專利名稱：一種脫硫溶劑活性再生及凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫硫溶劑活性再生及凈化方法，屬于工業(yè)節(jié)能和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，SO2污染及酸雨危害日益嚴(yán)重。中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究 院、清華大學(xué)等單位研究表明，由于SO2導(dǎo)致的酸雨污染，每年給我國(guó)造成的損失超過(guò)1100 億元，整個(gè)大氣污染所造成的損失，每年約占中國(guó)⑶P的2% -3%。SO2及酸雨污染已成為 制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。
我國(guó)含SO2的廢氣主要來(lái)自燃煤發(fā)電廠、鋼鐵生產(chǎn)中的燒結(jié)機(jī)和冶金爐窯。燒結(jié) 機(jī)是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝的重要設(shè)備，也是鋼鐵生產(chǎn)工藝煙塵排放的重點(diǎn)污染源。燒結(jié)工藝 煙塵排放量約占鋼鐵生產(chǎn)工藝排放總量的42. 3%，而SO2排放量約占59. 7%。隨著鋼鐵冶 金技術(shù)的發(fā)展，高爐容積不斷增大，與之匹配的燒結(jié)機(jī)單機(jī)能力也不斷增大，并且正在向大 型帶式燒結(jié)機(jī)發(fā)展。燒結(jié)機(jī)大型化的發(fā)展趨勢(shì)，必然帶來(lái)單機(jī)廢氣量和煙塵排放量的增大， 因此控制燒結(jié)機(jī)煙塵污染勢(shì)在必行。
為了貫徹《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》(國(guó)發(fā)〔2009〕6號(hào))，國(guó)家工信部于2009年7 月30日發(fā)布了《鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫?qū)嵤┓桨浮?工信部節(jié)〔2009〕340號(hào))，要求“到2011 年，新增燒結(jié)機(jī)脫硫面積15800m2，形成脫硫能力20萬(wàn)噸；重點(diǎn)大中型企業(yè)噸鋼二氧化硫排 放量小于1. 8kg”，并將“噸鋼二氧化硫排放量小于1. 8kg”作為行業(yè)準(zhǔn)入條件之一。山東省 要求現(xiàn)有企業(yè)自2010年I月I日起，執(zhí)行“鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB37/990-2008) ”， 該標(biāo)準(zhǔn)要求排放煙氣中SO2濃度低于200mg/Nm3，粉塵顆粒物濃度低于50mg/Nm3。
燒結(jié)煙氣氣量大、含塵量高、SO2濃度低且波動(dòng)范圍廣，這些特點(diǎn)給SO2治理工作帶 來(lái)難度。目前已經(jīng)應(yīng)用的脫硫工藝主要有鈣法、氨法、活性炭法及有機(jī)胺法等，其中，有機(jī)胺 法脫硫工藝，由于其脫硫溶劑可以循環(huán)使用，故也稱為溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝，它既滿足 國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，又符合現(xiàn)代社會(huì)低碳、節(jié)能的環(huán)保理念，也更能適應(yīng)我國(guó)缺少硫 資源的國(guó)情，因此具有廣闊的推廣前景。
溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝的主要不足之處在于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的循環(huán)使用之后， 脫硫溶劑反應(yīng)活性降低，脫硫能力下降，不能長(zhǎng)期保持脫硫性能穩(wěn)定。