晶析出，剩餘的吸收溶液返回電解槽進行電解。
[0033]上述的工藝方法其脫硫效率高達97.8%以上，同時避免了二次汙染，副產物硫酸鈉結晶可應用於水泥行業的添加劑。
[0034]實施例2
[0035]1.製備溴化鉀的飽和溶液；
[0036]2.將溴化鉀飽和溶液通入電解槽中，在直流電場的作用下進行電解，電解製備成含有5%單質溴的氫氧化鉀鹼性溶液，即吸收溶液；
[0037]3.將電解後的吸收溶液噴入二氧化硫吸收塔，控制吸收溶液中的氫氧化鉀與吸收塔中的二氧化硫的摩爾比1: 1.1，吸收塔中的二氧化硫被吸收並被氧化，形成硫酸鉀溶液；
[0038]4.控制吸收後的吸收溶液pH值為6.8,將吸收後的吸收溶液通入沉澱池,分離其中的固體粉塵，生成的上清液通入真空乾燥器，吸收溶液中的硫酸鉀結晶析出，剩餘的吸收溶液返回電解槽進行電解。
[0039]上述的工藝方法其脫硫效率高達97.8%以上，同時避免了二次汙染，副產物硫酸鉀可應用於農業常用的鉀肥。
[0040]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種電化學脫硫方法，其特徵在於:包括如下步驟， (1)製備滷族元素的鈉鹽或者鉀鹽的飽和溶液， (2)將所述飽和溶液電解，生成吸收溶液， (3)將所述吸收溶液噴入二氧化硫吸收塔與含有二氧化硫的氣體充分接觸， (4)回收所述吸收溶液。
2.根據權利要求1所述的電化學脫硫方法，其特徵在於:所述滷族元素的鈉鹽或者鉀鹽為氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化鉀溴化鉀或碘化鉀。
3.根據權利要求1或2所述的電化學脫硫方法，其特徵在於:所述吸收溶液為含有體積百分比1%~10%的氯氣、溴或碘的氫氧化鈉或氫氧化鉀鹼性溶液。
4.根據權利要求3所述的電化學脫硫方法，其特徵在於:所述吸收溶液中氫氧化鈉或氫氧化鉀與吸收塔中二氧化硫的摩爾比1:1~1: 1.5。
5.根據權利要求1或2所述的電化學脫硫方法，其特徵在於:所述吸收二氧化硫後的吸收溶液PH值控制為5.5~7.0。
6.根據權利要求1或2所述的電化學脫硫方法，其特徵在於:所述吸收溶液的回收為將吸收二氧化硫後的吸收溶液通入沉澱池，分離其中的固體粉塵，上清液通入真空乾燥器，吸收溶液中的硫酸鈉或硫酸鉀結晶析出，剩餘的吸收溶液返回電解槽進行電解，重複步驟(I)~⑶。
7.將權利要求6所述的電化學脫硫方法中的硫酸鈉結晶用於製造硫化鈉矽酸鈉水玻3? ο
8.將權利要求6所述的電化學脫硫方法中的硫酸鈉結晶用於製造硫酸鹽紙漿的蒸煮劑。
9.將權利要求6所述的電化學脫硫方法中的硫酸鉀作為玻璃工業的沉清劑。
10.將權利要求6所述的電化學脫硫方法中的硫酸鉀作為農業用的鉀肥。
【文檔編號】C05D1/02GK103638804SQ201310722255
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】居明, 張念忠, 宋蘊麗 申請人:常州和方環保科技有限公司