[实用新型]氨和尿素溶液烟气净化吸收液制过硫酸铵的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于大气环保中处理烟气脱硫脱硝吸收液的领域，涉及一种利用氨和尿素溶液烟气净化吸收液制过硫酸铵的装置。

背景技术

目前，国内无论是氨法烟气脱硫还是湿法石灰-石膏法烟气脱硫，或是湿法烟气同时脱硫脱硝均存在吸收液的高附加值的二次绿色处理问题。在我国实际工程中，湿法烟气脱硫脱硝吸收液实现完全意义上的循环资源化利用的较少，这造成了目前我国大量的湿法烟气脱硫脱硝吸收液不同程度的产生了二次污染问题，尤其以湿法烟气脱硫的吸收液的二次污染尤为突出，制约了湿法烟气同时脱硫脱硝的进一步大力发展。因此，解决湿法烟气同时脱硫脱硝过程中吸收液的高附加值资源化利用是摆在我们面前的瓶颈问题之一。

氨/尿素溶液烟气同时脱硫脱硝工艺，是一种新型、高效、先进的的烟气同时脱硫脱硝方法，其运行费用相对较低，系统耗水量小，副产品为硫酸铵或亚硫酸氢铵，副产品易于回收利用，是一种具有巨大前景的、有研究价值的同时脱硫脱硝技术之一。但目前其吸收液的回收利用依然是采用常规的硫酸铵(或亚硫酸铵)结晶法进行资源化利用，硫酸铵(或亚硫酸铵)结晶法耗能高，且副产品品质不高，价值也相对有限，且存在销售困难的窘境。经研究分析发现，过硫酸铵不仅销售价格高，而且在国内有很好的现有的市场，并有巨大的潜在市场，发展前景十分良好。在化工领域，工业生产过硫酸铵有两种方法，即电解法和蒽醌法。蒽醌法生产的过硫酸铵纯度低，提纯工艺繁琐，且生产过程污染大。电解法生产过程简单，污染小，产品分离容易。并且工业电解法生产(NH₄)₂S₂O₈的工艺已经比较成熟，其主要是以硫酸铵或硫酸氢铵溶液为原料，原料相对单纯。然而，在对氨和尿素溶液烟气同时脱硫脱硝吸收液的研究中发现，其吸收液中以硫酸铵和亚硫酸铵占主体，质量百分浓度约为97％左右，其中硫酸铵质量百分浓度达到了82％以上；硝酸铵质量百分浓度占2％左右，亚硝酸铵质量百分浓度浓度小于1％。由于氨/尿素溶液烟气同时脱硫脱硝吸收液中成分相对复杂，且存在少量添加剂，其电解法生产(NH₄)₂S₂O₈在国内外除东南大学熊源泉科研团队进行了一定的理论和实验研究外，尚无任何其他相关的研究报道。

硫酸铵电解制备过硫酸铵的原理如下：

电解过程离子反应式：

阳极：2SO₄^2-→S₂O₈^2-+2e            (1)

阴极：2H⁺+2e→₂H↑      (2)

此过程发生的副反应主要有以下三个：

阳极析氧反应：

2H₂O→4H⁺+O₂↑+4e              (3)

过硫酸盐水解生成卢卡酸，即过一硫酸：

S₂O₈^2-+H₂O→HSO₅^-+HSO₄^-              (4)

过硫酸根在阴极上还原：

S₂O₈^2-+2e→2SO₄^2-           (5)

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种高效、耗能低、副产品价值高，工艺简单便捷，工艺流程短的氨和尿素溶液烟气净化吸收液制过硫酸铵的装置。

技术方案：本实用新型的氨和尿素溶液烟气净化吸收液制过硫酸铵的装置，为电解槽，包括由设置在槽体中的平板型隔膜分隔成的电解槽阳极室和阴极室，所述阳极室中设置有阳极室出口和阳极室进口，内壁上设置有钛镀铂阳极板，所述阴极室中设置有阴极室出口和阴极室进口，内壁上设置有钛阴极板，所述阳极室进口连接有阳极液供液泵和阳极流量计，所述阴极室进口连接有阴极液供液泵和阴极流量计，在阳极室出口、阳极室进口、阴极室出口和阴极室进口处分别设置有液体温度传感器。

本实用新型装置的优选方案中，平板型隔膜采用离子膜。

本实用新型的氨和尿素溶液烟气净化吸收液制过硫酸铵的方法，基于上述装置，包括以下步骤：