一種煙氣脫硫劑的再生循環方法技術

一種煙氣脫硫劑的再生循環方法，將HCO3-型陰離子交換樹脂采用濕法填充于交換柱中，將碳酸氫鈉脫硫產物硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液通過樹脂床層，收集柱底碳酸氫鈉流出液；將流出液結晶后，得到碳酸氫鈉，完成碳酸氫鈉脫硫劑的再生；采用去離子水、碳酸氫銨或碳酸溶液先后淋洗填充于交換柱中失效的離子交換樹脂進行再生，最后再用去離子水洗滌樹脂，又能夠得到HCO3-型樹脂。本發明專利技術引入陰離子交換樹脂，完成碳酸氫鈉脫硫劑的再生，且負載樹脂經過再生后可重復利用，樹脂再生流出液也具有商業價值，無廢渣廢液排放，提高了工藝的綠色經濟性和利用率，為回收提供了合理的途徑。

Regeneration circulation method of flue gas desulfurizing agent

A recycling method of flue gas desulfurization agent, HCO3- type anion exchange resin filled in by the wet exchange column, sodium bicarbonate and sodium bicarbonate for desulfurization sulfuric acid mixed solution through the resin bed, collected at the bottom of the column effluent will outflow liquid sodium bicarbonate; obtained after crystallization, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate and complete the regeneration of desulfurizing agent; use DI water, ammonium bicarbonate or carbonate leaching solution has filled in the ion exchange column failure in exchange resin regeneration, finally washed with deionized water and resin, HCO3- resin can be obtained. The introduction of anion exchange resin, sodium bicarbonate and complete the regeneration of desulfurizing agent, and the load of the resin can be repeatedly used after being regenerated, the regeneration of resin effluent also has commercial value, no waste residue emissions, improve the process of green economy and utilization way to provide a reasonable recovery.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業廢水利用
，具體涉及一種煙氣脫硫劑的再生循環方法。
技術介紹
當前我國大氣污染日益嚴重，作為世界上最大的煤炭生產國和消費國，二氧化硫排放總量高居世界榜首，在這一背景下，煙氣脫硫技術在最近幾年得到了迅猛發展，但大量的脫硫副產物也隨之而來，對于傳統的石灰石-石膏法，我國僅2010年就產生脫硫石膏5230萬噸，脫硫石膏綜合利用較差，現階段主要是以拋棄堆放為主，既浪費土地資源，又產生環境污染。因此，對脫硫脫硝過程的創新和優化是擺在化工和環境工作者面前的刻不容緩的任務。碳酸氫鈉脫硫方法比傳統的石灰石-石膏法脫硫率高(接近100％脫除率)、反應速率快、堿利用率高，而且可同時脫除氮氧化物和汞等重金屬，同濟大學孫冬梅在《碳酸氫鈉脫硫及其優化條件的篩選探討》及TimothyC.Keener在《StudyoftheReactionofSO2withNaHCO3andNa2CO3》中均提到NaHCO3在不同形態下一般都有較好的脫硫效果，有極大開發利用前途。但面臨兩大問題，即原料成本高和副產物的處理問題，制約了碳酸氫鈉吸收劑在脫硫工業上的發展，使其優勢沒有最大程度發揮出來。NaHCO3煙氣脫硫主要化學反應為：2NaHCO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2+H2O，2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O，Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+2CO2，在溫度不高于413K時，脫硫產物主要是硫酸鈉、二氧化碳、水和未反應的碳酸氫鈉。為了減少成本及副產物污染，“TheAirbornProcessTM”花費了十年時間研究出了一整套碳酸氫鈉脫除SO2(US005980848A、US7393378B2)，碳酸氫鈉再生(US6475458B)及再生副產物肥料提純(US006106796A)的技術并分別申請了專利，且已在美國根特肯塔基州(Airborn公司5MW發電廠示范工程)、懷俄明州(JimBridger發電廠)和西德海爾布隆(Solvary發電廠)等地投入應用。該技術中碳酸氫鈉再生過程主要化學反應方程式為：NH4HCO3+Na2SO4→(NH4)2SO4+NaHCO3↓，即用廉價的碳酸氫銨將較貴的碳酸氫鈉再生出來，對NaHCO3結晶后的殘余液中含有Na2SO4、(NH4)2SO4、NH4HCO3和少量NaHCO3，再經過硫酸酸化后得到硫酸鈉與硫酸銨的雙鹽溶液，Airborn運用分步結晶法，對此廢水進行分離提純，得到高純度硫酸銨，硫酸銨可用作氮肥、礦石浮選、金屬回收、生產耐火材料等，從而獲得較大的經濟效益，分離出來的硫酸鈉再返回到碳酸氫鈉再生階段。該再生過程及副產物利用方法對控制系統精度要求高、耗費熱能、結晶和發汗速率不易有效控制，可循環性不強，因此對脫硫劑碳酸氫鈉的再生及副產物利用是非常有意義的課題，從而降低成本，擴大用碳酸氫鈉法脫硫的普遍性。
