[發明專利]回收硫元素為酸溶液的脫硫設備以及脫硫方法

在審

• 申請號: 202010243376.0
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111450673A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 何志;楊光耀;何勁松;李仲愷;劉超;趙聰
• 申請（專利權）人: 成都思達能環保設備有限公司;四川思達能環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/79;B01D53/96;B01D61/48
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 辜桂芳

本發明公開了回收硫元素為酸溶液的脫硫設備以及脫硫方法。該回收硫元素為酸溶液的脫硫設備包括：脫硫單元，所述脫硫單元利用吸收劑至少與待處理氣體中的二氧化硫反應生成可溶性鹽并排出含有該可溶性鹽的反應液；氧化單元，所述氧化單元將反應液中含有四價硫的酸根離子氧化為含有六價硫的酸根離子；雙極膜單元，所述雙極膜單元的鹽室接收氧化單元處理后的反應液并分別在堿室生成堿溶液和在酸室生成酸溶液。通過設置氧化單元，可以使反應液中的硫元素主要以硫酸氫根和硫酸根的形式存在，這樣不僅可以降低甚至避免在酸室產生氣體，而且硫元素以硫酸溶液形式被回收，可以顯著降低能耗、延長設備壽命以及提升硫元素的利用價值。

技術領域

本發明涉及含硫氣體脫硫的技術領域，具體而言，涉及回收硫元素為酸溶液的脫硫設備以及脫硫方法。

背景技術

含硫煙氣中的硫化物主要為二氧化硫，其中少量的二氧化硫(通常不超過二氧化硫總體積的2％)可能會被氧化為三氧化硫。現有煙氣脫硫技術中較為成熟的方法是石膏法，即將石灰石粉加水制成的漿液作為吸收劑泵入脫硫塔與含硫煙氣充分接觸混合，使煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。經脫硫塔排出的石膏漿液經濃縮、脫水，使其含水量小于10％，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放。

石膏法的優點是脫硫劑來源豐富、價格較低、利用充分，脫硫效率可達95％以上，對機組容量無限制。不足之處是系統比較復雜，占地面積大，投入高，產生大量外排殘渣。

發明內容

本發明的主要目的在于提供回收硫元素為酸溶液的脫硫設備以及脫硫方法，以解決現有技術中大量外排殘渣的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了第一種回收硫元素為酸溶液的脫硫設備。該回收硫元素為酸溶液的脫硫設備包括：

脫硫單元，所述脫硫單元利用吸收劑至少與待處理氣體中的二氧化硫反應生成可溶性鹽并排出含有該可溶性鹽的反應液；

雙極膜單元，所述雙極膜單元的鹽室接收所述反應液并分別在堿室生成堿溶液和在酸室生成酸溶液。

首先，本發明的脫硫設備不會生成新的固體，因此不會出現大量外排殘渣的技術問題；相比于二水石膏，以酸溶液的形式回收硫元素可以提升硫元素的利用價值。其次，由雙極膜單元的堿室生成的堿溶液可以重新作為吸收劑被使用，因此整個設備只需要在開車時補充適量的吸收劑即可獨自穩定運行很長時間，運行成本低。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了第二種回收硫元素為酸溶液的脫硫設備。該回收硫元素為酸溶液的脫硫設備包括包括：

脫硫單元，所述脫硫單元利用吸收劑至少與待處理氣體中的二氧化硫反應生成可溶性鹽并排出含有該可溶性鹽的反應液；

氧化單元，所述氧化單元將反應液中含有四價硫的酸根離子氧化為含有六價硫的酸根離子；

雙極膜單元，所述雙極膜單元的鹽室接收氧化單元處理后的反應液并分別在堿室生成堿溶液和在酸室生成酸溶液。

上述的第一種脫硫設備在使用時，由于未設置氧化單元，因此反應液中的硫元素主要以亞硫酸氫根和亞硫酸根的形式存在，導致在雙極膜單元的酸室除了生成亞硫酸之外，還會產生較多的二氧化硫氣體，這些氣體一方面會降低溶液電導率，從而導致能耗上升，另一方面氣泡產生和破裂的過程會對膜產生沖擊，從而可能影響膜的壽命。因此，通過設置氧化單元，可以使反應液中的硫元素主要以硫酸氫根和硫酸根的形式存在，這樣不僅可以降低甚至避免在酸室產生氣體，而且硫元素以硫酸溶液形式被回收，可以顯著降低能耗、延長設備壽命以及提升硫元素的利用價值。

作為上述兩種回收硫元素為酸溶液的脫硫設備的進一步的改進，所述氧化單元包括第一氧化單元，所述第一氧化單元包括曝氣裝置，所述曝氣裝置通過對所述吸收劑進行攪拌從而將作為氧化劑的補氧氣引入所述吸收劑；并且/或者，