一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法
【专利摘要】本发明涉及一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，属于环境工程技术领域。本发明设计出一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷工艺，并针对性开发出烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷系统，采用FeSO4?Na2S联合工艺，配合精密过滤器进行多级过滤，对硫铵母液进行深度除砷，砷去除率达95%以上，并最终产出的硫酸铵含砷≤0.00005%、氮含量≥21%，其余杂质含量远高于《硫酸铵》国家标准第1号修改单GB 535?1995/XG1?2003的要求，同时，本发明工艺中药剂易购、工艺简单、操作方便。
【专利说明】
一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法
技术领域
[0001 ]本发明属于环境工程技术领域，具体地说，涉及一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法。
【背景技术】
[0002]近年来我国土壤中重金属污染的程度从城郊逐步扩大至农村，污染源主要来自污水和固体废弃物。化肥作为耕地补充物的主要来源之一，部分化肥品种含有的重金属是否会对土壤产生影响也引起了人们的关注。硫酸铵作为烟气脱硫的副产品，砷含量水平较高，长期使用该产品会造成土壤砷富集，目前国内尚没有针对硫酸铵中As净化除杂的工业运行先例。
[0003]目前国内外除砷技术主要可概括为生物法、硫化法、混凝法、离子交换法、高分子粘合剂和滤膜技术、直接沉淀法、光催化氧化法等，这些除砷技术和方法有着各自的优缺点和适用范围。部分除砷方法只能应用于实验室中除砷，其中几种除砷技术和方法已用于工业生产和废水中除砷。
[0004]申请专利号为201210584088.7的中国发明专利“有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法及装置”中涉及硫、砷及重金属的脱除，其中对砷的脱除采用向溶液中加入Fe2+或Fe3+的方法进行脱除，只能做到初步的脱除，净化能力有限，而申请专利号为201210584088.7的中国发明专利“一种硫酸铵溶液脱除杂质的方法”中虽公开了先加工业硫化钠后加硫酸亚铁的净化工艺，但其关键的除杂控制参数并没有涉及，且除杂结果还有待进一步研究。
【发明内容】
[0005]为了克服【背景技术】中存在的问题，本发明针对硫酸铵含砷较高这一问题，对硫酸铵净化工艺进行研究，提供一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，采用FeSO4-Na2S联合工艺，配合精密过滤器，对硫铵母液进行深度除砷。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，使用FeSO4-Na2SK合工艺，配合深度除砷系统的精密过滤器，对硫铵母液进行深度除砷，并最终产出硫酸铵含砷<0.00005%，其具体步骤如下:
[0007]I)低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节PH，再经过O级精密过滤后流入一级曝气氧化塔；
[0008]2)将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中；
[0009]3)将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还原塔中；
[0010]4)启动低速搅拌装置，并从上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽中；
[0011]5)最后母液输送到固铵工序，经过负压蒸馏产生固体硫酸铵。
[0012]作为优选，在步骤I)中，pH控制在7-10之间，且O级过滤精度0.h0.2ym;
[0013]作为优选，在步骤2)中，控制风压0.2-0.6MPa，As/Fe比控制在50-100，I级过滤精度0.5-lym0
[0014]作为优选，在步骤3)中，控制风压0.2-0.610^^8/^比控制在150-200，2级过滤精度0.5-lym0
[0015]作为优选，在步骤4)中，控制搅拌速度为100-150r/min，硫化钠药剂浓度为1-10kg/m3，3 级过滤精度 0.1-0.2μηι。
[0016]作为优选，在步骤5)中，控制净化后母液含砷<0.18mg/L，固体硫酸铵含砷<0.00005%、氮含量之21 %，其余杂质含量符合《硫酸铵》国家标准第I号修改单GB 535-1995/XG1-2003的优等品要求。
[0017]本发明有益效果:
[0018]1、本发明提供一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷系统及工艺，采用FeSO4-Na2S联合工艺，配合精密过滤器，对硫铵母液进行深度除砷，砷去除率达95 %以上，并最终产出硫酸铵含砷<0.00005%、氮含量2 21%。
[0019 ] 2、本发明通过深度除砷系统的精密过滤器实现四级过滤，并对每个步骤中过滤精度进行针对性调整，有效提高了砷的去除率，极大的提高了对硫铵母液中的砷进行深度去除的效果。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的工艺流程图；
[0021 ]图2为本发明的工艺装置图；
[0022]图中，丨-曝气氧化塔:1-1-药剂口 1、1-2-曝气管、1-3-曝气头；
[0023]2-硫化还原塔:2-1-药剂口 I1、2-2-低速搅拌装置；
[0024]3-中间槽、4-精密过滤器、5-环保风机、6-输送栗。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]为实现本发明的烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，本发明提供了烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷系统，所述的深度除砷系统包括曝气氧化塔1、硫化还原塔2、中间槽3、精密过滤器4、环保风机5和输送栗6，其中，曝气氧化塔I构成一级净化塔和二级净化塔，曝气氧化塔I顶部设有药剂口 I 1-1、内设曝气管1-2、底部设曝气头1-3，硫化还原塔2构成三级净化塔，硫化还原塔2顶部设备有药剂口 II 2-1、内部设有低速搅拌装置2-2，一级净化塔、二级净化塔、三级净化塔、中间槽3通过输送栗6、精密过滤器4依次相连，构成多级净化的联合作业设备，一级净化塔、二级净化塔、三级净化塔和环保风机5相连，精密过滤器4的过滤精度为0.1-Ιμπι。
[0027]如图1、图2所示，冶炼生成的低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节pH至7-10，再经过O级精密过滤后流入一级曝气氧化塔，过滤精度为0.1-0.2μπι;将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，控制风压0.2-0.6MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，As/Fe比控制在50-100，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中，控制过滤精度0.5-1μπι;将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，控制风压0.2-0.6MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，As/Fe比控制在150-200，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还原塔中，控制过滤精度0.5-1μπι;启动低速搅拌装置，控制搅拌速度为100-150r/min，并从上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，控制药剂浓度为l_10kg/m3，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽3中，控制过滤精度0.1-0.2μπι;最后母液输送到固铵工序，控制溶液含砷0.18mg/L，经过负压蒸馈产生固体硫酸钱。
[0028]实施例1
