[發(fā)明專利]一種從煙氣中回收硫氮資源并生產硫酸羥胺的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710480765.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107349771A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 王海強;吳穹;吳忠標;陳思
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/60;B01D47/06;C01B21/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 黃平英

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護和化學工程領域，具體的說是從煙氣中回收硫氮資源，并將副產物生產硫酸羥胺產品的方法。

背景技術

隨著能源需求的增加，使用傳統(tǒng)化石燃料導致的空氣污染問題得到了廣泛關注。在當前日益嚴格的氮氧化物排放要求之下，相應的治理技術成為了研究的熱點，而“氧化-吸收”兩步脫硫脫硝技術(濕法同步脫硫脫硝技術)由于具有較高的脫除效率和更廣的適用范圍受到研究人員更多的關注。但是目前的濕法同步脫硫技術的僅將氣相中的氮氧化物轉化為液相中的硝酸鹽和亞硝酸鹽，未能實現(xiàn)該污染的根本去除。此外，亞硝酸鹽具有一定毒性，被攝入人體后會形成亞硝胺，不僅會產生強烈的“三致”作用，還會導致血液輸氧能力降低，引發(fā)高鐵血紅蛋白癥。硝酸鹽類又是水體富營養(yǎng)化的主要原因。因此，結合濕法同步脫硫脫硝工藝，并徹底解決含亞硝酸鹽/硝酸鹽廢水問題，實現(xiàn)煙氣中硫氮資源回收具有重要的意義。

我國專利公開號為CN103102002B提出基于Pd/Fe₃O₄催化劑用于除去水溶液中硝酸根或亞硝酸根的應用，催化劑制備復雜且需要150～200℃下用純氫氣還原，工業(yè)應用難度較高。我國專利公開號為CN101785964A提出向氨法脫硫產物硫酸銨溶液中加入硝酸鈉形成羥胺二磺酸鹽溶液，之后通入二氧化硫磺化水解制得硫酸羥胺，但該法未能結合脫硝工藝，對煙氣中氮資源進行利用。

Sima Ajdari等研究發(fā)現(xiàn)在酸性條件下，亞硝酸與亞硫酸氫根會生成以羥胺二磺酸(HON(SO₃)₂^2-)為主的硫氮化合物。

HNO₂+2HSO₃^-→HON(SO₃)₂^2-+H₂O

在拉西法合成硫酸羥胺工藝中，亞硝酸鈉溶液與氨水混合后，通入過量二氧化硫可以得到以羥胺二磺酸為主要成分的產物，之后將該溶液105～110℃下將進行水解2h，可以得到硫酸羥胺。

HON(SO₃)₂^2-+2H₂O→NH₃OH⁺+2SO₄^2-+H⁺

硫酸羥胺作為一種具有較高經濟價值的化工原料，常被用作還原劑、顯影劑和橡膠硫化劑，其衍生物肟或羥肟酸衍生物可用于生產殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等，具有廣泛的應用前景和市場空間。現(xiàn)有的硫酸羥胺合成路線主要包括：一氧化氮催化還原法、拉西合成法、硝基烷烴水解法、硝酸根離子還原法等，但現(xiàn)有方法存在反應路線復雜、成本較高、毒害副產物較多等問題，因此有必要尋求一種工藝簡單、成本低廉、不產生毒害副產物的路線。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有濕法脫硫脫硝廢水處理問題，提出一種從煙氣中回收氮氧化物和二氧化硫的方法，實現(xiàn)煙氣中硫氮資源的最大化利用，實現(xiàn)“變廢為寶”。

一種從煙氣中回收硫氮資源并生產硫酸羥胺的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)鍋爐煙氣經預除塵后進行噴淋降溫除塵，噴淋降溫除塵后的煙氣與氧化劑混合進行氧化，氧化后的煙氣進入吸收塔內循環(huán)噴淋進行同步脫硫脫硝，凈化煙氣的同時得到以SO₄^2-和NO₂^-為主的吸收液；

(2)將所得吸收液部分排出用于對煙氣進行所述噴淋降溫除塵，吸收液中NO₂^-與煙氣中的SO₂反應，形成以羥胺二磺酸鹽為主要成分的硫氮化合物吸收廢液；

(3)硫氮化合物吸收廢液通過除污提純后得到羥胺二磺酸溶液，所得羥胺二磺酸溶液在95～110℃條件下水解即得硫酸羥胺溶液，再經分離提純即得硫酸羥胺固體。

現(xiàn)有的同步濕法脫硫脫硝工藝可以將煙氣中的硫氮組分收集在吸收液中，本發(fā)明通過工藝改進可以將該部分硫氮資源制備硫酸羥胺，既有效降低硫酸羥胺生產成本，同時實現(xiàn)變廢為寶，提高經濟效益。

優(yōu)選地，氧化過程中所用氧化劑為雙氧水，雙氧水濃度為5～20％，雙氧水加入量是NO摩爾系數(shù)的0.1～1.5倍。進一步優(yōu)選雙氧水加入量是NO摩爾系數(shù)的0.1～1倍；最優(yōu)選雙氧水加入量是NO摩爾系數(shù)的1倍。