一种新型镁法烟气脱硫方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型镁法脱硫方法，包括以下步骤：去杂、脱硫、分离和氧化，并合理控制各步骤的工艺条件，在氧化步骤，向吸收浆液中加入秸秆?污泥基质催化剂，通入空气，进行氧化至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸秆?污泥基质催化剂，上清液直接排放。该方法脱硫效率高，脱硫后的亚硫酸盐氧化速率快，且氧化完全，不会造成二次污染，氧化催化剂用量少，催化效率，大大减少了成本。
【专利说明】
_种新型镁法烟气脱硫方法
技术领域
[0001]本发明涉及大气环境保护技术领域，具体的涉及一种新型镁法烟气脱硫方法。
【背景技术】
[0002]人类的生存和发展离不开能源，而在目前甚至到本世纪中叶或更长的一段时间内，煤炭等矿物燃料的燃烧仍将是人类获取能源的主要途径之一。而煤炭在燃烧提供能源的同时，也产生了大量的SO2和烟尘等大气污染物。因SO2排放造成的酸雨已威胁到世界各国，严重制约着世界经济的可持续发展和人类的身体健康。因此，烟气脱硫势在必行。
[0003]我国盐湖众多，随着钾盐、食盐和芒硝等主导产品的常年开采，镁离子不断富集在盐湖卤水中，仅柴达木盆地盐湖镁盐储量达48亿吨，目前对其提取利用量有限。此外，海盐制盐每年副产约3000万立方米苦卤，同样面临着镁盐大规模开发利用的问题。近年来，镁盐在环境治理中表现了良好的效果，其中，镁法烟气脱硫是一个重要领域。干法脱硫工艺因脱硫率较低、吸收剂利用不充分，应用并不普遍。湿法脱硫工艺是目前使用最为广泛的脱硫技术，占脱硫总装机容量的81.1%。湿法脱硫工艺又可根据脱硫剂品种的不同分为:以石灰石、生石灰为基础的钙法，以氧化镁为基础的镁法，以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法，以合成氨为基础的氨法和以有机碱为基础的碱法。沿海地区还可直接利用海水进行烟气脱硫。
[0004]国外进行镁法烟气脱硫至今已有40多年的历史，其成熟度仅次于钙法烟气脱硫工艺。镁法烟气脱硫使用的镁剂脱硫剂比反应活性很强，比钙剂的反应活性高10多倍，可取的较高的脱硫效率，一般在95%以上，脱硫剂的消耗成本降低;最重要的是在脱硫作业稳定的同时，投资少，由于镁法脱硫副产物烟硫酸镁、硫酸镁有较高的溶解度，从而避免了其在系统中结垢、堵塞等问题的产生。但是其副产物亚硫酸盐氧化较缓慢，增加了副产物回收工艺的能耗，由于iq氧化不充分，会造成排放液的二次污染。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种新型镁法烟气脱硫方法，该方法工艺活性好，脱硫效率高，且副产物亚硫酸盐氧化速率快、且氧化完全，不会造成二次污染，氧化催化剂用量少，催化效率，大大减少了成本。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0008](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0009](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气；
[0010](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0011](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在30_50°C下氧化l_3h，然后调节反应完浆液的pH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放，
[0012]其中所述秸杆-污泥基质催化剂，是由功能化活性炭、活化剂和活性组分组成，所述功能化活性炭以秸杆和污泥为原料制得，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为70-80 %、1.0-2.5 %。
[0013]作为上述技术方案的优选，所述秸杆-污泥基质催化剂的添加量为0.1-0.5g/L。
[0014]作为上述技术方案的优选，所述活性组分为二价钴盐或二价锰盐。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述秸杆-污泥基质催化剂的制备方法包括以下步骤:
[0016](a)将经预处理得到的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在活性组分的水溶液与活化剂溶液混合得到的混合溶液中，浸渍25-40h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体；
[0017](b)将步骤(a)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在600-620°C下烘焙80-110min，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
[0018]作为上述技术方案的优选，步骤(a)中，所述活化剂溶液为氯化锌溶液，其浓度为3mol/L。
[0019]作为上述技术方案的优选，步骤(a)中，所述干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为(6:4)-(9:l)0
[0020]作为上述技术方案的优选，步骤(a)中，所述干燥秸杆粉末和干燥的污泥的预处理方法为:将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10 %的氢氧化钾溶液浸渍5-10h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥。
[0021]作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.1-0.5。
[0022]作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，脱硫塔中的气液比为l_4L/m3。
[0023]作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，空气流量为1.5-1.8m3/h。
[0024]本发明具有以下有益效果:
[0025]本发明提供的方法脱硫活性高、不易结垢，脱硫成本低，且在脱硫过程合理控制脱硫条件，并加入了污泥-秸杆基质催化剂来促进副产物亚硝酸盐的氧化，氧化催化剂用量少，催化效率，大大减少了成本。
【具体实施方式】
[0026]为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
[0027]实施例1
[0028]—种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0029](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0030](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气，其中，氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.1;
[0031](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0032](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入0.lg/L的秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在30°C下氧化lh，然后调节反应完浆液的PH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放；
