專利名稱：一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣的凈化方法，特別涉及一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法。
背景技術(shù)：
燃料燃燒生成的氣體中含有有害成分硫氧化物，其中主要是二氧化硫及微量的三氧化硫。消除二氧化硫，使排放氣體凈化的工藝過程叫脫硫。國內(nèi)外應(yīng)用脫硫技術(shù)途徑有三種燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。燃燒前脫硫的主要是采用物理、化學(xué)或生物方式對鍋爐使用的原煤進行清洗，將煤中的硫部分除掉，使煤得以凈化；燃燒中脫硫技術(shù)是在煤燃燒過程中進行脫硫處理，即在煤中摻燒固硫劑固硫，固硫物質(zhì)隨爐渣排出；燃燒后脫硫技術(shù)是在煤燃燒后進行脫硫處理，即對尾部煙氣進行脫硫處理，凈化煙氣，降低煙氣中的SO2排放量，即煙氣脫硫。煙氣脫硫(FGD)是在煙道處加裝脫硫設(shè)備對煙氣進行脫硫的方法。是目前世界上大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)，是控制SO2最行之有效的途徑。煙氣脫硫可分為濕法和干法(包括半干法)兩種。其中典型的技術(shù)有石灰石/石骨法，噴霧干燥法，電子束法、氨法，鎂法等。干法脫硫工藝利用粉狀或顆粒狀吸收劑，通過吸附、催化反應(yīng)或高能電子電解等作用除去煙氣中的so2。反應(yīng)在無液相介入的完全干燥狀態(tài)下進行，反應(yīng)物亦為干粉狀，不存在腐蝕和結(jié)垢等問題。相對于濕法脫硫技術(shù)，干法脫硫技術(shù)具有耗水量少、不造成二次污染、硫便于回收等優(yōu)點，但由于氣固反應(yīng)速率較低，致使脫硫過程空速低、設(shè)備龐大，脫硫率不及濕法。濕法石灰石-石膏煙氣脫硫以其技術(shù)成熟、脫硫效率高和對機組的適應(yīng)性較強而成為應(yīng)用最多的技術(shù)，特別是大型燃燒裝置的煙氣脫硫。而濕法FGD工藝的缺點是設(shè)備龐大，占地面積大，投資和運行費用高，耗水量大，且存在二次污染。煙氣脫硫要形成環(huán)保產(chǎn)業(yè)，必須走資源化利用的道路，開發(fā)無二次污染，耗水少的脫硫技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法。本發(fā)明提供一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，包括將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。進一步地，將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，吸收二氧化硫生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。
進一步地，將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在I個大氣壓、o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，反應(yīng)0-1. 5h，二氧化硫先溶于水生成亞硫酸根離子，接著被三價鐵氧化生成硫酸根離子，同時三價鐵變成二價鐵，生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。進一步地，將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在0-100°C的溫度條件下進行吸收，反應(yīng)0-1. 5h，二氧化硫先溶于水生成亞硫酸根離子，接著被三價鐵氧化生成硫酸根離子，同時三價鐵變成二價鐵，生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。進一步地，所述煙氣包括所有燃料高溫燃燒產(chǎn)生的含SO2氣體。進一步地，所述酸性三價鐵溶液包括氯化鐵或硫酸鐵，其溶液中三價鐵溶液的濃度應(yīng)控制在l_3mol/L。進一步地，所述酸性三價鐵溶液中初始氫離子濃度為O. 6-lmol/L。進一步地，所述酸性三價鐵溶液中氫離子濃度為O. 3-2mol/L。進一步地，向上述吸收二氧化硫后生成的硫酸鹽溶液中通入氧化劑進行氧化處理，使硫酸鹽溶液中二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，所得三價鐵溶液循環(huán)用于吸收待處理煙氣。進一步地，將所述多次循環(huán)利用后的高濃度硫酸鹽溶液進行分離、純化、結(jié)晶，得到硫酸鐵或氯化鐵，實現(xiàn)煙氣脫硫液的資源化利用。進一步地，所述氧化劑包括氧氣或臭氧。本發(fā)明提供一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，不僅可以實現(xiàn)煙氣凈化的目的，而且還可以將煙氣中的二氧化硫最終作為硫資源回收，真正實現(xiàn)節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟，變廢為寶，潛在經(jīng)濟效益巨大。


圖1為本發(fā)明實施例提供的一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法的流程不意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明采用三價鐵酸性溶液做含二氧化硫煙氣的吸收液，三價鐵濃度控制在l_3mol/L，酸性介質(zhì)中氫離子濃度為O. 6-lmol/L，在0-100°C的溫度條件下，吸收二氧化硫，經(jīng)后處理達到煙氣凈化的目的。其中三價鐵溶液包括氯化鐵和/或硫酸鐵等；酸介質(zhì)中的酸的種類包括鹽酸和/或硫酸。二氧化硫易溶于水,之后被三價鐵所氧化生成硫酸鹽溶液。該溶液通入氧化劑進行氧化處理，使二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，再做二氧化硫的吸收液，循環(huán)利用。經(jīng)多次循環(huán)后，煙氣脫硫的吸收液中硫酸根的濃度會明顯增高，可適時進行分離、純化、結(jié)晶，制得硫酸鐵或氯化鐵，實現(xiàn)煙氣脫硫液的資源化。實施例1取氫離子濃度為lmol/L，三價鐵濃度為2. OmoI/L的三氯化鐵溶液125mL，于30°C，I個大氣壓下下通入二氧化硫，通入量為O. 125mol，反應(yīng)時間為0-1. 5h，吸收液變淺。檢測結(jié)果是氫離子濃度=1. 56mol/L, Fe2+=L 47mol/L，硫酸根濃度為O. 81mol/L。
