專利名稱：廢氣脫硫方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除廢氣二氧化硫的脫硫方法及裝置，特別涉及一種利用氯化鈉電解產(chǎn)生氫氧化鈉作為脫硫劑的脫硫方法及裝置。
電力、化工、冶金等行業(yè)普遍使用的鍋爐、窯爐所排出的排煙廢氣中含有大量的二氧化硫，它對大氣造成嚴(yán)重的污染，是酸雨形成的主要污染源。目前，國內(nèi)外積極的展開了煙氣脫硫的研究，取得了一定的進展，并在實際工程中應(yīng)用推廣了一些脫硫技術(shù)和工藝。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應(yīng)的特點，對煙道氣體進行濕法脫硫洗滌，達到凈化煙氣的目的；還有其他一些方法如噴霧干燥法、電子束法、氨法等等。但這些方法都有其不足之處，如石灰/石灰石-石膏法的最終脫硫副產(chǎn)物是石膏，這些石膏受到工藝和市場的制約，往往不能商品化，只能占用土地進行拋棄堆放，形成二次污染；在國外一些文獻中提到的硫酸鈉電解再生脫硫劑的方法中，存在大量副產(chǎn)品稀硫酸難以處理、提純至商品化濃硫酸的成本高昂的缺點。其他的脫硫工藝方法中，有的初投資高昂，有的運行費高昂，有的形成二次污染，有的脫硫效率不高。這些缺點很大程度上制約了脫硫環(huán)保行業(yè)的發(fā)展。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用氯化鈉電解產(chǎn)生的氫氧化鈉作為脫硫劑的脫硫方法，低投資、低運行費用、脫硫效率高、無二次污染。
為了達到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種廢氣脫硫方法，包括如下步驟(A)將氯化鈉溶液電解生成氫氧化鈉；(B)用氫氧化鈉為主要成分的溶液作為脫硫劑，對廢氣進行洗滌脫硫；(C)脫硫廢水進行二氧化硫解析生成氣體二氧化硫和濃硫酸鈉溶液，部分氣體二氧化硫制成硫酸，濃硫酸鈉溶液進行濃縮或結(jié)晶生成固體硫酸鈉在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述步驟(C)中，部分氣體二氧化硫制成的硫酸，引回二氧化硫解析過程參與解析反應(yīng)。
所述的步驟(B)以后，脫硫廢水先進行精制再進行步驟(C)。
所述的脫硫廢水精制過程為對脫硫廢水進行沉淀或過濾。
一種用于實現(xiàn)本發(fā)明所述方法的裝置，該裝置包括至少一個脫硫洗滌塔1；至少一個一膜雙室陽離子膜電解槽3，電解槽3的陰極室通過一個第一導(dǎo)管19與脫硫洗滌塔1連接；至少一個二氧化硫解析裝置5，通過一個第二導(dǎo)管10與脫硫洗滌塔連接；至少一個成品硫酸生成裝置6，通過一個第三導(dǎo)管11將二氧化硫解析裝置5中的氣體二氧化硫引入成品硫酸生成裝置6；至少一個硫酸濃縮或結(jié)晶裝置7，通過一個第五導(dǎo)管12將二氧化硫解析裝置5中的濃硫酸鈉溶液引入硫酸鈉濃縮或結(jié)晶裝置7中。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，成品硫酸生成裝置6通過一個第四導(dǎo)管13將其中的硫酸引回二氧化硫解析裝置5；所述的裝置還包括至少一個氫氧化鈉儲槽2，通過一個帶有泵14的第六導(dǎo)管8與脫硫洗滌塔1連接，通過第一導(dǎo)管19與電解槽(3)連接。
至少一個廢水精制裝置4，通過一個第七導(dǎo)管9與脫硫洗滌塔連接，通過第二導(dǎo)管10與二氧化硫解析裝置5連接。
脫硫洗滌塔1的頂端裝有至少一個氣體導(dǎo)出管15，底部裝有至少一個待處理氣管道16。
電解槽2的陽極室設(shè)有一氫氣導(dǎo)出管18，陰極室設(shè)有一氯氣導(dǎo)出管17。
由于采用上述的方法及裝置，整個脫硫過程不產(chǎn)生固體廢棄物，沒有二次污染，副產(chǎn)品為高純的氫氣、氯氣、氣體二氧化硫、硫酸和固體硫酸鈉，可以加工成多種下游產(chǎn)品，市場需求量大，商業(yè)價值高；另外，采用電解NaCl溶液產(chǎn)生高濃度的NaOH溶液作為脫硫劑進行脫硫，脫硫效率遠(yuǎn)比其他常用的脫硫劑高；初投資相對較低；在電價低廉的場合如電站脫硫的場合，其脫硫運行費在扣除副產(chǎn)品的銷售收入后，將大大低于現(xiàn)有常用的脫硫工藝和方法；另外，它避免了常規(guī)硫酸鈉電解再生法中產(chǎn)生大量難以處理的稀硫酸的缺點。


圖1為本發(fā)明所述的裝置的流程圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明
本發(fā)明所述的氯化鈉電解脫硫方法如下如圖1所示，濃NaCl溶液導(dǎo)入陽離子膜電解槽3的陽極室進行電解。導(dǎo)入前的NaCl溶液是否需要精制，以及精制到何種程度，將視離子膜的選擇、計劃的膜更換周期、用戶承受增加運行費的程度等條件具體而定，它影響到脫硫系統(tǒng)運行的經(jīng)濟指標(biāo)，但對本發(fā)明的原理無實質(zhì)影響。一般來說，精制程度越高，離子膜的使用壽命越長，但精制部分的運行成本也越高。陽離子膜電解槽是氯堿行業(yè)通用的離子膜電解槽。
