[發明專利]用于鈉堿法脫硫副產物回收的復合抑制劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 201110086475.3
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102188887A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 崔帥;汪黎東;郝思琪;杜蕾霞
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于大氣污染控制中的煙氣脫硫技術領域，具體涉及提供了一種用于鈉堿法脫硫副產物回收的新型抑制劑及其制備和應用。本發明通過利用抑制劑降低亞硫酸鈉的氧化反應速率，從而提高脫硫副產物中亞硫酸鈉的含量，便于對脫硫副產物進行回收利用，不僅提高了副產物的回收產率，并降低了回收過程中的能耗。

背景技術

鈉堿法脫硫工藝在國外已有較成熟的應用，但在我國尚處于剛起步階段，目前主要應用于中小型工業鍋爐的煙氣污染控制。其基本原理是采用碳酸鈉或氫氧化鈉等鈉基堿性物質來吸收煙氣中的SO₂，反應后經凈化、中和、濃縮、結晶、干燥等過程，最終制成亞硫酸鈉成品。該工藝具有吸收劑不易揮發，吸收系統不存在結垢、堵塞問題，脫硫效率高(一般可達90％以上)，吸收劑用量少，投資少，占地小及運行穩定等特點，因此近年來在我國發展迅速。

鈉堿法脫硫副產物的回收可通過兩種方式進行，即氧化回收法和再生法。其中，再生法需要在脫硫過程中抑制亞硫酸鈉的氧化，并通過濃縮、結晶、干燥等工藝，得到經濟價值更高的工業原料-亞硫酸鈉。但由于實際煙氣中含有約6％～10％的氧氣，將不可避免地與亞硫酸鈉接觸并使之部分氧化，且副產物在分離、運輸及儲存過程中與空氣接觸時間較長，也存在諸多氧化變質的風險。這些因素均大大降低了亞硫酸鈉的產率，導致副產物常被拋棄處理，既造成資源浪費，也會因亞硫酸鈉的存在導致排水中COD較高，從而引發二次污染。可見，有效抑制亞硫酸鈉氧化是脫硫副產物回收過程中的關鍵，也是目前制約鈉堿法脫硫技術的瓶頸問題。

現有的研究表明，影響亞硫酸鹽氧化速率的因素有很多，包括氧濃度、亞硫酸鹽濃度、pH、溫度、光照等。但在實際工藝中，調整上述參數會影響系統的連續穩定運行，且作用程度有限，因而可操作性不強。相比而言，加入抑制劑可在不影響脫硫系統整體平衡及穩定性的前提下，有效降低亞硫酸鈉的氧化反應速率，進而得到較高純度的亞硫酸鈉產品，從而實現了脫硫副產物的高效回收。

總體來看，目前對亞硫酸鹽抑制氧化反應的基礎理論研究仍很匱乏，對其抑制作用及機制尚不明確，尤其忽視了抑制劑對不同種類亞硫酸鹽的選擇性(如同種抑制劑對亞硫酸鈉氧化反應體系的控制較為有效，但在亞硫酸鈉氧化體系中卻可能發生失活)。本發明針對鈉堿法脫硫工藝體系的特點，在已進行的氧化反應動力學模擬實驗的基礎上，篩選得到了一種針對亞硫酸鈉氧化的高效抑制劑，可在極低作用濃度條件下使亞硫酸鈉氧化速率降低1.5倍以上，具有較好的應用前景。

發明內容

本發明針對鈉堿法脫硫工藝，克服了現有副產物回收技術的不足，提供一種用于減緩亞硫酸鈉氧化的復合型有機抑制劑及其制備和應用。

一種用于鈉堿法脫硫副產物回收的復合抑制劑，該復合抑制劑是由鄰苯二酚、乙腈、pH值調節劑和水組成，其中，鄰苯二酚和乙腈的摩爾比為(1～10)∶1。

上述抑制劑中，鄰苯二酚的物質的量濃度可為0.01～0.5mol·L^-1。優選2.18×10^-2～4.36×10^-1mol·L^-1。

該復合抑制劑的pH值為4.5～8.5。

所述的pH值調節劑可選用鹽酸、氨水中的任意一種或它們的組合。

一種用于鈉法脫硫副產物回收的復合抑制劑的制備方法，其技術方案如下：按摩爾比(1～10)∶1稱取鄰苯二酚和乙腈，在40～50℃條件下將鄰苯二酚和乙腈溶于水中，調節溶液pH值為4.5～8.5，攪拌、混勻，得到復合型復合抑制劑。

將發明的復合抑制劑加入鈉堿法脫硫氧化系統，降低亞硫酸鈉的氧化速率。

上述復合抑制劑在鈉堿法脫硫工藝中的應用：將本發明的復合抑制劑加入到鈉堿法脫硫氧化系統的脫硫塔吸收液中，其中，鄰苯二酚在脫硫氧化系統中的物質的量濃度為5×10-5～2.5×10^-3mol·L^-1，優選1.09×10^-4～2.18×10^-3mol·L^-1，脫硫塔吸收液中鄰苯二酚和乙腈的物質的量濃度之比為(1～10)∶1。