一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法与流程

本发明涉及一种氮钾复合肥技术，特别涉及一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，属于氮钾复合肥技术领域。

背景技术：

中国工业生产每年排放的粉尘、硫化物、氮氧化物，目前现有技术很难将粉尘、硫化物、氮氧化物一次性处理合格。需要不同的技术和设备分别处理粉尘、硫化物和氮氧化物。处理成本较高，而且处理后的污染物需要二次处理，避免形成二次污染后才能排放。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有烟气处理脱硫脱硝需要不同的技术和设备分别处理粉尘、硫化物和氮氧化物，处理成本较高，而且处理后的污染物需要再次处理才能达到排放的要求的缺陷，提供一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，该方法包括以下步骤：换热氧化单元、电解单元、吸收单元、除尘单元、氧化单元和结晶单元；

换热氧化单元：将经过超重力吸收的烟气和未处理的烟气进行热交换，将未处理的烟气温度降低，并补充适量的新鲜空气，利用补充的氧气在催化塔内将no进一步氧化成no2，提高no2占总氮氧化物的比例。同时，利用未处理烟气的部分余热，将处理过的烟气升温，超过烟气的露点温度以上，避免烟气排放时给人滚滚浓烟的外观。

电解单元：在电解槽中添加氯化钾溶液，在电解槽中电解生成氢氧化钾、氢气和氯气，产生的氢气排除电解槽，可以用于生产氢气产品，电解过程产生的氯气采用文丘里管抽取，用于后期的氧化单元；

吸收单元：利用超重力设备产生的高超重力场，将含有koh的吸收液在填料床表面碾成一张分子级的薄膜，使koh直接与烟气中的硫化物、氮氧化物发生反应，成为亚硫酸盐、亚硝酸盐溶解到吸收液中；同时，吸收液也将烟气中的粉尘进行吸收；吸收液与烟气的直接接触，也将烟气中的余热吸收到液体中；氮氧化物利用氢氧化钾吸收生产亚硝酸钾等盐类物质，从而将脱硫、脱硝合并在一道工序中；

除尘单元：吸收液进入过滤器，分离吸收下来的粉尘；

氧化单元：电解过程产生的氯气和空气抽到水中进行曝气，利用氯气与吸收液反应生成的次氯酸，和空气中的氧气将氧化池中的亚硫酸钾和亚硝酸钾氧化成硫酸钾和硝酸钾；

结晶单元：通过换热器将吸收液吸取的烟气余热进行回收，将吸收液降温的同时，将硫酸钾、硝酸钾在结晶池中结晶析出，并通过离心机离心分离；固体干燥成为混合多元氮钾复合肥，离心母液再次添加氯化钾水溶液，进入电解槽，进行下一轮循环。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力设备烟气从烟气进口进入烟气通道，所述烟气通道内设置有液体分布器，所述液体分布器连通吸收液进液管，吸收液进液管将吸收液从液体分布器中喷入烟气通道内，烟气和吸收液在离心力作用下进入高速旋转的转鼓填料床，所述填料床设置在所述烟气通道的外侧，所述烟气通道与转轴相连，所述转轴一侧连接电机和减速机，所述减速机设置在所述转轴与所述电机之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述填料床、所述液体分布器、所述吸收液进液管和所述烟气通道均设置在外壳内，所述外壳与所述烟气通道连接处设置有第二机封，所述外壳与所述转轴连接处设置有第一机封，所述外壳上下两端分别设置有吸收液出口和烟气出口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述烟气通道与转轴连接处设置有加强轮。

