[发明专利]从气体中脱硫的电解法

说明书

本发明是一种湿法气体脱硫及脱硫后废水处理的方法，涉及气体净化及废水处理的技术领域。

锅炉、窑炉排放的废气中含有SO2等有害成分，是大气污染及酸雨的主要污染源之一。目前普遍采用的脱硫方法可分为燃烧前燃料脱硫、炉内燃烧中脱硫、烟道气体脱硫三大类。在烟道气体脱硫方法中，按脱硫剂的状态可分为干法、半干法、湿法；按脱硫剂的种类主要有石灰石法、NaOH法、氨法、柠檬酸钠法、工业碱性废水法等；按脱硫后产物的处理方法，又可分为石膏法、双碱法、抛弃法、硫酸法等。国内外实际应用最多的脱硫方法是湿式石灰石-石膏的烟道气体脱硫方法，该法投资成本高、占地面积大、系统工艺复杂，多数情况下副产物石膏的纯度、含水率满足不了商品石膏的要求，只能抛弃，需征用良田作为灰场，形成二次污染，增加运行成本。其他的脱硫方法，或脱硫效率不高、或一次性投资过大、或运行成本过高、或有二次污染，种种原因制约了这些方法的推广使用。

本发明的目的是提供一种脱硫效率高、经济效益好、无二次污染、无固体抛弃物、副产品商业利用价值高的脱硫及脱硫后废水处理的方法。

本发明的目的是这样实现的：脱硫剂NaOH溶液在气体脱硫洗涤器内，对含有SO₂、SO₃等硫的氧化物的气体进行湿法洗涤脱硫，经洗涤净化后的气体由引风机抽出，排向大气。脱硫后形成的脱硫废水经收集及固液分离后，导入电解槽中进行电解处理。

脱硫废水主要含有Na⁺、H⁺、SO₃^2-、HSO₃^-、CO₃^2-、HCO₃^-、OH^-离子等，所含各成分的比例因气体脱硫洗涤器的工况运行参数而异。在电解槽内电场的作用下，溶液中的阳离子趋向阴极，阴离子趋向阳极，在阳极和阴极处发生电解反应。电解槽的阴极产生NaOH和氢气，电解槽的阳极产生氧气，氧气同时又把溶液中的SO₃^2-、HSO₃^-等氧化成SO₄^2-，形成硫酸溶液，在阳极的强酸环境下，阳极室溶液中的CO₃^2-离子形成CO₂气体逸出。

阴极产物中，NaOH溶液作为脱硫剂返回气体脱硫洗涤器循环使用，氢气经导出、处理后可外销或自用。阳极产物中，硫酸溶液经导出、处理后可外销或自用，O₂、CO₂等气体被导入待处理气体中，或另行处理。由于运行参数的原因，导致阳极室溶液中的SO₃^2-离子未能充分与氧气发生氧化时，可采用喷淋、搅拌等方法将阳极导出的气体和液体进行再次掺混，使SO₃^2-离子充分氧化，然后将余气导入待处理气体中。

气体脱硫洗涤器可以是任何一种以NaOH溶液作为脱硫剂的脱硫设备，包括目前市场上普遍采用的喷淋塔、文丘里、旋风水膜、旋流塔板、气动乳化等。

电解设备可以有金属阳极隔膜电解槽、离子膜电解槽等几种。电解槽有阳极液体导入及导出口、阳极气体导出口、阴极液体导入及导出口、阴极气体导出口。

在本脱硫及脱硫废水处理系统的运行过程中，由于脱硫后的气体和固液分离后的灰渣带走少量溶液、阳极硫酸溶液带走Na⁺等原因，导致系统中的Na⁺离子不断地减少，所以需要向脱硫剂溶液系统补充NaOH溶液。

在本脱硫及脱硫废水处理系统的运行过程中，由于脱硫后的气体和固液分离后的灰渣带水、阳极硫酸溶液中带水、电解过程耗水等原因，导致系统中的水量不断减少，所以需要向系统补水。补水点可以是脱硫剂溶液、或脱硫废水、或电解槽的溶液等处。

如果由于待处理气体含尘浓度高等原因，导致脱硫废水中含固率高，需对电解前的脱硫废水通过沉淀或机械过滤等方法进行固液分离，否则会导致电解效率降低、膜被堵塞、电解槽维修期缩短、副产物硫酸的杂质含量高，影响运行成本。