[发明专利]一种钠基烟气脱硫液的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫液的再生方法，特别是一种钠基烟气脱硫液的再生方法。

背景技术

氧化硫在空气中的存在会严重影响人们的身心健康。同时它也是大气污染物，在大气中的累积是造成酸雨的一个主要原因。酸雨会使得森林枯萎，土壤和湖泊酸化，农作物减产，金属和建筑材料被腐蚀。因此，氧化硫的污染问题日益为世界卫生组织和联合国环境规划署以及各个国家所重视。如何在不影响工业生产的情况下减少氧化硫向空气中的排放成为亟待解决的问题。

世界各国研究开发的烟气脱硫技术上百种，但商业应用的不超过20种。按脱硫过程是否加水或脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法三类工艺。

湿法脱硫技术成熟，效率高，运行可靠，操作简单，但脱硫产物的处理比较麻烦，占地面积和投资较大；干法、半干法的脱硫产物为干粉状，处理容易，工艺较简单，投资一般低于传统湿法，但用石灰(石灰石)做脱硫剂的干法、半干法的Ca/S比高，脱硫效率和脱硫剂的利用率低。

近年来，尽管半干法和干法脱硫技术及其应用有了较大的发展，但湿法脱硫仍是目前世界上应用最多的脱硫技术。湿法工艺中，石灰石(石灰)-石膏法工艺最为成熟，应用也最为广泛，但此工艺所需液气比高，动力消耗大，而且存在设备和管道的结垢与堵塞问题。

钠碱对硫氧化物的吸收速率比钙碱快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗，而且系统内所有化合物均能保持在溶液中，可以避免设备和管道的结垢与堵塞问题，因此，钠碱吸收法更受人们的关注。但由于钠碱价格较贵，导致运行费用高，并且产生高浓度含盐废水，其排放同样会对环境造成影响。

双碱法以碳酸钠或氢氧化钠溶液(第一碱)吸收烟气中的二氧化硫，生成钠基烟气脱硫液-即含亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的溶液，再用石灰或石灰石(第二碱)再生出氢氧化钠，如此循环使用。采用价格相对便宜的钙碱再生出钠碱，降低了运行成本。但该工艺由于再生后的碱液为饱和亚硫酸钙溶液，容易在输送管道和吸收塔内结垢，影响系统长周期运行。同时，由于钠-钙双碱法工艺流程长，实际运行过程中控制点多，容易导致控制不稳，影响运行效果。此外，双碱法中，吸收塔内亚硫酸根易于被氧化成为硫酸根，而钙法再生过程中硫酸根去除效果差，从而导致硫酸根的累积，因此，在实际运行过程中，还是要排掉一定量的高含盐废水，同样会对环境造成影响。

双极膜是近年来发展比较迅猛的一种新型离子交换膜，它通常由阳离子交换层和阴离子交换层复合而成。阳膜通常含有带负电的活性基团，能透过阳离子，阴离子则受到阻挡；而阴膜通常含有带正电的活性基团，能透过阴离子，但排斥和阻挡阳离子。这就是离子交换膜的选择透过性。双极膜因其由阴阳膜复合而成，所以兼具阴阳膜的特性；同时产生了新的特性：在直流电场的作用下，阴、阳膜层的界面就会发生水的解离，产生H⁺和OH^-。H⁺可与阴离子结合成酸，OH^-可与阳离子结合成碱。

双极膜电渗析技术是一种高效膜分离技术，其基本依据是离子在电场作用下的定向运动和离子交换膜的选择透过性，以及双极膜特有的水解产生H⁺、OH^-的能力。国内外双极膜电渗析技术的研究进行得如火如荼，应用于大规模生产也有将近20年历史。近年来国内对双极膜本身的研究已经有所深入，膜的成本和膜电阻逐渐降低，膜抗污染能力不断提高，已经有了将双极膜电渗析技术应用于烟气脱硫碱再生工艺的基础。

中国专利CN1302920A公开了一种用于烟气脱硫场合，并适合于阴离子膜电解槽的硫酸钠、硫酸氢钠的电解方法，其特征在于通过阴离子膜电解再生出氢氧化钠。该发明可有效降低电解能耗，但是电解得到的再生液中仍含有大量的硫酸钠，而真正对硫氧化物具有吸收能力的氢氧化钠含量很低，此种再生液回用于吸收塔会加大烟气脱硫系统的动力消耗。

发明内容

发明人发现：先将脱硫液氧化，再利用双极膜电渗析电解所得到氧化液，可以解决现有技术存在的上述问题。

本发明的目的在于提供一种钠基烟气脱硫液的再生方法，用该方法可得到氢氧化钠溶液和硫酸溶液，氢氧化钠溶液可作为吸收液回用于烟气脱硫塔，硫酸溶液可作为副产品。

为达到上述目的，本发明提供一种钠基烟气脱硫液的再生方法，包括将含有亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的烟气脱硫液氧化为含硫酸钠的溶液，利用双极膜电渗析将含硫酸钠溶液电解为氢氧化钠溶液和硫酸溶液。

本发明所述的氧化是用含氧气体氧化，优选用空气或氧气氧化，更优选用空气氧化。