本发明所达到的有益效果是：本发明一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工工艺，一次性进行除尘、吸收硫化物、氮氧化物并能回收余热。其它工艺需要除尘、脱硫、脱硝采用不同的原理，采用不同的设备分阶段处理；采用超重力技术，直接将烟气中的氮氧化物利用氢氧化钾吸收生产亚硝酸钾等盐类物质，从而将脱硫、脱硝合并在一道工序中；电解过程产生的氯气得到综合利用。利用文丘里管，将这些气体和空气一起抽到水中进行曝气，利用氯气与水反应生成的次氯酸，及空气中的氧气将水中的亚硫酸钾和亚硝酸钾氧化成硫酸钾和硝酸钾；生产出多元氮钾复合肥，而常规工艺一般将烟气中的硫化物变成亚硫酸钙或硫酸钙，产品价值很低，含硫量高的石膏用途少，销售量极为有限，长期堆放占用很大场地，往往制约脱硫技术的应用推广。而常规烟气脱硫脱硝采用氨水或尿素将氮氧化物还原成为氮气直接排放，转化过程还需要在高温下进行，往往还需要额外对烟气进行加热，是高成本投入，企业的负担很大。而超重力电解钾盐脱硫脱硝的同时，可以生产出多元氮钾复合肥，首次在脱硫、脱硝的同时副产出高附加值的产品，在脱硫脱硝的同时产生出经济效益；烟气中的粉尘含有各种重金属，其中含量高的铜、锌、银、铅等，甚至还含量少量或微量的金、铂等贵重金属。通过过滤收集后，可以回收，提炼纯化；超重力设备在运转时，烟气和吸收液直接接触，将烟气中的余热吸收下来，再通过换热器将余热回收利用；随着法规的规定的碳减排期限的临近，超重力电解钾盐脱硫脱硝技术，通过调整吸收液ph控制范围，就能够吸收二氧化碳，并解析出纯净的二氧化碳气体，用于生产干冰及其它制品。

如果电解过程中使用nacl代替kcl，在整体工艺上略加调整，可以在脱硫、脱硝、除尘、余热回收的同时，得到硫酸钠、硝酸钠混合物，也可以进一步精制分别得到硫酸钠和硝酸钠。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥工艺整体工作流程图；

图2是本发明超重力设备结构示意图；

图中：1、电机；2、减速机；3、机架；4、转轴；5、第一机封；6、吸收液出口；7、填料床；8、液体分布器；9、烟气进口；10、吸收液进液管；11、第二机封；12、外壳；13、烟气出口；14、烟气通道，15、转鼓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-2所示，一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，该方法包括以下步骤：换热氧化单元、电解单元、吸收单元、除尘单元、氧化单元和结晶单元；

热氧化单元：将经过超重力吸收的烟气和未处理的烟气进行热交换，将未处理的烟气温度降低，并补充适量的新鲜空气，利用补充的氧气在催化塔内将no进一步氧化成no2，提高no2占总氮氧化物的比例。同时，利用未处理烟气的部分余热，将处理过的烟气升温，超过烟气的露点温度以上，避免烟气排放时给人滚滚浓烟的外观

电解单元：在电解槽中添加氯化钾，与电解槽中的原液反应生成氢氧化钾、氢气和氯气，产生的氢气直接排出电解槽后可以利用，电解过程产生的氯气采用文丘里管抽取，用于后期的氧化单元；

吸收单元：利用超重力设备产生的高超重力场，将含有koh的吸收液在填料床表面碾成一张分子级的薄膜，使koh直接与烟气中的硫化物、氮氧化物发生反应，成为亚硫酸盐、亚硝酸盐溶解到吸收液中；同时，吸收液也将烟气中的粉尘进行吸收；吸收液与烟气的直接接触，也将烟气中的余热吸收到液体中；氮氧化物利用氢氧化钾吸收生产亚硝酸钾等盐类物质，从而将脱硫、脱硝合并在一道工序中；

除尘单元：吸收液进入过滤器，分离吸收下来的粉尘；

氧化单元：电解过程产生的氯气和空气抽到水中进行曝气，利用氯气和空气中的氧气与吸收液反应生成的次氯酸，将氧化池中的亚硫酸钾和亚硝酸钾氧化成硫酸钾和硝酸钾；

结晶单元：通过换热器将吸收液吸取的烟气余热进行回收，将吸收液降温的同时，将硫酸钾、硝酸钾在结晶池中结晶析出，并通过离心机离心分离；固体干燥成为混合多元氮钾复合肥，离心母液再次添加氯化钾溶液，进入电解槽，进行下一轮循环。

进一步地，超重力设备烟气从烟气进口9进入烟气通道14，烟气通道14内设置有液体分布器8，液体分布器8连通吸收液进液管10，吸收液进液管10将吸收液从液体分布器8中喷入烟气通道14内，烟气和吸收液在离心力作用下进入高速旋转的转鼓填料床7，填料床7设置在烟气通道14的外侧，转鼓15与转轴4相连，转轴4一侧连接电机1和减速机2，减速机2设置在转轴4与电机1之间，填料床7、液体分布器8、吸收液进液管10和烟气通道14均设置在外壳12内，外壳12与烟气通道14连接处设置有第二机封11，外壳12与转轴4连接处设置有第一机封5，外壳12上下两端分别设置有吸收液出口6和烟气出口13，转鼓15与转轴4连接处设置有加强轮。

