CN102247742A - 一种烧结烟气脱硫溶液净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烧结烟气脱硫溶液净化工艺，所述工艺包括的步骤有：收集脱硫溶液的贫液；对收集的贫液进行沉降；对沉降后得到的下层滤渣液进行过滤；对下层滤渣液过滤后得到的滤液进行碱度调节处理；对碱度调节处理后得到的上层清液进行冷冻结晶，并采用离心分离使冷冻结晶后的得到的固体和液体分离；对沉降后得到的上层清液以及固体和液体分离后得到的液体进行净化，净化后的液体被用为将循环利用的脱硫溶液贫液。根据本发明的烧结烟气脱硫溶液的净化工艺能有效脱除悬浮物及脱硫溶液中的大部分金属离子，并对脱硫溶液中的高浓度硫酸根离子进行回收。

Description

一种烧结烟气脱硫溶液净化工艺

技术领域

本发明涉及一种净化处理工艺，更具体地讲，本发明涉及一种在烟气脱硫工艺中对脱硫溶液进行净化处理的工艺。

背景技术

烧结矿生产过程中产生的烟气由于含有大量的二氧化硫、三氧化硫和氯化氢及其游离氯等而不能直接排入大气，必须经过净化处理工艺。可再生烟气脱硫工艺就是一种对烧结矿生产过程中产生的烟气进行净化处理的工艺。具体地讲，可再生烟气脱硫工艺是利用诸如胺液或离子液的脱硫溶液在低温下吸收烟气中的二氧化硫，然后在高温下解吸二氧化硫，以获得较高纯度的二氧化硫气体并使脱硫溶液恢复吸收烟气中二氧化硫的能力使得脱硫溶液可以循环使用的工艺。在可再生烟气脱硫工艺中，将脱硫溶液在低温下吸收二氧化硫后的得到的溶液称为富液，将富液在高温下解吸出二氧化硫后得到的溶液成为贫液。

在烧结烟气中，除了含有大量的二氧化硫之外，烧结烟气的主要特点是含尘量高，Cl^-、SO₃ ^2-、SO₄ ^2-等强酸根离子含量高。脱硫溶液因长期循环使用，使得脱硫溶液中悬浮物、金属离子、酸根离子的浓度等不断累积富集，从而累积的悬浮物会导致***的堵塞，累积的金属离子会降低脱硫溶液的脱硫性能并会引起脱硫溶液发泡，并且部分金属离子成份对脱硫溶液成份含量的降低也有影响。总之，脱硫溶液中悬浮物、金属离子和酸根离子的累积会影响脱硫溶液对二氧化硫的吸收效率并使可再生烟气脱硫工艺难以顺行，另外还会造成脱硫溶液损耗增大。

US578864A阐述了采用悬浮物与热稳定盐的组合工艺对脱硫溶液进行净化处理，其中，热稳定盐处理工艺采用树脂脱除，悬浮物采用机械过滤脱除。CN101219815A在US578864A专利技术基础上，对树脂脱盐工艺进行改进，增加了循环水箱与连接循环水箱的泵，用于对洗涤树脂上吸附的脱硫剂的洗涤，洗涤后的洗涤水，返回循环水箱后被循环利用，当水箱中脱硫溶液浓度达到一定值后，将溶液送入脱硫***。该申请目的在于减少树脂脱盐脱硫剂的损耗与向***添加的水量。发明专利CN101966424A采用冷冻结晶脱除硫酸根离子和树脂脱除氯离子的组合来脱除强酸根离子，从而脱除热稳定性盐。然而，发明专利CN101966424A未能脱除硫溶液中的悬浮物和金属离子，并且硫溶液中的悬浮物和金属离子成分也不能通过冷冻结晶与树脂脱盐进行净化处理。

因此，亟待一种能够去除脱硫溶液中的悬浮物、金属离子与强酸根离子等成份的净化工艺。

发明内容

针对现有脱硫溶液净化处理技术对超细悬浮物、重金属离子处理存在的不足，本发明提供了一种在线/离线烧结烟气脱硫剂净化处理工艺，该工艺简单、设备少，运行成本低，过滤除杂效果好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种烧结烟气脱硫溶液净化工艺，所述工艺包括的步骤有：收集脱硫溶液的贫液；对收集的贫液进行沉降；对沉降后得到的下层滤渣液进行过滤；对下层滤渣液过滤后得到的滤液进行碱度调节处理；对碱度调节处理后得到的上层清液进行冷冻结晶，并采用离心分离使冷冻结晶后的得到的固体和液体分离；对沉降后得到的上层清液以及固体和液体分离后得到的液体进行净化，净化后的液体被用为将循环利用的脱硫溶液贫液。