[0029]将低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节PH至7，再经过O级精密过滤后流入一级曝气氧化塔，过滤精度为0.Ιμπι;将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，控制风压0.2MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，As/Fe比控制在50，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中，控制过滤精度0.5μπι;将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，控制风压0.2MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，As/Fe比控制在150，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还原塔中，控制过滤精度0.5μπι;启动低速搅拌装置，控制搅拌速度为100r/min，并从上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，控制药剂浓度为lkg/m3，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽中，控制过滤精度0.Ιμπι;最后母液输送到固铵工序，控制溶液含砷0.18mg/L，经过负压蒸馏产生固体硫酸铵，固体硫酸铵含砷0.00005 %、氮含量2 21%，其余杂质含量远高于《硫酸铵》国家标准第I号修改单GB 535-1995/XG1-2003的要求。
[0030]实施例2
[0031 ]将低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节PH至10，再经过O级精密过滤后流入一级曝气氧化塔，过滤精度为0.2μπι;将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，控制风压0.6MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，As/Fe比控制在100，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中，控制过滤精度Ιμπι;将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，控制风压0.6MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，As/Fe比控制在200，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还
[0032]原塔中，控制过滤精度Ιμπι;启动低速搅拌装置，控制搅拌速度为150r/min，并从上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，控制药剂浓度为1kg/m3，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽中，控制过滤精度0.2μπι;最后母液输送到固铵工序，控制溶液含砷0.18mg/L，经过负压蒸馏产生固体硫酸铵，固体硫酸铵含砷0.00005%、氮含量2 21 %，其余杂质含量远高于《硫酸铵》国家标准第I号修改单GB 535-1995/XG1-2003的要求。
[0033]实施例3
[0034]将低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节PH至10，再经过O级精密过滤后流入一级曝气氧化塔，过滤精度为0.2μπι;将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，控制风压0.6MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，As/Fe比控制在75，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中，控制过滤精度Um;将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，控制风压0.5MPa，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，As/Fe比控制在175，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还原塔中，控制过滤精度Ιμπι;启动低速搅拌装置，控制搅拌速度为150r/min，并从上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，控制药剂浓度为1kg/m3，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽中，控制过滤精度0.2μπι;最后母液输送到固铵工序，控制溶液含砷0.15mg/L，经过负压蒸馏产生固体硫酸铵，固体硫酸铵含砷0.00003%、氮含量2 21%，其余杂质含量远高于《硫酸铵》国家标准第I号修改单GB 535-1995/XG1-2003的要求。
[0035]本发明提供一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷系统及工艺，采用FeSO4-Na2SK合工艺，配合精密过滤器，对硫铵母液进行深度除砷，砷去除率达95%以上，并最终产出硫酸铵含砷< 0.00005 %、氮含量2 21 %。药剂易购、工艺简单、操作方便。
[0036]最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:采用FeSO4-Na2SK合工艺，配合精密过滤器，通过三段式分级净化工艺，分级控制溶液砷含量残留，对硫铵母液进行深度除砷，具体步骤如下: (1)低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫铵母液，与浓硫酸混合分解至中和槽中，加入氨水调节pH，再经过O级预处理精密过滤后流入一级曝气氧化塔； (2)将压缩空气通入到一级曝气氧化塔中，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过I级精密过滤后流入二级曝气氧化塔中； (3)将压缩空气通入到二级曝气氧化塔中，并从上部的药剂口加入硫酸亚铁，进行曝气氧化反应，充分反应后，经过2级精密过滤后流入三级硫化还原塔中； (4)启动硫化还原塔的低速搅拌装置，并从硫化还原塔上部的药剂口加入硫化钠，进行硫化还原反应，充分反应后，经过3级精密过滤后进入中间槽中； (5)最后将母液输送到固铵工序，经过负压蒸馏产生固体硫酸铵。2.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:所述工艺步骤(I)中，pH控制在7-10之间，O级预处理过滤精度0.1-0.2μπι。3.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:所述工艺步骤(2)中，控制风压0.2-0.6MPa，As/Fe比控制在50-100，I级过滤精度0.5_1μπι，净化后的溶液含砷<0.72mg/L。4.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:所述工艺步骤(3)中，控制风压0.2-0.6MPa，As/Fe比控制在150-200，2级过滤精度0.5_1μπι，净化后的溶液含砷<0.36mg/L。5.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:所述工艺步骤(4)中，控制搅拌速度为100-150r/min，硫化钠药剂浓度为l-10kg/m3，3级过滤精度0.1 -0.2μπι，净化后的溶液含砷<0.18mg/L。6.根据权利要求5所述的一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷方法，其特征在于:所述工艺步骤(5)中，固体硫酸铵含砷< 0.00005%、氮含量2 21%。
【文档编号】C01C1/24GK105858685SQ201610190210
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】朱海成, 刘克洋, 杨伟, 薛灿, 张殿彬, 唐君松, 赵红梅, 蔡欢, 黎学坤, 丁防盛, 包万寿, 谢祖刚, 杨新昌, 应希源, 甫耀富, 段富强, 徐刚, 舒永森, 蒋枝福, 彭情亮, 王文杰, 卢叶, 韩冰莓
【申请人】云南驰宏资源综合利用有限公司