一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法与流程

1.本发明属于资源循环利用技术领域，尤其涉及一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法。


背景技术：

2.电石渣是电石与水反应制备乙炔过程中产生的固体废弃物，聚氯乙烯(pvc)行业每年排放1800万吨电石渣。电石渣主要成分为氢氧化钙，含量可达80～90％，与传统石灰石脱硫剂不同，电石渣基脱硫剂溶解传质速率远高于石灰石，能保持较高的脱硫效率，也减少了浆液的循环量，同时残留有部分h2s、h4p等还原性物质，因此，有必要通过引入氧化增强剂，消除还原性杂质并促进亚硫酸钙的氧化，以此保证高效脱硫及脱硫石膏品质。
3.申请号为cn101734875a的中国发明专利中公开了一种干法、半干法脱硫灰中亚硫酸钙的催化氧化方法，其技术方案是向脱硫灰中加入锰盐溶液，与过氧化氢溶液，经过保温消化提高亚硫酸钙的氧化速度和限度，但该方法仅适用于干法、半干法脱硫过程，具有一定的局限性。
4.申请号为cn101244360a的中国发明专利中公开了一种亚硫酸钙的催化氧化工艺，其技术方案是在吸收so2后的浆液中加入可溶性亚铁盐、锰盐或这两者的混合物作为催化剂，以提高亚硫酸钙的氧化率，但该工艺引入了额外杂质元素。
5.申请号为cn102872718a的中国发明专利中公开了一种烟气湿法脱硫液的氧化方法，利用固定床反应器对亚硫酸钙进行催化，但该方法给脱硫过程增添了新工序和额外废催化剂。
6.另外，以上现有技术中的各工艺主要针对传统干法、半干法、湿法脱硫过程，不能很好适应电石渣基脱硫剂消融快、脱硫效率高的影响。


技术实现要素：

7.为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，该方法利用电石渣基脱硫剂脱硫过程中浆液酸碱性的变化，利用复合药剂在酸碱性环境中反应的差异，在制浆及脱硫过程中分别起到除杂和增强氧化的功效，在保证了脱硫效率的同时提高了脱硫石膏的品质，所述方法工艺简单，原料成本低，不增添额外工序，具有良好的经济和社会价值。
8.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
10.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按一定比例混合配置复合药剂，将复合药剂按一定比例与电石渣基脱硫剂在制浆罐中完成制浆，制备脱硫浆液；
11.(2)湿法脱硫：
12.将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中脱硫，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应，参与湿法脱硫全过程。
13.优选的，所述方法适用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程，脱硫剂配合复合药剂制浆后送入脱硫塔进行脱硫，制浆罐中浆液处于碱性环境，在脱硫塔中浆液处于酸性环境。
14.优选的，所述复合药剂以硫酸铁、硫酸亚铁为催化剂，高铁酸盐为氧化剂，催化剂(硫酸铁、硫酸亚铁)含量占0～30％，高铁酸盐含量占70～100％，催化剂、氧化剂可以是所述药品单独一种或几种任意比例的混合。
15.优选的，所述复合药剂于脱硫浆液配置时按比例参与浆液配置，添加比例占脱硫过程脱硫剂消耗量的0.01％-0.1％。
16.所述复合药剂在制浆过程中，起到脱除还原性杂质，并絮凝脱除少量其他杂质功能。
17.在制浆过程中，浆液处于碱性环境，高铁酸盐与电石渣基脱硫剂中残留的h2s、h4p反应，反应如下：
18.8feo
42- 3h2s (4x 2)h2o＝3so
42- 4(fe2o3·
xh2o) 10oh-19.8feo
42- 3ph3 (4x-1)h2o＝3po
43- 4(fe2o3·
xh2o) 7oh-20.所形成的氢氧化铁胶体可以起到一定絮凝作用。
21.所述复合药剂在脱硫过程中，一方面未反应的氧化剂直接对亚硫酸根进行氧化，另一方面催化剂和氧化产物中铁离子、亚铁离子为亚硫酸根与氧气反应提供催化剂。
22.进入脱硫过程后，浆液吸收大量so2，处于酸性环境，未反应的高铁酸盐与亚硫酸根反应，促进亚硫酸根氧化，反应如下：
23.2feo
42- 3so
32- 4h

