[發明專利]以太陽能為能源進行電解循環煙氣脫硫的方法

無效

• 申請號: 201210008212.5
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102512940A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 楊驥;曹禮梅
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/50;B01D53/96
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

技術領域

本發明涉及能源及環境技術領域，是一種以太陽能為能源，利用半干法脫硫產物電解循環利用并資源化的方法。

技術背景

工業的無續發展使二氧化硫（SO₂）大肆排放造成大氣污染，導致酸雨產生和種種生態災難，給社會發展、經濟建設及人民生活帶來嚴重的影響。近年來，這一問題已引起國際社會的廣泛關注，控制二氧化硫排放已經成為全世界共同的行動。

半干法煙氣脫硫技術是以氫氧化鈉（NaOH）作為脫硫劑的一種處理方法，其脫硫速度和脫硫效率與濕法煙氣脫硫技術相當，因此，得到業界的廣泛認同并已經成為本技術領域的發展方向之一。半干法煙氣脫硫技術的脫硫產物為粉末狀的亞硫酸鈉（Na₂SO₃）和硫酸鈉（Na₂SO₄），同時，由于脫硫劑的用量少，所以處理后煙氣溫度下降小，有利于降低能耗，而且脫硫煙氣壓降小。但是，由于脫硫劑價格遠高于石灰石-石膏，因此，目前以氫氧化鈉作為脫硫劑的半干法煙氣脫硫技術尚未能進行工業化應用。

在實驗室中對半干法煙氣脫硫技術進行研究時發現：采用離子交換膜電解由脫硫產物Na₂SO₄粉末配制的溶液并選擇適當的合金電極可以在較低槽電壓和電流密度的條件下高效地制備NaOH、H₂和硫酸（H₂SO₄），此時氫氧化鈉可循環脫硫再生，而且在產率、槽電壓分布及能耗上與工業化氯堿生產的條件相近。

中國專利文獻?“廢氣脫硫方法及裝置”（專利公開號CN1389289）、“脫硫劑可再生的脫硫方法及裝置”（專利公開號CN1382518A）、“電解法脫除二氧化硫”（專利公開號CN1339332A）和“反式雙膜三室電解槽”（專利公開號CN1369576A）公開了一些采用電解法對脫硫劑進行再生的技術，但是，這些技術基本上都是濕法-電解工藝，是以脫硫的亞硫酸鈉廢水為電解對象，采用氫氧化鈉、亞硫酸鈉、氯化鈉混合液作為脫硫劑，脫硫后的產物為混合脫硫廢液，電解產物為二氧化硫氣體、混合液（含氫氧化鈉、亞硫酸鈉、氯化鈉），——上述文獻中，“反式雙膜三室電解槽”（專利公開號CN1369576A）除外，其電解產物為氫氧化鈉和二氧化硫氣體，對二氧化硫氣體必須經過進一步反應才能制得硫酸。以上專利文獻公開的技術電解時所需要的能源都來自國家電網通過穩壓穩流電源提供。因此，能耗問題是以氫氧化鈉作為脫硫劑的半干法煙氣脫硫技術尚未能進行大規模工業化應用的主要原因之一。

太陽能是當前地球上最豐富的能源，一年內到達地球表面的太陽能總量折合標準煤共計約1.892×10¹³千億噸，是目前地球上主要能源探明儲量的一萬倍，而目前太陽能的大部分能量還沒有得到充分的利用。太陽能不僅是一次能源，而且是可再生能源，它資源豐富，既可無償使用，又無運輸的麻煩，對環境也無任何污染，是人類正在積極利用的綠色能源。這些都促使太陽能產業成為目前發展最快的產業之一。2004年全球安裝的太陽能發電系統容量已超過1000兆瓦。太陽能技術還被用于人造衛星、國際空間站等眾多領域。在眾多能源技術中，太陽能光伏發電技術是當前最清潔的能源技術。太陽能光伏發電是利用光電材料的光電轉換效應將太陽的光輻射能量直接轉換為電能的技術，這一轉換過程是電子介質的物理轉換過程，不涉及化學反應，其轉換過程涉及的時空尺度非常小，在轉換過程中不產生污染，因此不會影響人類的生存環境。所以，如果能將太陽能光伏發電技術與半干法煙氣脫硫技術結合起來，將會產生相當積極的效果。

發明內容

本發明的目的在于解決目前半干法煙氣脫硫技術的能耗問題，提出一種以太陽能為能源進行電解循環煙氣脫硫的方法：在電解循環煙氣脫硫過程中利用太陽能光伏發電直接使用太陽能轉換的電能（電能的產生、輸送不與現有的電力電網相連接），利用電能加熱并轉換為化學能（過程中不涉及化學反應和排放），采用高濃度氫氧化鈉溶液為脫硫劑，電解對象為配制的硫酸鈉溶液，電解產物分別為高純度氫氧化鈉溶液和硫酸溶液，以提高脫硫速度和脫硫效率，減少污水和廢渣的產生。在整個過程中不涉及石油和碳的消耗，使二氧化碳的排放降到最低。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

以太陽能為能源進行電解循環煙氣脫硫的方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）設置太陽能光伏發電系統，所述的光伏發電系統包括光伏電池板、太陽能控制器和蓄能器，由太陽能光伏發電系統發電和/或向蓄能器儲備電能；