具体的，烟气从烟气进口9进入烟气通道14，吸收液进液管10将吸收液从液体分布器8中喷入烟气通道14内，烟气和吸收液在离心力作用下进入高速旋转的转鼓填料床，吸收液在高离心力的作用下。在填料表面形成几个分子级厚度的液膜，并不断与填料发生碰撞，液膜被拉伸、雾化，不断形成新的表面。吸收液中的koh与烟气中的so2，nox,发生分子间的碰撞和反应，形成k2so3，kno2，溶解在吸收液中。吸收液离开转鼓，被甩到超重力设备外壳12的内表面上，流至吸收液出口6处排出。烟气离开转股后，由烟气出口13排出。

我们利用超重力技术和电解技术的结合，利用钾盐（kcl），通过电解生成氢氧化钾（koh），氯气（cl2）,氢气（h2）。利用氢氧化钾来吸收硫化物和氮氧化物，形成亚硫酸钾和亚硝酸钾。再利用氯气将吸收下来的亚硫酸钾和亚硝酸钾等产物，氧化成硫酸钾、硝酸钾等有用产品。并利用换热器将余热回收，将吸收液温度降低，将吸收液中的硫酸钾和硝酸钾结晶析出，通过离心进行分离；分离出的母液再次添加氯化钾进入电解槽进行循环。

整个工艺的基本原理：第一步为电解单元的电解原理：2kcl+2h2o=电解=2koh+h2↑+cl2↑；。第二步为吸收单元的吸收原理：2koh+so2（少量）=k2so3+h2o，2koh+3no2=2kno3+no+h2o；2koh+no2+no=2kno2+h2o。第四步为氧化单元（曝气氧化）的氧化原理：cl2+2h2o=hcl+hclo(次氯酸)+h2o；hclo+k2so3==hcl+k2so4；hclo+kno2==hcl+kno3。

本利用超重力设备产生的高超重力场，将含有koh的吸收液在填料床表面碾成一张分子级的薄膜，使koh直接与烟气中的硫化物、氮氧化物发生反应，成为亚硫酸盐、亚硝酸盐溶解到吸收液中。同时，吸收液也将烟气中的粉尘进行吸收。吸收液与烟气的直接接触，也将烟气中的余热吸收到液体中。避开常规技术中使用氨水或者尿素，将氮氧化物还原成氮气排放，只有原料消耗，而没有产品产出，可减少企业的经济负担。

本发明一种超重力电解钾盐脱硫脱硝多元复合肥加工方法，一次性进行除尘、吸收硫化物、氮氧化物并能回收余热。其它工艺需要除尘、脱硫、脱硝采用不同的原理，采用不同的设备分阶段处理；采用超重力技术，直接将烟气中的氮氧化物利用氢氧化钾吸收生产亚硝酸钾等盐类物质，从而将脱硫、脱硝合并在一道工序中；电解过程产生的氯气和微量氧气得到综合利用。采用文丘里管，将这些气体抽到水中进行曝气，利用氯气与水反应生成的次氯酸，将水中的亚硫酸钾和亚硝酸钾氧化成硫酸钾和硝酸钾；生产出多元氮钾复合肥，常规工艺一般将烟气中的硫化物变成亚硫酸钙或硫酸钙，产品价值很低，销售量又极为有限，往往制约脱硫技术的应用推广。烟气脱硫脱硝往往是高成本投入，企业的负担很大。而超重力电解钾盐脱硫脱硝的同时，可以生产出多元氮钾复合肥，首次在脱硫、脱硝的同时副产出高附加值的产品，在脱硫脱硝的同时产生出经济效益；烟气中的粉尘含有各种重金属，其中含量高的铜、锌、银、铅等，甚至还含量少量或微量的金、铂等贵重金属。通过过滤收集后，可以回收提炼利用；超重力设备在运转时，烟气和吸收液直接接触，将烟气中的余热吸收下来。再通过换热器将余热回收利用；随着法规的规定的碳减排期限的临近，超重力电解钾盐脱硫脱硝技术，通过调整吸收液ph控制范围，就能够吸收二氧化碳，并解析出纯净的二氧化碳气体，用于生产干冰及其它制品。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。