[发明专利]一种用于湿法烟气脱硫系统的硒原位脱除方法及装置

说明书

本发明属于硒脱除领域，并具体公开了一种用于湿法烟气脱硫系统的硒原位脱除方法及装置，其将含有三价铁离子的硒原位脱除剂溶液注入含有亚硒酸根离子的脱硫浆液中，硒原位脱除剂溶液中的三价铁离子与脱硫浆液中的亚硒酸根离子反应形成难溶的亚硒酸铁沉淀，并且该亚硒酸铁沉淀被脱硫浆液中的硫酸钙固体吸附或夹带，从而使得亚硒酸根离子从脱硫浆液中分离，以此实现脱硫浆液中的硒原位脱除；从而减少脱硫废水中的硒污染物含量，降低燃煤电厂中液相硒污染物的排放，具有工艺简单、成本低廉、适配性强、无环境风险等优点，并且可以提高脱硫石膏副产物的经济价值。

技术领域

本发明属于硒脱除领域，更具体地，涉及一种用于湿法烟气脱硫系统的硒原位脱除方法及装置。

背景技术

硒是动植物生长的必需微量元素，但人体摄入的硒含量超标时，会导致硒中毒，表现为脱发、脱甲、偏瘫，急性时甚至可能导致死亡；当水体环境中硒含量超标时，会导致水生鱼类、鸟类的畸形甚至灭绝，严重影响生态环境。

燃煤电厂是环境中硒的主要人为排放源之一，我国作为燃煤发电大国，燃煤过程中硒污染物的排放问题尤为严峻。在我国现有成熟的燃煤烟气净化流程中常采用湿法烟气脱硫装置，由于其内部高水汽环境和气液逆向对流方式，对以SO₂为主的弱酸性气体具有较好的吸收脱除效果，脱除率可达到98％以上，同时对气态硒污染物(以SeO₂为主)也具有一定的协同脱除效果。湿法烟气脱硫装置中被捕获的硒污染物会首先进入脱硫浆液池，然后在水力旋流器中进行固液分离，硒将分别富集在固相的脱硫石膏和液相的脱硫废水中，脱硫废水会经过一系列净化处理工艺后排入自然水体。我国现有废水处理工艺常采用化学-絮凝-沉淀法(即三联箱法)，目标在于脱除废水中常见的大量重金属离子，如钙、镁、铜、汞、镉等，而半金属元素硒主要以阴离子形式(SeO₃^2-为主)存在于废水中，由于其高溶解性和复杂形态，常见废水处理技术难以对废水中的硒进行有效脱除，这无疑会对水体环境造成极大影响，必须加以控制解决。

现有关于减少燃煤电厂向水体环境排放硒污染物的技术中，主要集中于开发脱硫废水中硒的脱除技术，目前研究成果包括：(1)专利CN1114463C公开了一种烟道气脱硫废水的处理方法，该发明提出先将废水的pH值调整到5以下，利用单质铁(纯铁、生铁、合金钢等)对废水进行絮凝处理，通过固液分离去除矾花，该方法可以有效地同时脱除废水中的多种有毒物质，并可长期维持COD吸附树脂性能，但是该方法是利用金属铁对硒进行还原，处理效率受到铁溶解速率限制，且产生的氢氧化铁含量大，难以进行固液分离，处理工艺复杂；(2)专利CN102001762A公开了一种含硒排水的处理方法，该发明提出一种三级处理工序，其中第一级通过添加高分子絮凝剂对含硒化合物进行絮凝分离，第二级和第三级分别进一步添加高分子絮凝剂和亚铁化合物，对铝、硅、铁化合物等进行去除，该方法通过分级絮凝手段，可以实现硒的回收和资源再利用，但该技术工艺复杂，操作难度大，且由于我国煤种的地域差异性，燃煤电厂脱硫废水中硒含量波动很大(50-8000μg/L)，该硒回收方法不适用于大范围推广；(3)专利CN103209934B公开了一种从水溶液去除硒氰酸(酯/盐)或亚硒酸(酯/盐)的方法，该发明提出使用酚氧化酶与工业废水接触，去除废水中的含硒化合物，该方法可以不受其他有毒化合物或金属的抑制，具有潜在的协同/增效效果，但是该技术对处理条件要求苛刻(温度、pH、接触时间等)，处理流程较为复杂，运行成本高昂。

经研究发现，现有的燃煤电厂液相硒污染物控制方法中，均着眼于开发脱硫废水中硒的脱除技术，主要存在以下问题：(1)处理工艺复杂，步骤繁琐，且通常为独立的处理工艺路线，难以与国内成熟应用的三联箱处理工艺结合，实际应用受限；(2)消耗大量的各类化学/生物试剂，成本高昂，且可能对环境具有潜在风险；(3)应用条件苛刻，对温度、pH值、硒浓度等有一定要求，进一步增加了处理工艺复杂性。

发明内容