在本发明的实施例中，可在沉降步骤中加入悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂，并且沉降步骤可执行4小时至8小时。此外，金属离子沉淀剂可为与金属阳离子进行反应而生成沉淀的试剂。具体地讲，金属离子沉淀剂可为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠。

在根据本发明的另一实施例中，对收集的贫液中的一部分贫液可直接进行碱度调节处理。

根据本发明的实施例，离心分离后得到固体可为硭硝。

根据本发明的实施例，在碱度调节处理步骤，对碱度调节处理后得到的下层滤渣液进行过滤。

附图说明

通过下面参照附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了可再生烟气脱硫***的示意性框图；

图2示出了根据本发明示例性实施例的烧结烟气脱硫溶液的净化工艺的方框图。

具体实施方式

下面将详细描述根据本发明的具体示例性实施例。

图1示出了可再生烟气脱硫***1000的示意性框图。

在图1中，在可再生烟气脱硫***1000中，脱硫溶液在吸收塔100内吸收烟气中的二氧化硫，然后将收集的富液送入解吸塔200进行解吸，将解吸后的贫液在净化***300中进行净化处理，最终将净化后的贫液再次送入吸收塔100，从而实现脱硫溶液的循环利用。

然而，从解吸塔200收集的脱硫溶液的悬浮物(如粉尘)浓度高、金属离子浓度高，并且容易引起脱硫***堵塞与脱硫溶液的发泡，从而影响了脱硫溶液的脱硫效率并加大了它的损耗。

因此，针对现有技术中脱硫溶液净化处理技术对超细悬浮物、重金属离子处理能力的不足，本发明提供了一种在线/离线烧结烟气脱硫溶液的净化工艺。

根据本发明的示例性实施例，脱硫溶液中的粉尘等杂质通过4-8小时的沉降分离后，粉尘等杂质能与脱硫溶液较好地分离，上层清液与将下层的悬浮物进行过滤后的液体通过碱度调节进行进一步沉淀、进一步脱出其中溶解的重金属杂质以及其悬浮物，经沉淀后的清液进一步进行冷冻结晶及离心分离，经离心分离后的清液及沉降分离后的上层清液(如其中硫酸根离子含量低于30g/L)返回吸收塔100。

下面将参照附图来详细地描述根据本发明的烧结烟气脱硫溶液的净化工艺。

图2示出了根据本发明示例性实施例的烧结烟气脱硫溶液的净化工艺的方框图。

如图2所示，在步骤S10，储存(收集)经可再生烟气脱硫工艺中的解吸塔解吸后的脱硫溶液(即，贫液)。

在步骤S20，向将要进行沉降的贫液中同时添加悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂，使贫液进行沉降(例如，沉降4-8小时)。具体地讲，通过向贫液中添加悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂，使贫液中的悬浮物(例如，粉尘等)和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Mn²⁺等金属阳离子通过与悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂发生物理或化学作用而进行沉降，从而得到包含Cl^-、SO₄ ^2-、SO₃ ^2-、NO₃ ^-等阴离子的上层清液和包含诸如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Mn²⁺等金属离子的沉淀物和粉尘的下层滤渣液。

在这里，悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂可以分别以粉末状混合后再配制成溶液，或者分别配制成溶液后再进行混合。金属离子沉淀剂可以是用来与Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Mn²⁺等金属阳离子进行反应而生成沉淀的试剂(如氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠)。悬浮物助滤剂加速悬浮物的沉淀与沉降，例如可以是硅藻土。

在步骤S30，对贫液沉降后得到的下层滤渣液进行过滤(例如，压滤)。具体地讲，过滤后将滤渣排出以去除贫液中的悬浮物(例如，粉尘等)和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Mn²⁺等金属阳离子，并将过滤后得到的滤液在步骤S40进行碱度调节。

在步骤S40，可利用碱性物质进行碱度调节。例如，可以利用NaOH溶液进行碱度调节，从而使滤液和来自步骤S20的沉降后的上层清液中所含的诸如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等金属离子进一步沉降，从而进一步脱去除了Na⁺之外的金属离子。

