[發明專利]一種電解處理高氯脫硫廢水并耦合脫硝脫汞的系統及方法

有效

• 申請號: 201810208255.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108371879B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 胡將軍;汪遠;張萌;胡澤
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/64;B01D53/56;B01D53/50;B01D53/86;B01D53/90;C02F9/06;C02F101/12;C02F103/18
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 馬麗娜

本發明公開了一種高氯脫硫廢水的零排放處理及促進煙氣同時脫汞脫硝的方法及系統。首先使脫硫廢水與部分煙氣進行逆回流濃縮，對廢水進行預處理后將其泵入至電解系統陰極室，得到含高濃度氯離子的堿性漿液；堿性漿液回流至預處理混凝沉淀池中，高濃度氯離子透過陰離子交換膜進入陽極室，陽極室電解生成氯氣和氧氣，氯氣、氧氣、陽極電解液與空氣混合后進入前置SCO系統參與Hg⁰和部分NO的氧化。該方法將高氯脫硫廢水處理以及煙氣脫硝脫汞進行異位耦合，既達到了脫硫廢水零排放的目的，又能通過同步氧化解決Hg⁰污染的問題同時提高煙氣中NO₂含量，促進快速SCR的脫硝反應，實現煙氣同時脫硝脫汞。

技術領域

本發明屬于脫硫廢水處理領域，具體涉及一種高氯脫硫廢水的零排放處理及促進煙氣同時脫汞脫硝的方法及系統。

背景技術

燃煤鍋爐濕法煙氣脫硫系統(WFGD)在脫硫過程中排放脫硫廢水，該廢水中含有大量懸浮物、石膏組分、二氧化硅和重金屬，排出的這部分廢水就是脫硫廢水。脫硫廢水中懸浮物的質量濃度為9000～12700mg/L，一般含汞、鉛、鎳、鋅、鎘、鉻等重金屬以及砷、氟等非金屬污染物的脫硫廢水屬弱酸性(pH為4～6)，同時含有大量的氯離子(濃度8000～20000mg/L)；另一方面，為了保證脫硫系統的運行穩定性，需控制漿液中氯離子的濃度低于20000mg/L，使得含氯脫硫廢水不可能在脫硫體系中無限次回用。為了維持脫硫裝置漿液循環系統物質的平衡，防止煙氣中的可溶部分即氯濃度超過規定值以及保證石膏質量，必須從系統中排放一定量的廢水。

目前，國內外針對燃煤鍋爐脫硫廢水的處理方式有以下幾種：1)中和處理。通過中和、絮凝、沉淀、氧化等方式處理后通過壓濾機、烘干等方式去除水分作為固廢填埋；2)通過電除塵器與換熱器間的煙道蒸發；3)單獨采用廢水處理系統處理后達標排放；4)電滲析、正滲透、反滲透等膜技術處理脫硫廢水；5)采用多效蒸發、膜分餾、流化床、膜分離法、離子交換和電絮凝等技術處理高氯脫硫廢水。然而，這些方法都有諸多的弊端及局限性，如中和后沉淀固體填埋技術仍不能有效解決氯離子的問題，還需要額外添加石灰石等又造成了資源的浪費；電滲析、反滲透等無法解決氯離子含量過高以及頻繁的膜堵塞問題，高溫蒸發結晶技術對設備要求高、能耗大。

隨著社會發展以及環境重視程度的提高，燃煤煙氣汞污染問題成為大氣環境問題中突出的部分，我國《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223-2011)中規定汞及其化合物的煙氣排放閾值為0.03mg/m³。在燃煤煙氣汞污染物在煙道中有三種存在形式，顆粒態的Hg^p、Hg²⁺，這兩種占比僅為6～30％左右，容易被裹挾在飛灰中被除塵器捕集或者在脫硫塔中得到凈化，而元素態的Hg⁰具有較高的蒸氣壓而難溶于水，無法將其有效凈化，該部分Hg⁰在煙道氣中占比達到70～94％，Hg⁰在煙道氣體中的脫除成為煙氣脫汞的極為重要部分。目前，煙氣中的Hg⁰的處理技術包括活性炭及改性活性炭、貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物等。因為其物理吸附和化學吸附相結合的作用，改性活性炭具有較好的汞去除效果，包括S、鹵素、金屬氧化物修飾等。但是這類改性活性炭使用成本較高，而且會影響飛灰的品質，增加其處置難度。貴金屬催化劑對Hg⁰也具有較好的氧化脫除效果，但燃煤煙氣成分復雜，且我國燃煤多為低氯煤，造成其活性的降低，其成本不言而喻。其它各類方法目前也都處于研究階段，各自都存在一定的適用范圍及優缺點。