h2o＝2fe(oh)3 3so
42-24.同时，反应产物中三价铁离子与复配剂中的铁离子对亚硫酸根氧化起到促进作用，实现亚硫酸根的增强氧化。
25.有益效果
26.本发明公开了一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，本发明将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按一定比例配制复合药剂，将复合药剂按一定比例与脱硫剂混合加入脱硫剂制浆罐，在制浆过程中，浆液处于碱性环境，氧化剂脱除还原性杂质，并起到一定的絮凝除杂功能；在脱硫过程中，浆液处于酸性环境，未反应的氧化剂将亚硫酸根直接氧化，同时催化剂和氧化剂产物为亚硫酸根与氧气反应提供铁离子、亚铁离子作为催化剂。
27.该工艺利用电石渣基脱硫剂脱硫过程中浆液酸碱性的变化，利用复合药剂在酸碱性环境中反应的差异，在制浆及脱硫过程中分别起到除杂和增强氧化的功效，在保证了脱硫效率的同时提高了脱硫石膏的品质，所述方法工艺简单，原料成本低，不增添额外工序，具有良好的经济和社会价值。
28.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
29.(1)本发明提供的电石渣基脱硫剂脱硫过程用亚硫酸根增强氧化的方法，增强了电石渣基脱硫剂脱硫过程中亚硫酸钙的氧化，提高了脱硫石膏品质；
30.(2)本发明提供的电石渣基脱硫剂脱硫过程中亚硫酸根增强氧化的方法，工艺简单，成本低，具有良好的经济和社会价值；
31.(3)本发明提供的电石渣基脱硫剂脱硫过程中亚硫酸根增强氧化的方法，符合电石渣基脱硫剂脱硫过程中浆液成分、反应速度、酸碱度等条件的变化特性，适用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫工艺。
具体实施方式
32.以下，将详细地描述本发明。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本发明的范围，从而应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。
33.以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举，并不对本发明构成任何限制，本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
34.实施例1
35.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
36.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按10％、20％、70％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.3，按电石渣基脱硫剂的0.01％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
37.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在5.0，入口烟气含硫3200ppm，出口烟气含硫15ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.14％降低至0.11％。
38.实施例2
39.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
40.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按10％、0％、90％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.4，按电石渣基脱硫剂的0.1％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
41.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在4.7，入口烟气含硫4600ppm，出口烟气含硫12ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.53％降低至0.32％。
42.实施例3
43.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
44.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按0％、30％、70％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.2，按电石渣基脱硫剂的0.03％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
45.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在5.5，入口烟气含硫1200ppm，出口烟气含硫8ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.38％降低至0.30％。
46.实施例4
47.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
48.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按5％、5％、90％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.4，按电石渣基脱硫剂的0.05％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
49.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在5.8，入口烟气含硫1700ppm，出口烟气含硫12ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.22％降低至0.12％。
50.实施例5
51.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
52.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按0％、0％、100％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.5，按电石渣基脱硫剂的0.1％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
53.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在6.0，入口烟气含硫4200ppm，出口烟气含硫24ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.19％降低至0.05％。
54.实施例6
55.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
56.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按5％、10％、85％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.5，按电石渣基脱硫剂的0.07％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
57.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在4.0，入口烟气含硫3200ppm，出口烟气含硫6ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.85％降低至0.61％。
58.实施例7
59.一种用于电石渣基脱硫剂湿法脱硫过程的复合氧化方法，包括以下步骤：
60.(1)配制脱硫浆液：将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按15％、10％、75％比例混合制备复合药剂，将复合药剂与电石渣基脱硫剂加水打浆制备脱硫浆液，制浆过程脱硫浆液ph控制在12.4，按电石渣基脱硫剂的0.02％添加复合药剂，加入复合药剂后，ph、进出口硫含量等参数不变。
61.(2)湿法脱硫：将步骤(1)所得脱硫浆液送入脱硫反应塔中，经过喷淋系统与含硫烟气接触反应进行湿法脱硫，脱水得到脱硫石膏。脱硫过程浆液ph控制在3.8，入口烟气含硫2100ppm，出口烟气含硫5ppm，脱硫石膏中亚硫酸钙含量由0.33％降低至0.27％。
62.本发明将硫酸铁、硫酸亚铁、高铁酸盐按一定比例配制复合药剂，将复合药剂按一定比例与脱硫剂混合加入脱硫剂制浆罐，在制浆过程中，浆液处于碱性环境，氧化剂脱除还原性杂质，并起到一定的絮凝除杂功能；在脱硫过程中，浆液处于酸性环境，未反应的氧化剂将亚硫酸根直接氧化，同时催化剂和氧化剂产物为亚硫酸根与氧气反应提供铁离子、亚铁离子作为催化剂。
63.该工艺利用电石渣基脱硫剂脱硫过程中浆液酸碱性的变化，利用复合药剂在酸碱性环境中反应的差异，在制浆及脱硫过程中分别起到除杂和增强氧化的功效，在保证了脱硫效率的同时提高了脱硫石膏的品质，所述方法工艺简单，原料成本低，不增添额外工序，具有良好的经济和社会价值。
64.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。