[發(fā)明專利]一種麥草制漿黑液同時脫硫除汞的裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610035938.6
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105457480A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田立江;李清慧;尹建樹;王宇航;王艷芳;張?zhí)鹛?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/64;B01D53/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脫硫除汞技術(shù)，尤其是涉及一種麥草制漿黑液同時脫硫除汞的裝置 和方法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

SO₂和Hg是當(dāng)今人類面臨危害較大的大氣污染，其主要來源于人類活動的排放。 人類活動排放源中，燃煤排放是主要來源之一。煤中含有多種有害微量元素，煤炭燃燒 的過程中除了產(chǎn)生SO₂和NOx，目前最受關(guān)注的是汞污染。

我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，決定了我國的煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)量一直處于世界首位。 每年火電燃煤消耗大量燃煤，產(chǎn)生大量酸性氣體，直接引起酸雨，嚴(yán)重影響環(huán)境。

汞是一種有毒有害的污染物。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)在2005年對全球Hg的 排放量進(jìn)行了研究，認(rèn)為燃煤電站是最大的人為汞污染源。2013年聯(lián)合國政府談判通過 了一項關(guān)于汞的國際公約，國際社會對汞污染的關(guān)注提高到一個新高度。汞排放總量主 要取決于汞的形態(tài)，在燃煤煙氣中元素態(tài)Hg占?xì)鈶B(tài)Hg總量的52％～83％，二價Hg 僅占17％～48％，還有非常少量的顆粒汞。元素態(tài)Hg難溶于水，在大氣中的平均停留 時間長達(dá)半年至2年，可以在大氣中長距離輸運(yùn)并且在環(huán)境積累而形成全球性的Hg污 染。

我國造紙工藝為麥草制漿，應(yīng)用最廣泛的是化學(xué)漿法，其產(chǎn)量占總制漿產(chǎn)量的70％ 以上，主要是堿法。但是化學(xué)制漿過程會產(chǎn)生大量對環(huán)境有害的黑液。產(chǎn)生的黑液成分 復(fù)雜，其中包括NaOH、硫化物、碳酸鹽以及其他鈉鹽等無機(jī)物，堿木素、多縮戊糖、 糖尾酸類糖氧化物、碳水化合物的堿性降解產(chǎn)物、有機(jī)鈉鹽等有機(jī)物，還有相當(dāng)一部分 目前還分析不出來的物質(zhì)(約5％)。

目前煙氣脫硫一般分為濕法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和干法煙氣脫硫技術(shù)，應(yīng)用 最廣泛的是石灰石-石膏煙氣脫硫法。雖然目前煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是在我 國大部分中小型燃煤鍋爐運(yùn)用中還存在著問題：脫硫漿液的成分單一；脫硫運(yùn)行成本高， 影響企業(yè)的發(fā)展；采用石灰石漿液脫硫易造成結(jié)垢堵塞和腐蝕。

目前國內(nèi)外對煙氣Hg排放的控制主要有三個途徑，即活性炭吸附法、添加鹵素或 鹵化物氧化法和利用現(xiàn)有煙氣凈化裝置除Hg?；钚蕴课椒ù嬖诘膯栴}是活性炭的利 用率較低，無法實(shí)現(xiàn)再生循環(huán)利用，吸附Hg后的活性炭隨飛灰一起進(jìn)入灰斗，含Hg 飛灰的資源化利用受到嚴(yán)重制約。添加鹵素或鹵化物氧化法在美國的運(yùn)用較我國廣泛， 其原理是通過增加煤中氯或溴含量以提高煙氣中Hg0轉(zhuǎn)化為水溶性Hg2+的效率。我國 煤中的氯含量較小，采用此方法脫Hg有明顯的局限性。另外，KBr雖然用量較小，但 價格比KCl高，且KBr帶來的腐蝕及廢水處理難度和費(fèi)用會明顯增加，進(jìn)一步制約了 此方法的深入研究和推廣應(yīng)用。研究表明燃煤電站現(xiàn)存的污染物控制裝置對Hg脫除有 一定的作用，但效率不高。現(xiàn)有燃煤電廠濕法脫硫裝置僅能去除煙氣中的Hg2+，而對 單質(zhì)Hg幾乎沒有去除能力。

黑液成分復(fù)雜，處理難度大，污染重，對黑液的處理和資源化是研究熱點(diǎn)，由于黑 液中的含堿量高還有較多的木質(zhì)素，所以比較普遍的資源化方法是堿回收法和酸析法， 分別回收蒸煮用堿和木質(zhì)素。但是由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的原因，很多中小企業(yè)難以達(dá)到 要求，即使達(dá)到要求，也存在一些資源和人力利用方面的問題，若其管理不合格，對黑 液進(jìn)行不規(guī)范的排放，必定造成難以挽回的損失。目前新型的黑液資源化利用方式則是 采用單陽膜電滲析法進(jìn)行堿回收，而對于黑液的綜合資源化利用可以采用雙模電滲析 法，可同時回收堿和木質(zhì)素，以及采用超濾微濾等膜處理的方式，但是這些都處于試驗 室階段，能耗較大成本較高。

黑液對煙氣脫硫的前人研究也不乏，他們主要針對的是燃煤酸性煙氣對黑液以及其 他工業(yè)廢水的中和處理，焦點(diǎn)更多的事放在了黑液的成分變化上面，對于煙氣中污染氣 體的去除率并沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，特別是沒有結(jié)合脫硫塔來優(yōu)化模擬處理煙氣的工作參 數(shù)。

本技術(shù)為制漿黑液治理尋找一條環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏之路，也為燃煤鍋爐煙氣 高效脫硫除Hg提供新的思路。因此本領(lǐng)域深入研究開發(fā)麥草制漿黑液同時脫硫除汞這 種技術(shù)非常有必要。為此，對“麥草制漿黑液協(xié)同控制燃煤煙氣SO₂和Hg機(jī)理研究”， 國家特批了國家自然科學(xué)基金，基金批準(zhǔn)號為“No.51208502”。

發(fā)明內(nèi)容