变的骨架上的碳酸氢根离子同溶液中游离的硫酸根离子进行交换，整个交换过程遵循等当量交换原则，而且在树脂颗粒表面和内部都发生了离子交换过程，从而溶液中碳酸氢根离子的量增加，收集柱底碳酸氢钠流出液。通常情况下，液膜扩散或颗粒扩散的速度决定离子交换的总速度。
[0025]第三步，树脂的转型:将步骤二失效后所得的树脂采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以6?8BV/h的流速洗涤树脂至pH值为7?9，再采用体积3?5BV、摩尔浓度为I?2mol/L的碳酸氢铵溶液或碳酸溶液以1.5?2BV/h的流速淋洗树脂，又再生成HC03—型阴离子交换树脂，放入封闭容器内备用。特别的，若用碳酸氢铵溶液再生树脂，那么流出液是硫酸铵与碳酸氢铵，对流出液进一步酸化干燥可得到硫酸铵;若用碳酸溶液再生树脂，那么流出液则为纯硫酸，相当于将脱除的二氧化硫转化为了硫酸铵或纯硫酸，都具有商业价值。
[0026]第四步:结晶得到碳酸氢钠:将步骤二所得到的碳酸氢钠流出液结晶后，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生。
[0027]下面通过具体实施例进行详细说明。实施例1-5中的双盐溶液即为碳酸氢钠脱硫产物酸化后所得硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液。本发明中硫酸钠与碳酸氢钠总的质量浓度为I %，硫酸钠与碳酸氢钠浓度比为9: I的混合溶液，离子交换柱体积为120mL。
[0028]实施例1:
[0029]I)将强碱凝胶苯乙烯型树脂LX1-201(生产厂家为:西安蓝晓科技新材料股份有限公司)采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以6BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，再用体积4BV的摩尔浓度为lmol/L的碳酸氢铵溶液以1.5BV/h流速淋洗树脂，最后再用去离子水以6BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，得到HC03—型阴离子交换树脂。
[0030]2)将HC03—型阴离子交换树脂采用湿法填充于阴离子交换柱中，室温下，将碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液以3BV/h的流速通过树脂床层，S042—与树脂上结合的HC03—发生交换反应，收集柱底碳酸氢钠流出液，以流出液中出现S042—时为终点，停止收集，测定出流出液体积为6.3BV。
[0031]实施例2:放大实验
[0032]I)将强碱凝胶苯乙烯型树脂LX1-201采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以8BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，然后用5BV的摩尔浓度为1.2mol/L的碳酸氢铵溶液以I.5BV/h流速淋洗树脂，再用去离子水以8BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，得到HC03—型阴离子交换树脂。
[0033]2)分别向两根交换柱中各装填满湿树脂(即HC03—型阴离子交换树脂)，再将两个交换柱串联起来，将碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液以2BV/h的流速通过树脂床层，当第二个交换柱流出液中S042—出现时，停止收集，对两根交换柱里的树脂进行再生，开始第二批的纯化实验并重复进行多次。测定出第一批次流出液体积为14BV，第二批次流出液体积为12.4BV，第三批次流出液体积为12BV，第四批次流出液体积为11.5BV，第五批次流出液体积为10.8BV。放大实验结果表明，由于收集的流出液体积数值较大，说明树脂处理溶液能力高，吸附性能稳定，再生处理后的树脂吸附性能理想，保持较高的吸附率。
[0034]实施例3:
[0035]I)将强碱凝胶苯乙烯型树脂LX1-201采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以6BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，然后用体积为3BV、摩尔浓度为2mol/L的碳酸氢铵溶液以2BV/h流速淋洗树脂，再去离子水以6BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，得到HC03—型阴离子交换树脂。