將上述吸收二氧化硫后生成溶液中通入過量的氧氣，使溶液中的二價鐵變成三價鐵，所得三價鐵溶液循環(huán)用于吸收二氧化硫。重復(fù)前述操作，經(jīng)三次循環(huán)后，將所得高濃度硫酸根溶液濃縮，分離、結(jié)晶，得含結(jié)晶水的硫酸鐵產(chǎn)品63. 5g。結(jié)晶后的母液為硫酸，鹽酸混合液，加入鐵的氧化物或氫氧化物，可制的三價鐵溶液，做二氧化硫煙氣的吸收液。實施例2取氫離子濃度為O. 64mol/L,三價鐵濃度為1. OmoI/L的三氯化鐵溶液250mL，于30°C，I個大氣壓下下通入二氧化硫，通入量為O. 125mol，反應(yīng)時間為0-1. 5h，吸收液變淺。檢測結(jié)果是氫離子濃度=1. 07mol/L, Fe2+=O. 86mol/L，硫酸根濃度為O. 45mol/L。將上述吸收二氧化硫后生成的溶液中通入過量的氧氣，使溶液中的二價鐵變成三價鐵，所得三價鐵溶液循環(huán)用于吸收二氧化硫。重復(fù)前述操作，經(jīng)三次循環(huán)后，將所得高濃度硫酸根溶液濃縮，分離、結(jié)晶，得含結(jié)晶水的硫酸鐵產(chǎn)品59. 2g。結(jié)晶后的母液為硫酸，鹽酸混合液，加入鐵的氧化物或氫氧化物，可制的三價鐵溶液，做二氧化硫煙氣的吸收液。本發(fā)明具有以下有益效果1、改變現(xiàn)有處理工藝，實現(xiàn)二氧化硫脫除的同時，減少了投資成本和裝置規(guī)模，降低了運行費用，是對煙氣脫硫技術(shù)的一次重大突破，真正實現(xiàn)了社會效益，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。2、開啟了脫硫行業(yè)的一次技術(shù)性革命，具有良好的工程應(yīng)用前景。技術(shù)領(lǐng)先，屬國內(nèi)首創(chuàng)，并將填補國際空白。其轉(zhuǎn)化應(yīng)用將具有深遠的社會價值。3、該工藝技術(shù)用于脫硫過程中的鐵系吸收液，能夠再生，可實現(xiàn)循環(huán)利用，從而降低系統(tǒng)的運行成本。煙氣中的二氧化硫最終作為硫資源回收，真正實現(xiàn)節(jié)能減排，循環(huán)經(jīng)濟，變廢為寶，潛在經(jīng)濟效益巨大。4、該工藝技術(shù)運行的處理過程和資源化利用過程中，無二次污染，實現(xiàn)煙氣的無害化和清潔化排放，環(huán)境效益明顯。5、與現(xiàn)有脫硫技術(shù)相比，具有設(shè)備精簡，占地少，投資省，運行費用低，脫硫效率穩(wěn)定，操作簡單可靠，管理方便的特點。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，吸收二氧化硫生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在I個大氣壓、o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，反應(yīng)0-1. 5h，二氧化硫先溶于水生成亞硫酸根離子，接著被三價鐵氧化生成硫酸根離子，同時三價鐵變成二價鐵，生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵溶液中，在o-1oo°c的溫度條件下進行吸收，反應(yīng)0-1. 5h，二氧化硫先溶于水生成亞硫酸根離子，接著被三價鐵氧化生成硫酸根離子，同時三價鐵變成二價鐵，生成硫酸鹽溶液，而后將硫酸鹽溶液進行氧化處理，使待處理煙氣達到清潔化的同時實現(xiàn)資源化利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于， 所述煙氣包括所有燃料高溫燃燒產(chǎn)生的含SO2氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于，所述酸性三價鐵溶液包括 氯化鐵或硫酸鐵，其溶液中三價鐵溶液的濃度應(yīng)控制在l-3mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 所述酸性三價鐵溶液中初始氫離子濃度為O. 6-lmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 所述酸性三價鐵溶液中氫離子濃度為O. 3-2mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 向上述吸收二氧化硫后生成的硫酸鹽溶液中通入氧化劑進行氧化處理，使硫酸鹽溶液中二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，所得三價鐵溶液循環(huán)用于吸收待處理煙氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 將所述多次循環(huán)利用后的高濃度硫酸鹽溶液進行分離、純化、結(jié)晶，得到硫酸鐵或氯化鐵，實現(xiàn)煙氣脫硫液的資源化利用。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，其特征在于 所述氧化劑包括氧氣或臭氧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙氣濕式氧化還原脫硫及資源化利用方法，包括將含有SO2的煙氣通入酸性三價鐵吸收液中，在0-100℃的溫度條件下，吸收二氧化硫生成硫酸鹽溶液，最終實現(xiàn)煙氣脫硫目的。二氧化硫溶于水后，被三價鐵氧化生成硫酸亞鐵水溶液。將該溶液通入氧化劑進行氧化，使二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵，循環(huán)用于吸收煙氣中二氧化硫。經(jīng)多次循環(huán)后，煙氣脫硫的吸收液中硫酸根的濃度會明顯增高，可適時進行分離、純化、結(jié)晶，制得硫酸鐵或氯化鐵，實現(xiàn)資源化利用。
文檔編號B01D53/50GK103007718SQ201210580849
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者田文學(xué), 賈漢東, 李慧, 陳晨 申請人:河南綠典環(huán)保節(jié)能科技有限公司