電解槽3的陽極室溶液入口導(dǎo)入濃NaCl溶液，陰極室的溶液出口則導(dǎo)出濃NaOH溶液。在電解槽3內(nèi)發(fā)生以下電解反應(yīng)
電解產(chǎn)生的濃NaOH溶液作為脫硫劑導(dǎo)入通過第一導(dǎo)管(19)導(dǎo)入NaOH儲槽，再通過帶有泵14的第六導(dǎo)管8導(dǎo)入脫硫洗滌塔1內(nèi)。采用NaOH溶液作為脫硫劑，對待處理的煙氣進行濕法洗滌脫硫，凈化后的煙氣排放至大氣。脫硫洗滌設(shè)備可以是任何一種能使用NaOH脫硫劑的脫硫塔。煙氣中的二氧化硫和脫硫劑發(fā)生以下反應(yīng)
當(dāng)煙氣中存在CO2時，發(fā)生以下反應(yīng)
當(dāng)NaOH消耗完畢后，Na2SO3可以和SO2進一步發(fā)生反應(yīng)
生成的Na2SO3和NaHSO3的混合溶液通過第七導(dǎo)管9導(dǎo)入廢水精制裝置4中進行精置，精置裝置可以為沉淀裝置或過濾裝置。再通過第二導(dǎo)管10導(dǎo)入二氧化硫解析裝置5中，在二氧化硫解析裝置5中發(fā)生如下反應(yīng)
生成的氣體SO2其中一部分直接導(dǎo)出作為脫硫的副產(chǎn)品，另一部分通過第三導(dǎo)管11導(dǎo)入成品硫酸生成裝置6中生成硫酸，在成品硫酸生成裝置中發(fā)生如下反應(yīng)
生成的硫酸的一部分通過第四導(dǎo)管13導(dǎo)回二氧化硫解析裝置5中參與解析反應(yīng)。
二氧化硫解析裝置5中的濃硫酸鈉溶液通過第五導(dǎo)管12導(dǎo)入硫酸鈉濃縮或結(jié)晶裝置7中生成固體硫酸鈉。
權(quán)利要求
1.一種廢氣脫硫方法，包括如下步驟(A)將氯化鈉溶液電解生成氫氧化鈉；(B)用氫氧化鈉為主要成分的溶液作為脫硫劑，對廢氣進行洗滌脫硫；(C)脫硫廢水用硫酸進行二氧化硫解析生成氣體二氧化硫和濃硫酸鈉溶液，部分氣體二氧化硫制成硫酸，濃硫酸鈉溶液進行濃縮或結(jié)晶生成固體硫酸鈉
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫方法，其特征在于所述的步驟(C)中，部分氣體二氧化硫制成的硫酸，引回二氧化硫解析過程參與解析反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫方法，其特征在于所述的步驟(B)以后，脫硫廢水先進行精制再進行步驟(C)。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢氣脫硫方法，其特征在于所述的脫硫廢水精制過程為對脫硫廢水進行沉淀或過濾。
5.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1的方法的裝置，該裝置包括至少一個脫硫洗滌塔(1)；至少一個一膜雙室陽離子膜電解槽(3)，電解槽(3)的陰極室通過一個第一導(dǎo)管(19)與脫硫洗滌塔(1)連接；至少一個二氧化硫解析裝置(5)，通過一個第二導(dǎo)管(10)與脫硫洗滌塔連接；至少一個成品硫酸生成裝置(6)，通過一個第三導(dǎo)管(11)將二氧化硫解析裝置(5)中的氣體二氧化硫引入成品硫酸生成裝置(6)；至少一個硫酸鈉濃縮或結(jié)晶裝置(7)，通過一個第五導(dǎo)管(12)將二氧化硫解析裝置(5)中的濃硫酸鈉溶液引入硫酸鈉濃縮或結(jié)晶裝置(7)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的成品硫酸生成裝置(6)通過一個第四導(dǎo)管(13)將其中的硫酸引回二氧化硫解析裝置(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的裝置還包括至少一個氫氧化鈉儲槽(2)，通過一個帶有泵(14)的第六導(dǎo)管(8)與脫硫洗滌塔(1)連接，通過第一導(dǎo)管(19)與電解槽(3)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的裝置還包括至少一個廢水精制裝置(4)，通過一個第七導(dǎo)管(9)與脫硫洗滌塔連接，通過第二導(dǎo)管(10)與二氧化硫解析裝置(5)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的脫硫洗滌塔(1)的頂端裝有至少一個氣體導(dǎo)出管(15)，底部裝有至少一個待處理氣管道(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述的電解槽(2)的陽極室設(shè)有一氫氣導(dǎo)出管(18)，陰極室設(shè)有一氯氣導(dǎo)出管(17)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低投資、低運行費用、脫硫效率高、無二次污染的利用電解氯化鈉溶液產(chǎn)生氫氧化鈉作為脫硫劑的脫硫方法,以及這種方法所使用的脫硫裝置。尤其適合電價低廉(如火電站脫硫等)的場合。
文檔編號B01D53/50GK1389289SQ0111858
公開日2003年1月8日 申請日期2001年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月5日
發(fā)明者鄭智慧, 覃征遠(yuǎn), 慎義勇 申請人:深圳市柯雷恩環(huán)境科技有限公司