技術實現思路
為克服現有技術中的問題，本專利技術的目的是提供一種選擇性好、可循環使用、環境污染少、適于工業化生產、成本低的煙氣脫硫劑再生循環法。為了實現上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：一種煙氣脫硫劑的再生循環方法，將HCO3-型陰離子交換樹脂采用濕法填充于交換柱中，室溫下，將碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫后產物硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液通過樹脂床層，混合溶液中SO42-與HCO3-型陰離子交換樹脂上的HCO3-發生交換反應，收集柱底碳酸氫鈉流出液，以碳酸氫鈉流出液中出現SO42-時為收集終點；將收集的碳酸氫鈉流出液結晶后，得到碳酸氫鈉，完成脫硫劑的再生；其中，HCO3-型陰離子交換樹脂為強堿凝膠苯乙烯型陰離子交換樹脂。所述步驟1)中碳酸氫鈉與硫酸鈉混合溶液通過樹脂床層的流速為1.5～8BV/h。將失效后的HCO3-型陰離子交換樹脂先用去離子水洗滌至流出液pH值為7～9，再用碳酸氫銨溶液或碳酸溶液淋洗樹脂，得到HCO3-型陰離子交換樹脂，HCO3-型陰離子交換樹脂能夠重復利用。所述碳酸氫銨溶液、碳酸溶液的摩爾濃度為1～2mol/L，體積為3～5BV。所述去離子水的流速為6～8BV/h。所述碳酸氫銨溶液或碳酸溶液的流速為1.5～2BV/h。與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果如下：本專利技術在室溫下，用強堿凝膠苯乙烯型陰離子交換樹脂對碳酸氫鈉脫硫產物硫酸鈉與碳酸氫鈉溶液進行離子交換反應及洗脫液結晶，完成脫硫劑碳酸氫鈉的再生，方法簡便，大大降低了生產成本，彌補了碳酸氫鈉法脫硫成本高的缺點，又不會引入其它雜質離子，并且對于脫硫產物的處理量較大，再生效率高，無廢渣廢液排放、資源綜合利用率高、選擇性好，克服了現有技術中對控制系統精度要求高、耗費熱能、結晶和發汗速率不易有效控制，可循環性不強的問題。本專利技術綠色經濟性好，為碳酸氫鈉法在煙氣脫硫領域的大規模使用提供了可能。進一步的，用碳酸氫銨溶液對樹脂進行再生，再生產物為硫酸銨與碳酸氫銨，可進一步酸化得到純硫酸銨，相當于將脫除的二氧化硫轉化為了硫酸銨，具有較大商業價值。進一步的，離子交換后的樹脂可以用碳酸氫鈉脫硫后產物碳酸進行再生循環利用，流出液是純硫酸，相當于將脫除的二氧化硫轉化為了純硫酸，也具有商業價值，并且樹脂重復使用率高。具體實施方式下面采用具體實施例的方式具體地解釋本專利技術，但本專利技術不局限于實施例。本專利技術中BV為樹脂體積，碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫，其中一種為硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液的混合溶液，一種為碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫后產物。本專利技術包括以下步驟：1)將HCO3-型陰離子交換樹脂采用濕法填充于交換柱中，室溫下，將碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫后產物硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液以1.5～8BV/h的流速通過樹脂床層，混合溶液中的SO42-與HCO3-型陰離子交換樹脂上結合的HCO3-發生交換反應，收集柱底碳酸氫鈉流出液，當流出液中出現SO42-時為終點，停止收集。2)將收集的碳酸氫鈉流出液結晶后，得到碳酸氫鈉，完成碳酸氫鈉脫硫劑的再生；其中，BV為樹脂體積。3)將經過步驟1)中交換后失效后的陰離子交換樹脂采用濕法填充于交換柱中，首先采用去離子水以6～8BV/h的流速洗滌至流出液pH值為7～9，再用3～5BV、摩爾濃度為1～2mol/L的碳酸氫銨溶液或碳酸溶液以1.5～2BV/h的速度淋洗樹脂，得到HCO3-型陰離子交換樹脂，所述HCO3-型陰離子交換樹脂為強堿凝膠苯乙烯型。所述若用碳酸氫銨溶液再生樹脂，那么流出液是硫酸銨與碳酸氫銨，對流出液進一步酸化干燥可得到硫酸銨；若用碳酸溶液再生樹脂，那么流出液則為純硫酸，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煙氣脫硫劑的再生循環方法，其特征在于，將HCO3?型陰離子交換樹脂采用濕法填充于交換柱中，室溫下，將碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫后產物硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液通過樹脂床層，混合溶液中的SO42?與HCO3?型陰離子交換樹脂上的HCO3?發生交換反應，收集柱底碳酸氫鈉流出液，以碳酸氫鈉流出液中出現SO42?時為收集終點；將收集的碳酸氫鈉流出液結晶后，得到碳酸氫鈉，完成脫硫劑的再生；其中，HCO3?型陰離子交換樹脂為強堿凝膠苯乙烯型陰離子交換樹脂。

【技術特征摘要】
1.一種煙氣脫硫劑的再生循環方法，其特征在于，將HCO3-型陰離子交換樹脂采用濕法
填充于交換柱中，室溫下，將碳酸氫鈉作為脫硫劑進行脫硫后產物硫酸鈉與碳酸氫鈉混合溶
液通過樹脂床層，混合溶液中的SO42-與HCO3-型陰離子交換樹脂上的HCO3-發生交換反應，
收集柱底碳酸氫鈉流出液，以碳酸氫鈉流出液中出現SO42-時為收集終點；將收集的碳酸氫鈉
流出液結晶后，得到碳酸氫鈉，完成脫硫劑的再生；其中，HCO3-型陰離子交換樹脂為強堿
凝膠苯乙烯型陰離子交換樹脂。
2.根據權利要求1所述的一種煙氣脫硫劑的再生循環方法，其特征在于，所述步驟1)中
碳酸氫鈉與硫酸鈉混合溶液通過樹脂床層的流速為1.5～8BV/h。
3.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊嵐，馬曉迅，陳斌，張香，
申請(專利權)人：西北大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61