[0033]其中空气流量为1.5m3/h;
[0034]所述秸杆-污泥基质催化剂的制备为:
[0035]a)将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍5h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥；
[0036]b)将步骤a)制得的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在二价钴盐或二价锰盐的水溶液与3mol/L的氯化锌溶液混合得到的混合溶液中，浸渍25h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体，其中，干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为6:4，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为70%、1.0%;
[0037]c)将步骤(b)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在600°C下烘焙80min，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
[0038]实施例2
[0039]—种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0040](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0041](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气，其中，氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.5;
[0042](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0043](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入0.5g/L的秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在50°C下氧化3h，然后调节反应完浆液的PH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放；
[0044]其中空气流量为1.8m3/h;
[0045]所述秸杆-污泥基质催化剂的制备为:
[0046]a)将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍10h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥；
[0047]b)将步骤a)制得的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在二价钴盐或二价锰盐的水溶液与3mol/L的氯化锌溶液混合得到的混合溶液中，浸渍40h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体，其中，干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为9:1，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为80%、2.5% ;
[0048]c)将步骤(b)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在620°C下烘焙llOmin，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
[0049]实施例3
[0050]一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0051](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0052](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气，其中，氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.2;
[0053](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0054](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入0.2g/L的秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在35°C下氧化1.5h，然后调节反应完浆液的PH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放；
[0055]其中空气流量为1.6m3/h;
[0056]所述秸杆-污泥基质催化剂的制备为:
[0057]a)将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍6h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥；
[0058]b)将步骤a)制得的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在二价钴盐或二价锰盐的水溶液与3mol/L的氯化锌溶液混合得到的混合溶液中，浸渍30h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体，其中，干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为7:3，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为72%、1.5%；
[0059]c)将步骤(b)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在605°C下烘焙85min，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
[0060]实施例4
[0061 ] 一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0062](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0063](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气，其中，氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.3;
[0064](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0065](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入0.3g/L的秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在40°C下氧化2h，然后调节反应完浆液的PH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放；
[0066]其中空气流量为1.7m3/h;
