一种氧化-吸收脱除燃煤烟气中气态二氧化硒的方法与流程

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种氧化-吸收脱除燃煤烟气中气态二氧化硒的方法。

背景技术

二氧化硒是燃煤烟气中挥发性物种中的硒的一种主要的存在形态，由于其挥发性强，可随烟气中的其他共存气体co2、so2、nox等排放大气中，导至大气环境和生态的严重恶化，影响人类身体健康。因此，有效脱除烟气中seo2成为硒排放控制的关键。

目前，燃煤烟气中seo2的主要控制方法集中在使用钙基吸收剂吸收，如氧化钙吸收高温烟气中的seo2；使用活性炭吸附烟气中的seo2；以及结合fgd工艺在脱硫塔中对so2和seo2的进行同时吸收。但上述方法由于存在技术和经济多方面的问题，均未投入工业化应用。本发明采用氧化结合吸收技术脱除燃煤烟气中的气态seo2，利用现有的湿法烟气脱硫装置，不仅可以实现seo2的高效脱除，而且能够降低seo2的毒性，具有重要的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种氧化-吸收脱除燃煤烟气中气态二氧化硒的方法，其特征在于，

氧化-吸收脱除煤烟气中气态二氧化硒的过程为：将制备的氧化剂和吸收剂同时自喷淋塔上部喷入，与喷淋吸收塔下部引入的燃煤烟气形成对流，使烟气中气态seo2充分反应，实现seo2向硒酸盐的转化并被吸收。其中，氧化剂为亚氯酸钠、芬顿试剂、过氧化氢、次氯酸钠的一种或多种试剂的组合，并按一定比例配制而成，并附加有辅助氧化手段，包括紫外辐射；吸收剂为碳酸钙、氢氧化钙的一种或两种试剂的组合，按一定比例配制成浆液。

所述氧化剂的制作方法如下：

氧化剂i：在室温条件下，将亚氯酸钠和次氯酸钠配制成亚氯酸钠质量分数为0.1wt％～1wt％，次氯酸钠质量分数为1wt％～5wt％的氧化剂溶液，其中亚氯酸钠/次氯酸钠的质量比为1：1～1：50，溶液ph为3～8，搅拌时间为3～5分钟。

氧化剂ii：在室温条件下，用30％h2o2和硫酸亚铁配制成fe²⁺/h2o2摩尔比为0～1的氧化剂溶液。

所述吸收剂的配制方法如下：

吸收剂i为质量分数1wt％～15wt％的碳酸钙浆液。

吸收剂ii为质量分数1wt％～15wt％的氢氧化钙浆液。

吸收剂iii为质量分数1wt％～15wt％的碳酸钙和质量分数1wt％～15wt％的氢氧化钙按质量比10：1～1：10的混合浆液。

当使用氧化剂ii时，辅助氧化手段指使用波长范围为185～254nm范围的紫外辐射氧化剂ii，使之产生氧化性自由基，提高氧化剂的氧化效果。

所述喷淋吸收塔顶部设有喷淋层和除雾器，底部设有持液槽。运行时烟气可通过引风机或增压风机从吸收塔下部引入，与吸收塔顶部喷淋的氧化剂和吸收剂充分反应，同时持液槽内的氧化剂和吸收剂可通过循环浆液泵循环使用。反应净化的烟气，经除雾器从烟囱排出。反应条件为溶液ph为4～8，反应温度为40℃～80℃，气体压力为0.1--0.15mpa，停留时间为4-5秒。

本发明的有益效果为：提供了一种氧化-吸收脱除气态seo2的方法，能够高效脱除烟气中的seo2，同时大大降低其毒性。利用现有烟气脱硫系统，无需另置设备，方法简单易行，投资和运行费用低。

附图说明

图1为本发明提供的一种氧化-吸收脱除燃煤烟气中气态二氧化硒的方法的流程图。

图中各标号如下：1.增压风机；2.喷淋吸收塔；3.除雾器；4.循环浆液喷头；5.氧化剂喷头；6.紫外发生装置；7.集液槽；8.循环泵；9.氧化剂制备槽；10.氧化剂泵；11.浆液(吸收剂)制备槽；12.浆液泵

具体实施方式

本发明提供了一种氧化-吸收脱除燃煤烟气中气态我二氧化硒的方法，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

按照图1所示工艺路线，烟气经1.增压风机进入2.喷淋吸收塔，与上方经5.氧化剂喷头喷入来自9.氧化剂制备槽的氧化剂反应，再被4.循环浆液喷头喷下的吸收剂吸收，进入7.集液槽中，浆液循环由8.循环泵完成，在循环泵前与来自11.浆液(吸收剂)制备槽的补充的吸收剂浆液混合，进入2.喷淋吸收塔。当使用氧化剂ii时，开启6.紫外发生装置，进行辅助氧化。