为了更好地脱除贫液中包含的金属离子，将在步骤S40进行碱度调节后的脱硫溶液贫液中的下层滤渣液再次返回至步骤S30以再次进行过滤。与上述步骤S30相似，将滤液进行碱度调节(步骤S40)，将滤渣排出。例如，可将压滤渣从压滤机排渣口排出。

这里，对于沉淀后排出的过滤渣，可采用工业用水进行多次冲洗，并且冲洗过的水可单独存放，作为下次的冲洗用水。经多次使用后，冲洗用水可与沉淀后的滤液一起进行碱度调节。

将在步骤S40进行碱度调节后的脱硫溶液贫液中的上层清液进行冷冻结晶(步骤S50)。

具体地讲，在步骤S50，利用物质在不同温度下溶解度不同的原理，通过冷冻结晶处理，使上层清液中特定的物质析出。进行冷冻结晶的上层清液的成分主要为Na₂SO₄溶液、NaCl溶液和NaNO₃溶液等可溶性钠盐。也就是说，在本发明中，进行冷冻结晶的上层清液主要含Na₂SO₄、NaCl和NaNO₃，利用Na₂SO₄的溶解度曲线，控制温度使Na₂SO₄全部或大部分结晶析出，而使NaCl和NaNO₃仍保持液态。根据本发明的一个实施例，在步骤S50可采用本领域常见的冷冻结晶工艺，本发明不限于此。

在步骤S60，将进行了冷冻结晶的脱硫溶液贫液进行离心分离，以使冷冻结晶后的固液分离。这里，可利用离心分离机进行离心分离处理，本发明不限于此。具体地讲，离心出来的结晶物经处理后可以得到副产品硭硝(Na₂SO₄·10H₂O)，而离心分离得到的液体送至净化液贮槽进行净化(步骤S70)。

此外，在沉降步骤S20得到的上层清液的一部分可直接送至净化液贮槽进行净化(步骤S70)。具体地讲，该处理的主要作用是当在步骤S20得到的上层清液的硫酸根浓度较低时，所述上层清液在仅脱出悬浮物后通过净化处理(步骤S70)即可返回吸收塔。

在步骤S70净化的液体(即，贫液)可直接返回可再生烟气脱硫工艺中的吸收塔进行循环利用。

可选地，可利用树脂对步骤S70净化的液体进行吸附以去除Cl^-、NO3^-等离子，从而实现对脱硫溶液的进一步净化。

因此，根据本发明示例性实施例的烧结烟气脱硫溶液的净化工艺的优势在于：

(1)能有效脱除脱硫溶液中的诸如粉尘的悬浮物、大部分金属离子以及SO₄ ^2-、Cl^-、NO3^-等阴离子；

(2)对于脱硫溶液中的高浓度硫酸根离子进行回收，可得到纯度大于96％的硭硝，且不带来二次污染；

(3)减小了树脂用量及负荷，提高了脱硫溶液中氯离子、硝酸根离子等酸根离子的脱除率；

(4)由于对树脂脱盐前的脱硫溶液进行金属离子与悬浮物的脱除，从而提高了树脂使用效果；

(5)避免了因脱硫溶液的长期循环使用而造成的可再生烟气脱硫***的管路堵塞，有利于***的稳定顺行。

尽管已经示出和描述了本发明的若干实施例，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以在实施例中做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种烧结烟气脱硫溶液净化工艺，所述工艺包括的步骤有：

收集脱硫溶液的贫液；

对收集的贫液进行沉降；

对沉降后得到的下层滤渣液进行过滤；

对下层滤渣液过滤后得到的滤液进行碱度调节处理；

对碱度调节处理后得到的上层清液进行冷冻结晶，并采用离心分离使冷冻结晶后的得到的固体和液体分离；

对沉降后得到的上层清液以及固体和液体分离后得到的液体进行净化，净化后的液体被用为将循环利用的脱硫溶液贫液。

2.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，在沉降步骤中加入悬浮物助滤剂和金属离子沉淀剂。

3.根据权利要求1或2所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，沉降步骤执行4至8小时。

4.根据权利要求2所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，金属离子沉淀剂为与金属阳离子进行反应而生成沉淀的试剂。

5.根据权利要求4所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，金属离子沉淀剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种与二乙基二硫代氨基甲酸钠。

6.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，对收集的贫液中的一部分贫液直接进行碱度调节处理。

7.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，离心分离后得到固体为硭硝。

8.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫溶液净化工艺，其中，在碱度处理调节步骤，对碱度调节处理后得到的下层滤渣液进行过滤。

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