[0067]所述秸杆-污泥基质催化剂的制备为:
[0068]a)将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍7h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥；
[0069]b)将步骤a)制得的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在二价钴盐或二价锰盐的水溶液与3mol/L的氯化锌溶液混合得到的混合溶液中，浸渍35h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体，其中，干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为8:2，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为74%、2.0% ;
[0070]c)将步骤(b)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在610°C下烘焙90min，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
[0071]实施例5
[0072]—种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0073](I)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔；
[0074](2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气，其中，氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为 1:0.4;
[0075](3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放；
[0076](4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入0.4g/L的秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在45°C下氧化2.5h，然后调节反应完浆液的PH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放；
[0077]其中空气流量为1.75m3/h;
[0078]所述秸杆-污泥基质催化剂的制备为:
[0079]a)将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍9h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥；
[0080]b)将步骤a)制得的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在二价钴盐或二价锰盐的水溶液与3mol/L的氯化锌溶液混合得到的混合溶液中，浸渍40h，然后置于真空烘箱中在100-110°C下烘干至恒重，得到前驱体，其中，干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为8:1，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为76%、2.3% ;
[0081]c)将步骤(b)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在615°C下烘焙lOOmin，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。
【主权项】
1.一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)去杂:炉窖中排放的烟气进入预处理塔，通过清水或碱水脱除烟气中的粉尘、重金属、氟离子以及氯离子，然后将预处理后的烟气送入脱硫塔； (2)脱硫:将脱硫所需的氧化镁熟化成氢氧化镁浆液，与氢氧化钠浆液混合作为脱硫剂浆液送入脱硫塔，脱硫剂浆液在脱硫塔的喷淋段进行喷淋，与烟气中的SO2接触反应，得到吸收浆液以及去除二氧化硫的净烟气； (3)分离:将脱硫塔中的去除二氧化硫的净烟气再经过脱硫塔上部的喷淋区，进行深度喷淋和除尘，然后除雾后排放； (4)氧化:将脱硫塔中的吸收浆液由渣浆液栗排出至氧化反应器中，然后向吸收浆液中加入秸杆-污泥基质催化剂，通入空气，在30-50°C下氧化l_3h，然后调节反应完浆液的pH至6-7，通入空气曝气氧化，至检测废水中亚硝酸盐的含量达到排放要求，然后静置沉淀，除去秸杆-污泥基质催化剂，上清液直接排放， 其中所述秸杆-污泥基质催化剂，是由功能化活性炭、活化剂和活性组分组成，所述功能化活性炭以秸杆和污泥为原料制得，活化剂、活性组分在秸杆-污泥基质催化剂中的质量分数分别为70-80 %、1.0-2.5 %。2.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，所述秸杆-污泥基质催化剂的添加量为0.1-0.5g/L。3.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，所述活性组分为二价钴盐或二价锰盐。4.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，所述秸杆-污泥基质催化剂的制备方法包括以下步骤: (a)将经预处理得到的干燥秸杆粉末和干燥后的污泥混合均匀，然后浸泡在活性组分的水溶液与活化剂溶液混合得到的混合溶液中，浸渍25-40h，然后置于真空烘箱中在100-1lO0C下烘干至恒重，得到前驱体； (b)将步骤(a)制得的前驱体放入坩祸中，压实，装填至占坩祸容积的50-80%，然后将坩祸盖子盖紧，置于马弗炉中，在600-620°C下烘焙80-110min，然后自然冷却得到秸杆-污泥基质催化剂。5.如权利要求4所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(a)中，所述活化剂溶液为氯化锌溶液，其浓度为3mol/L。6.如权利要求4所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(a)中，所述干燥秸杆粉末和干燥后的污泥的质量比为(6:4)-(9:1)。7.如权利要求4所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(a)中，所述干燥秸杆粉末和干燥的污泥的预处理方法为:将秸杆和污泥在100-110°C下鼓风干燥至恒重，并粉碎至粒径在0.5mm以下，再用40目的筛子进行筛分;经筛分后的秸杆粉末用质量分数为10%的氢氧化钾溶液浸渍5-10h，再洗涤至中性，并在真空干燥箱中烘干至恒重，得到干燥秸杆粉末和干燥后的污泥。8.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氢氧化镁浆液与氢氧化钠浆液的质量比为1:0.1-0.5。9.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(2)中，脱硫塔中的气液比为l-4L/m3。10.如权利要求1所述的一种新型镁法烟气脱硫方法，其特征在于，步骤(4)中，空气流量为 1.5-1.8m3/h。
【文档编号】B01D53/75GK105879643SQ201610370567
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月28日
【发明人】王文庆
【申请人】东莞市联洲知识产权运营管理有限公司