申请日2018.03.01
公开(公告)日2018.07.24
IPC分类号C02F1/467; C02F1/463; B01D53/78; B01D53/56
摘要
本发明公开了一种脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，利用Ti基氧化物涂层或其改性涂层板作为形稳电极，与传统铝/铁极板作为可溶电极，与金属阴极一起构成电化学反应器，在电絮凝脱硫废水中重金属、固体悬浮物等污染物的同时，以脱硫废水中富含的氯离子为氯源，产生对烟气中NOx具有强氧化能力的次(亚)氯酸，将烟气中不溶于水的NO氧化为可溶的NO2并加以去除。从而达到降解燃煤锅炉脱硫工艺产生的脱硫废水污染物，和脱除燃煤锅炉烟气NO的多重目的。
权利要求书
1.一种脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：分别以形稳电极和金属电极构成集电絮凝和电催化氧化于一体的电化学处理装置，所述电极可互换电源极性，所述形稳电极和金属电极之间设置有若干片Al板或Fe板可溶电极。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述形稳电极采用Ti基氧化物涂层板，及其Ir、Ru、Pt、Sn、Sb、Pb、Ce、Co掺杂改性涂层板。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述金属电极采用不锈钢、铜、白铁。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述极板与极板之间的间距为3~10mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：具体步骤如下：(1)以流速40~60ml/min连续通入脱硫废水，将极板分别与直流电源的正、负极相连，通电，在电压20~60V、恒流1~5.4A条件下对脱硫废水进行电化学处理25~60min，进、出水方向为底部进水，上层溢流;(2)将处理后的脱硫废水以40~60ml/min流速泵入喷淋塔内与烟气逆向喷淋接触，或向静置处理后的脱硫废水鼓泡通入烟气;通入烟气温度为100~150℃，烟气流速为100~200 mL/min。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述脱硫废水pH环境为6~8。
7.根据权利要求5所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述烟气温度为100~140℃。
8.根据权利要求5所述的脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法，其特征在于：所述电解电流为4~5.4A。
说明书
脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法
技术领域
本发明涉及燃煤锅炉烟气净化工艺末端脱硫废水、烟(尾)气NOx综合处理技术领域。
背景技术
燃煤锅炉使用过程中会产生大量的粉尘，以及SO2、NOx等气态污染物。目前，工业上普遍采用石灰石-石膏法可以较好地脱除燃煤锅炉烟气中SO2，而烟气中NOx脱除则主要是通过选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)实现。石灰石-石膏法不足之处在于产生大量的脱硫废水，其中固体悬浮物(SS)、重金属和钙、镁、氯等离子的浓度较高。传统三联箱工艺处理脱硫废水工艺出水水质不稳定，需外加大量药剂，污泥产生量和占地面积大，氯离子降解率很低，如直排放会对环境产生一定的危害。另一方面，SCR法则存在催化剂易失活，操作温度范围窄，氨泄漏以及投资成本高等缺点;SNCR法也有脱硝效率低、操作温度高、氨泄漏等缺点。近年来发展的NOx氧化湿法吸收技术工艺相对简单，对温度的要求较低，投资和运行成本明显降低。然而，以臭氧、高锰酸钾、双氧水、次氯酸为代表的NOx强氧化剂由于来源不普遍、能耗和成本高使得该技术应用受到限制。
发明内容
本发明目的在于利用形稳电极高选择性析氯、耐腐蚀和高活性的特点，与传统可溶性牺牲电极Al或Fe，构成具有电絮凝和电催化氧化协同作用的电化学反应池。通过电絮凝作用，一方面去除脱硫废水中重金属离子、悬浮物和化学需氧量COD等污染物，同时脱硫废水中的氯离子在形稳电极上析出，生成对烟气中NOx同样具有氧化能力的次(亚)氯酸盐等有效氯物种。该技术在电絮凝处理脱硫废水中多种污染物同时，还以脱硫废水为氯源，提供NOx氧化湿法吸收技术所需的强氧化剂，从而实现燃煤锅炉末端产物脱硫废水、烟气NOx的综合协同去除。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：以耐腐蚀性、稳定性、电催化活性等方面性能优良的形稳电极(如，Ti基氧化物涂层及其改性涂层板)为阳极，金属阴极，多片Al板或Fe板置于阴阳极之间作为可溶电极，构成高效电化学反应器处理脱硫废水。电化学处理后的脱硫废水含有一定浓度次(亚)氯酸盐，经气浮、絮凝、沉淀，过滤后，通过高压泵泵入喷淋塔，自喷嘴由上而下与含NOx烟气由上而下逆向接触，NOx得以充分吸收去除。
本发明极板的有效面积为90cm2以上。将若干片铝板或铁板作为感应极板置于阴、阳极之间，极板与极板之间的间距为3~10mm，首、末极板与开关直流电源的正、负极相连，电解槽内水样采用磁力搅拌器实现均匀搅拌。在恒电流条件下电解，每隔15~20min可互换电源极性，以防止极板钝化。
具体技术方法中，形稳电极可采用市购的Ti/IrO2、Ti/RuO2、Ti/IrO2-RuO2以及制备的Ti/XO(X=Ir、Ru、Pt、Sn、Sb、Pb、Ce、Co等金属氧化物多元掺杂)材料，金属电极可采用不锈钢、铜、白铁等。
在以上规格的电化学反应器中，脱硫废水以40~60ml/min的流速从以上规格的电化学反应器底部进入，在保证极板有效面积的条件下溢流，经折流板再进入沉淀池。
处理后的脱硫废水在沉淀池中沉淀，上层清液经过滤网，高压泵抽入喷淋塔与烟气中NOx充分接触。
沉淀池与电化学反应池容积比不低于1.5:1，喷淋塔塔径(φ)为5cm，塔高(H)为20cm。
直流电源施加电压为20~60V，电流为1~5.4A，优选为4~5.4A。电化学作用时间持续25min~60min。
高压泵抽取脱硫废水流速为40~60ml/min，100~150℃的烟气通入喷淋塔，流速为100~200mL/min，优选烟气温度为100~140℃。
本发明中，脱硫废水pH环境为6~8。
本发明的优点在于以富含氯离子的脱硫废水作为氯源，通过电化学处理方法，在降解脱硫废水中固体悬浮物、重金属和COD的同时，将电解产生的含有次(亚)氯酸盐喷入喷淋塔内，与含有NOx的烟气接触，将其氧化吸收，达到降解脱硫废水中污染物的同时，净化烟气NOx的目的。该技术为燃煤锅炉末端废水、废气的综合处理提供了新的路径。