在脫硫溶劑循環(huán)使用 的過(guò)程中，燒結(jié)煙氣中的可溶性金屬鹽及不溶性粉塵不斷在脫硫溶劑中富集，給脫硫溶劑 帶來(lái)三方面的危害1、可溶性的金屬化合物(如鐵、銅、鋁、鋅、鉛等元素)溶解于脫硫溶劑 中，部分金屬元素可以與脫硫溶劑中的有效成分結(jié)合，形成復(fù)雜的金屬絡(luò)合物，阻止了脫硫 溶劑進(jìn)一步與燒結(jié)煙氣中的SO2反應(yīng)；2、不溶性的金屬化合物及粉塵進(jìn)入脫硫溶劑，造成脫 硫溶劑中固體雜質(zhì)含量升高，降低了脫硫溶劑與SO2的反應(yīng)活性，宏觀上表現(xiàn)為脫硫能力下 降；3、不溶性粉塵懸浮于脫硫溶劑中，改變了脫硫溶劑的表面張力，加重了脫硫溶劑的發(fā)泡 趨勢(shì)，加快了脫硫溶劑的損失速度，一方面造成了脫硫運(yùn)行成本增加，另一方面，降低了脫 硫溶劑有效濃度，造成燒結(jié)煙氣尾排超標(biāo)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是要提供一種更靈活、更節(jié)能、更環(huán)保、投資更經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行更可靠的 脫硫溶劑活性再生及凈化方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案燒結(jié)煙氣中除含有二氧化硫和粉塵以外，還含有鐵、銅、鋁、 鉛、鋅等十余種金屬元素，在脫硫溶劑脫除燒結(jié)煙氣中二氧化硫的同時(shí)，這些金屬元素和粉 塵也在脫硫溶劑中g(shù)集。
本發(fā)明包括配堿、反應(yīng)、沉淀、分離、鹽化等步驟，其特征在于，提高脫硫溶劑的反 應(yīng)活性利用的是中和沉淀反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)的PH值是在7-10范圍內(nèi)。針對(duì)脫硫溶劑中富集的 金屬元素的種類及理化性質(zhì)，向受污染的脫硫溶劑中加入堿性溶液，脫硫溶劑中的金屬陽(yáng) 離子與堿性溶液中的氫氧根陰離子結(jié)合，形成不溶于水的金屬氫氧化物沉淀，從而加以去 除。所述的“堿性溶液”是指氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿水溶液。為減少脫硫溶劑的富水情 況，避免加堿后脫硫劑濃度大幅降低，所用的堿性溶液濃度應(yīng)盡可能地高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜低 于30% (若條件允許，也可直接選用易溶于水、雜質(zhì)含量少的純固體堿)。在配堿步驟中堿 性溶液與待處理的脫硫溶劑的配比是通過(guò)與堿性溶液混合后脫硫溶劑混合液的PH值確定 的，加堿后的脫硫溶劑混合液的PH值要求在7-10范圍內(nèi)，在此條件下脫硫溶劑中的重金屬 離子可以與堿性溶液的氫氧根反應(yīng)，形成金屬氫氧化物，且可以沉淀完全。在沉淀步驟中去 除脫硫溶劑中不溶性的微細(xì)粉塵利用的是金屬化合物的絮凝作用。利用金屬化合物的絮凝 特性，使脫硫溶劑中不溶性的微細(xì)粉塵發(fā)生聚并，同時(shí)與金屬氫氧化物一起沉淀析出。它的 分離步驟中利用的設(shè)備是壓濾機(jī)，實(shí)現(xiàn)液態(tài)脫硫溶劑與固態(tài)沉淀物的分離。它的鹽化步驟 利用的是酸性溶液。所述的“酸性溶液”是指硫酸、鹽酸、硝酸等強(qiáng)酸水溶液。分離出的脫 硫溶劑通過(guò)加入酸性溶液，將PH值調(diào)整到加堿處理前的正常pH值范圍。本發(fā)明一方面可 以去除脫硫溶劑中富集的多種金屬離子，提高脫硫溶劑的反應(yīng)活性，另一方面可以利用脫 硫溶劑中富集的金屬化合物的絮凝特性去除脫硫溶劑中懸浮的微細(xì)粉塵，降低脫硫溶劑 的發(fā)泡趨勢(shì)。在提高脫硫溶劑反應(yīng)活性的同時(shí)，降低脫硫溶劑的損耗速率，從而達(dá)到一舉兩 得的凈化目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、工藝完善，操作簡(jiǎn)易，處理時(shí)間短；2、經(jīng)濟(jì)適用，投資成本 及運(yùn)行費(fèi)用低；3、運(yùn)行可靠，與離子交換等其他凈化工藝相比，處理過(guò)程脫硫溶劑損失少； 4、節(jié)能環(huán)保，與離子交換等其他凈化工藝相比，能源消耗少，且無(wú)廢水外排；5、配置靈活，與 各種溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝結(jié)合方便，匹配性好；6、“以害治害”，解決了溶劑循環(huán)吸收法 脫硫工藝中脫硫溶劑由于污染不能長(zhǎng)期循環(huán)使用的問(wèn)題。


本發(fā)明有附圖“脫硫溶劑活性再生及凈化方法流程”1頁(yè)，共I幅，用以描述一個(gè)具 體的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
下面就結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