[0036]2)将HC03—型阴离子交换树脂采用湿法填充于阴离子交换柱中，室温下，将pH值为7的碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液以8BV/h的流速通过树脂床层，S042—与树脂上结合的HC03—发生交换反应，收集柱底流出液，以流出液中的S042—出现为终点，测定出流出液体积为5.6BV。
[0037]实施例4:
[0038]I)将强碱凝胶苯乙烯型树脂LX1-201采用湿法填充于交换柱中，首先采用去离子水以7BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，然后用摩尔浓度为1.5moI/L、体积为5BV、流速为1.8BV/h的碳酸溶液淋洗树脂，再去离子水以6BV/h的流速洗涤树脂至流出液pH值为7?9，得到HC03—型阴离子交换树脂；
[0039]2)将HC03—型阴离子交换树脂采用湿法填充于阴离子交换柱中，室温下，将碳酸氢钠脱硫产物双盐溶液以6BV/h的流速通过树脂床层，S042—与树脂上结合的HC03—发生交换反应，收集柱底流出液，以流出液中的S0/—出现为终点，测定出流出液体积为6BV。
[0040]本发明为了解决现有碳酸氢钠脱硫技术原料成本高和副产物的处理问题，针对碳酸氢钠脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠双盐溶液，首次引入阴离子交换树脂对双盐溶液中的碳酸氢钠进行转化再生，取得了理想的效果，从而得到碳酸氢钠，且可利用碳酸氢铵或碳酸(碳酸可以为碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物)对树脂再生利用，再生流出液具有商业价值。因此，不仅得到脱硫剂碳酸氢钠的再生，而且相当于把SO2转化为了具有商业价值的硫酸铵或纯硫酸。本发明开发了一种选择性好、可循环使用、环境污染少、适于工业化生产的碳酸氢钠离子交换制备工艺，提高了整个碳酸氢钠脱硫工艺的绿色经济性。
【主权项】
1.一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，室温下，将碳酸氢钠作为脱硫剂进行脱硫后产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液通过树脂床层，混合溶液中的S042—与HC03—型阴离子交换树脂上的HC03—发生交换反应，收集柱底碳酸氢钠流出液，以碳酸氢钠流出液中出现S042—时为收集终点；将收集的碳酸氢钠流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成脱硫剂的再生;其中，HC03—型阴离子交换树脂为强碱凝胶苯乙烯型阴离子交换树脂。2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，所述步骤I)中碳酸氢钠与硫酸钠混合溶液通过树脂床层的流速为I.5?8BV/h。3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，将失效后的HC03—型阴离子交换树脂先用去离子水洗涤至流出液pH值为7?9，再用碳酸氢铵溶液或碳酸溶液淋洗树脂，得到HC03—型阴离子交换树脂，HC03—型阴离子交换树脂能够重复利用。4.根据权利要求3所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，所述碳酸氢铵溶液、碳酸溶液的摩尔浓度为I?2mol/L，体积为3?5BV。5.根据权利要求3所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，所述去离子水的流速为6?8BV/h。6.根据权利要求3所述的一种烟气脱硫剂的再生循环方法，其特征在于，所述碳酸氢铵溶液或碳酸溶液的流速为I.5?2BV/h。
【专利摘要】一种烟气脱硫剂的再生循环方法，将HCO3-型阴离子交换树脂采用湿法填充于交换柱中，将碳酸氢钠脱硫产物硫酸钠与碳酸氢钠混合溶液通过树脂床层，收集柱底碳酸氢钠流出液；将流出液结晶后，得到碳酸氢钠，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生；采用去离子水、碳酸氢铵或碳酸溶液先后淋洗填充于交换柱中失效的离子交换树脂进行再生，最后再用去离子水洗涤树脂，又能够得到HCO3-型树脂。本发明引入阴离子交换树脂，完成碳酸氢钠脱硫剂的再生，且负载树脂经过再生后可重复利用，树脂再生流出液也具有商业价值，无废渣废液排放，提高了工艺的绿色经济性和利用率，为回收提供了合理的途径。
【IPC分类】B01D53/96, B01D53/50
【公开号】CN105498539
【申请号】CN201610037737
【发明人】杨岚, 马晓迅, 陈斌, 张香
【申请人】西北大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月20日