本发明氧化剂的氧化-吸收原理为：将烟气中seo2氧化为高价态，并被钙基溶液吸收去除。其作用机理如下：

氧化剂i：

(1)2clo2^-→clo3^-+clo

(2)clo3^-+3seo3^2-→cl^-+3seo4^2-

(3)clo^-+seo3^2-→cl^-+seo4^2-

(4)3naclo→2nacl+naclo3

(5)clo3^-+3seo3^2-→cl^-+3seo4^2-

(6)clo^-+seo3^2-→cl^-+seo4^2-

氧化剂ii：

(9)2ho2·+seo2→seo3+h2o+o2

(10)2ho·+seo2→seo3+h2o

在喷淋吸收塔内吸收剂的吸收原理为：

(1)2ca(oh)2+seo4^2-→caseo4+2h2o

(2)caco3+seo4^2-→caseo4+co3^2-

下面列举实施例进一步说明。

实施例1：

首先配制氧化剂i，在室温条件下，称取1kg市售分析纯亚氯酸钠，50kg次氯酸钠溶于949l高纯水中，配制成质量分数为0.1％的亚氯酸钠，5％的次氯酸钠氧化剂溶液950l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到4，即制得氧化剂i。配制10％的碳酸钙浆液作为吸收剂，将100kg碳酸钙加入到900kg水中，充分搅拌5min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由氧化剂喷头和吸收剂自喷淋吸收塔上部喷下，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收，对于含seo2浓度为100μg/m³的烟气，液气比为1：250，即1000l氧化剂和吸收剂，可处理2.5×10⁵m³烟气。

在此浓度及ph下，氧化效率为80％，吸收效率98％。

实施例2：

首先配制氧化剂i，在室温条件下，称取10kg市售分析纯亚氯酸钠，10kg次氯酸钠溶于980l高纯水中，配制成质量分数为1％的亚氯酸钠，1％的次氯酸钠氧化剂溶液980l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到5，即制得氧化剂i。配制10％的氢氧化钙浆液作为吸收剂，将100kg氢氧化钙加入到900kg水中，充分搅拌5min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由氧化剂喷头和吸收剂自喷淋吸收塔上部喷下，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收，对于含seo2浓度为100μg/m³的烟气，液气比为1：500，即1000l氧化剂和吸收剂，可处理5×10⁵m³烟气。

在此浓度及ph下，氧化效率为85％，吸收效率98％。

实施例3：

首先配制氧化剂i，在室温条件下，称取10kg市售分析纯亚氯酸钠，50kg次氯酸钠溶于940l高纯水中，配制成质量分数为1％的亚氯酸钠，5％的次氯酸钠氧化剂溶液940l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到6，即制得氧化剂i。配制12％的氢氧化钙碳酸钙混合浆液作为吸收剂，氢氧化钙/碳酸钙质量比为1：5，将20kg氢氧化钙，100kg碳酸钙加入到880kg水中，充分搅拌5min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由氧化剂喷头和吸收剂自喷淋吸收塔上部喷下，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收，对于含seo2浓度为100μg/m³的烟气，液气比为1：750，即1000l氧化剂和吸收剂，可处理7.5×10⁵m³烟气。

在此浓度及ph下，氧化效率为90％，吸收效率98％。

实施例4：

首先配制氧化剂i，在室温条件下，称取5kg市售分析纯亚氯酸钠，20kg次氯酸钠溶于975l高纯水中，配制成质量分数为0.5％的亚氯酸钠，2％的次氯酸钠氧化剂溶液975l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到4，即制得氧化剂i。配制10％的氢氧化钙浆液作为吸收剂，将100kg氢氧化钙加入到900kg水中，充分搅拌5min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由氧化剂喷头和吸收剂自喷淋吸收塔上部喷下，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收，对于含seo2浓度为100μg/m³的烟气，液气比为1：500，即1000l氧化剂和吸收剂，可处理5×10⁵m³烟气。

在此浓度及ph下，氧化效率为87％，吸收效率98％。

实施例5：

首先配制氧化剂ii，用市售30％h2o2溶液与高纯水配置为10％的稀溶液1000l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到3，即制得氧化剂ii，在喷淋塔喷头附近加装紫外灯，波长为185～254nm，外设石英保护套管。配制质量比为2：1的碳酸钙氢氧化钙混合浆液作为吸收剂，总质量分数为15％，将10kg碳酸钙，5kg氢氧化钙加入到85kg水中，充分搅拌3min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由喷头自喷淋吸收塔上部喷下，同时开启紫外灯，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收。

在此浓度及ph下，氧化效率为53％，吸收效率98％。

实施例6：

首先配制氧化剂ii，用市售30％h2o2溶液与高纯水配置为10％的稀溶液1000l，搅拌3～5分钟，搅拌过程中加入少量1％稀hno3将ph调节到2，即制得氧化剂ii，在喷淋塔喷头附近加装紫外灯，波长为185～254nm，外设石英保护套管。配制质量比为2：1的碳酸钙氢氧化钙混合浆液作为吸收剂，总质量分数为15％，将10kg碳酸钙，5kg氢氧化钙加入到85kg水中，充分搅拌3min。将氧化剂i与吸收剂浆液按体积比1：1，经由喷头自喷淋吸收塔上部喷下，同时开启紫外灯，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气中的seo2进行氧化吸收。

在此浓度及ph下，氧化效率为64％，吸收效率99％。