加以說(shuō)明。其中，脫硫溶劑以有機(jī)胺溶 液為例，堿性溶液以質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%氫氧化鈉溶液為例，酸性溶液以質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%工業(yè)濃硫 酸為例加以說(shuō)明。
在圖1中，[I]表示堿液儲(chǔ)罐，[2]表示堿液泵，[3]表示沉降槽，[4]表示濃楽:泵，[5]表示板框式壓濾機(jī)。
本發(fā)明的工藝過(guò)程是這樣的脫硫系統(tǒng)內(nèi)的受污染的有機(jī)胺溶液首先進(jìn)入沉降 槽，并取樣檢測(cè)其pH值,作為后期鹽化處理時(shí)pH值回調(diào)的目標(biāo)值。氫氧化鈉溶液通過(guò)堿液 泵由堿液儲(chǔ)罐輸送至沉降槽，通過(guò)攪拌使二者混合均勻。氫氧化鈉溶液用量由有機(jī)胺溶液 和氫氧化鈉溶液混合后的PH值確定?；旌虾蟮挠袡C(jī)胺-堿液混合液呈弱堿性，pH值控制 在7-10范圍內(nèi)。有機(jī)胺溶液與氫氧化鈉溶液在沉降槽內(nèi)均勻混合后，有機(jī)胺溶液中的重金 屬陽(yáng)離子與氫氧化鈉溶液中的氫氧根陰離子結(jié)合，生成絮狀金屬氫氧化物沉淀。有機(jī)胺溶 液中的微細(xì)粉塵在金屬氫氧化物的絮凝作用下也一起沉淀析出，靜置20-40分鐘后，最終 形成的含有氫氧化物沉淀及不溶性粉塵的有機(jī)胺混合液通過(guò)濃漿泵輸送至板框式壓濾機(jī)， 分離出的金屬氫氧化物及粉塵等作為濾渣排出系統(tǒng)，處理后的有機(jī)胺溶液通過(guò)加入98%濃 硫酸將PH值回調(diào)至處理前有機(jī)胺溶液的正常狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種脫硫溶劑活性再生及凈化方法，包括配堿、反應(yīng)、沉淀、分離、鹽化等步驟，其特征在于，提高脫硫溶劑的反應(yīng)活性利用的是中和沉淀反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)的PH值是在7-10范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的脫硫溶劑活性再生及凈化方法，其特征在于，它的配堿步驟中堿性溶液與待處理的脫硫溶劑的配比是通過(guò)與堿性溶液混合后脫硫溶劑混合液的pH值確定的，脫硫溶劑混合液的PH值要求在7-10范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的脫硫溶劑活性再生及凈化方法，其特征在于，它的沉淀步驟中去除脫硫溶劑中不溶性的微細(xì)粉塵利用的是金屬化合物的絮凝作用。
4.如權(quán)利要求1所述的脫硫溶劑活性再生及凈化方法，其特征在于，它的分離步驟中利用的設(shè)備是壓濾機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的脫硫溶劑活性再生及凈化方法，其特征在于，它的鹽化步驟利用的是酸性溶液。
全文摘要
一種脫硫溶劑活性再生及凈化方法，屬于工業(yè)節(jié)能和環(huán)保的技術(shù)領(lǐng)域，適用于溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝中脫硫溶劑的活性再生及凈化處理。它包括配堿、反應(yīng)、沉淀、分離、鹽化等步驟，其特點(diǎn)在于，在有效清除脫硫溶劑中的重金屬離子的同時(shí)，還能協(xié)同去除不溶性微細(xì)粉塵，提高脫硫溶劑的反應(yīng)活性。本脫硫溶劑活性再生及凈化方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于，1、工藝完善，操作簡(jiǎn)易，處理時(shí)間短；2、經(jīng)濟(jì)適用，投資成本及運(yùn)行費(fèi)用低；3、運(yùn)行可靠，處理過(guò)程脫硫溶劑損失少；4、節(jié)能環(huán)保，能源消耗少，且無(wú)廢水外排；5、配置靈活，與各種脫硫工藝結(jié)合方便，匹配性好；6、“以害治害”，解決了溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝中脫硫溶劑由于污染不能長(zhǎng)期循環(huán)使用的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B01D53/14GK103007685SQ20111028113
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者谷卓奇, 王 忠, 孫玉濤, 陳志軍, 郭永強(qiáng), 侯建勇, 劉光輝, 張穎, 錢綱 申請(qǐng)人:山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司