[發(fā)明專利]一種立式液相催化歧化及脫穩(wěn)析硫的系統(tǒng)及其處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110485434.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113173633B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴波;楊本濤;魏進(jìn)超;劉克儉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C02F1/70
• 分類號(hào): C02F1/70;C02F1/72;C02F103/18;C02F101/10
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓;卜婷

本發(fā)明公開了一種立式液相催化歧化及脫穩(wěn)析硫的廢水處理系統(tǒng)其處理方法，該系統(tǒng)包括立式催化歧化反應(yīng)倉、脫穩(wěn)析硫反應(yīng)裝置以及載硫活性炭催化層。所述立式催化歧化反應(yīng)倉的歧化排液口與脫穩(wěn)析硫反應(yīng)裝置的脫穩(wěn)進(jìn)液口相連通。若干層所述載硫活性炭催化層自上而下呈間隔串聯(lián)式設(shè)置在立式催化歧化反應(yīng)倉的內(nèi)腔中。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，成本低，易推廣，具備大規(guī)模應(yīng)用的前景，可在50℃左右的條件下實(shí)現(xiàn)亞硫酸氫根離子的催化歧化反應(yīng)并回收獲得硫資源。一方面降低了富硫氣體洗滌廢水中鹽分含量，另一方面實(shí)現(xiàn)了硫資源化的目的。極大的降低了液堿消耗，并且無二次污染產(chǎn)生，具有廣闊的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，具體涉及一種立式液相催化歧化及脫穩(wěn)析硫的系統(tǒng)及其處理方法，屬于含亞硫酸氫鹽廢水處理和硫資源回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二氧化硫是我國(guó)主要的大氣污染物之一，年排放量近2000萬噸，造成嚴(yán)重的硫資源浪費(fèi)及酸雨、霧霾等大氣環(huán)境污染。隨著國(guó)家環(huán)境法律法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)二氧化硫的減排與回收已成為環(huán)保領(lǐng)域急需突破的重大課題。硫磺為氧族單質(zhì)非金屬固體，是一種重要的化工原料，廣泛用于生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品、火藥、火柴、顏料以及藥用品，粉末狀的硫在農(nóng)業(yè)上可用作殺蟲劑和殺菌劑。而我國(guó)硫資源相對(duì)短缺，硫磺長(zhǎng)期供不應(yīng)求。將二氧化硫中的硫資源變?yōu)榱蚧沁M(jìn)行后，不僅能有效緩解我國(guó)硫資源短缺的情況，還能減少二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染，同時(shí)為企業(yè)帶來一定的收益。該氣體經(jīng)凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收等工序可以制得符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的硫資源，資源回收價(jià)值高。但是在生產(chǎn)硫資源過程中的凈化工序會(huì)將煙氣中的雜質(zhì)及有害元素同時(shí)洗滌進(jìn)入到酸性洗滌廢水中，同時(shí)煙氣中部分的二氧化硫氣體也會(huì)被水汽吸收帶入到廢水中。

一般的，由于富硫氣體中酸性物質(zhì)大于堿性物質(zhì)量，因此，富硫氣體洗滌廢水往往呈酸性。而當(dāng)前端煙氣中存在氰化物及其衍生物時(shí)，會(huì)進(jìn)入富硫氣體中并最終溶解于酸性洗滌廢水，從而增加廢水的堿度(如氰酸發(fā)生水解生成氨氮)，使酸性洗滌廢水呈中性。由于酸性洗滌廢水呈中性，會(huì)導(dǎo)致富硫氣體中大量的SO₂酸性氣體溶解，引起廢水中亞硫酸氫根急劇增加。檢測(cè)結(jié)果表明，無氰富硫氣體洗滌產(chǎn)生的酸性洗滌廢水中亞硫酸氫根濃度為2～5g/L，而含氰富硫氣體洗滌產(chǎn)生的酸性洗滌廢水中亞硫酸氫根濃度為240～300g/L。如此高濃度的含亞硫酸氫根的酸性洗滌廢水，若進(jìn)入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)，其處理難度巨大。一方面會(huì)使耗堿量急劇增大，造成液堿浪費(fèi)及增大廢水排出量；此外，還會(huì)在加堿過程中，形成亞硫酸鈉鹽結(jié)晶析出，造成系統(tǒng)堵塞、癱瘓。

液相歧化制硫法是指利用亞硫酸氫鹽中硫元素為中間價(jià)態(tài)的特點(diǎn)，在高溫和催化劑的條件下發(fā)生歧化，實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫的回收。針對(duì)廢水中亞硫酸氫根濃度較高，直接加堿會(huì)引起廢水系統(tǒng)結(jié)晶，造成堵塞的不足。早前已報(bào)道了采用“酸化吹脫法”和“沉淀法”，但這些方法都有或多或少的不足。主要為：

酸化吹脫法：利用亞硫酸氫根在酸性條件下，會(huì)變?yōu)槎趸蛱右?，從而?shí)現(xiàn)亞硫酸氫根濃度的降低。涉及到的反應(yīng)為：HSO₃^-+H⁺→H₂SO₃；H₂SO₃+空氣→H₂O+SO₂↑。但該方法需外加酸溶液，會(huì)增加其總水量，且酸溶液的加入量較大。此外，該方法利用強(qiáng)酸制弱酸，其總鹽分最多僅能降低50％。

沉淀法：利用亞硫酸氫根與金屬陽離子形成硫酸鹽的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)硫酸鹽的去除，如加入氧化鈣、氧化鎂、硫酸亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵。涉及到的反應(yīng)為：SO₃^2-+沉淀劑M→MSO₃↓。該方法會(huì)產(chǎn)生大量的固體渣，且金屬鹽一般價(jià)格較高。