[发明专利]一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种萃取回收和提纯单质硫的方法，具体地说，涉及一种采用加热萃取、降温结晶的方法从生物脱硫污泥中回收和提纯高纯度的单质硫。

背景技术

二氧化硫是电厂烟气中的主要污染物，也是形成酸雨的主要物质。烟气生物脱硫是近年来出现的一种空气污染控制技术。2006年，我国建成了首套烟气生物脱硫示范线，并投入运行。

烟气经电除尘后送至碱液洗涤塔。烟气中的二氧化硫在洗涤塔内被碱液吸收，随后吸收了二氧化硫的碱液被送入生物处理系统。在生物处理系统中，二氧化硫在微生物的作用下转化为单质硫。单质硫与生物处理系统中的其它固体杂质经过絮凝、沉淀后，以污泥的形式排出生物处理系统。污泥经过离心脱水或板框压滤后得到含水率60～80％的泥饼，污泥的固体成分包括40～70％的单质硫，其它成分为烟气中的灰分、絮凝剂和生物质等。烟气生物脱硫可以有效的减少电厂排放的二氧化硫量，但同时也产生了一个新的问题，即烟气生物脱硫污泥的处理和处置。

单质硫是一种重要的化工原材料，但是由于生物脱硫污泥中的单质硫纯度不高，难以提纯和加工。因此，生物脱硫污泥的价值不高，主要被作为固体废物处理。

但是，我国是一个硫资源匮乏的国家，每年需要进口200万吨以上的硫磺。因此，从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯高纯度的单质硫有着十分重要的实际意义。但由于烟气生物脱硫的工程应用在国内是一个较新的课题，对生物脱硫污泥的处理还没有很好的办法，目前尚未见合适的从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的方法报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种以萃取工艺回收和提纯烟气生物脱硫污泥中单质硫的方法，该方法简单易行，能耗低，萃取剂可循环使用，消耗量小，经济可行，单质硫的纯度高，实现废弃物资源化、无害化和高值化。

为了实现本发明目的，本发明的一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的方法，该方法采用卤代烃、烷基或芳基二硫化物、或烷基萘与液体石油烃的混合物作为萃取剂，通过加热萃取回收生物脱硫污泥中的单质硫，再经冷却结晶提纯单质硫。

发明人经过大量的试验研究发现，对于萃取剂来说，应该具有以下性质，才能有效萃取获得单质硫：

硫在所选萃取剂中的溶解度大，在80～100℃时，硫在溶剂中的溶解度应大于10％；

硫在所选萃取剂中的溶解度随温度升高有显著提高，在80～100℃时的溶解度应至少为20℃时的2～4倍，最好能达到10倍；

与水不互溶，与水不形成乳化液，且与水有一定的密度差，以便与水分离；

具有较高的溶解硫的速度；

具有较高的沸点，在操作温度内(20～100℃)不沸腾气化；

萃取剂化学性质稳定，可循环再生，再生损失小，同时回收其中溶解的单质硫的方法简单易行(本方法采用升温萃取，降温结晶的方法回收单质硫)；

萃取剂生产方便，价格合适，经济可行；

合适的粘度，低的蒸汽压，不易燃烧，操作安全；

且能够长时间保持溶剂系统的稳定，从而保持溶剂溶解单质硫的活性。

因此，本发明所使用的萃取剂优选选自卤代烃、烷基或芳基二硫化物、或烷基萘与液体石油烃的混合物等。

所述的卤代烃包括四氯乙烷、三氯乙烯和四氯乙烯。其中，四氯乙烯是最为合适的萃取剂。

所述的烷基或芳基二硫化物包括二甲基二硫、二苯基二硫、甲基苯基二硫、二甲苯基二硫、甲苯基乙苯基二硫，以及由它们组成的混合物。也可以采用精制含硫原油的副产品，其成分可随原油性质有所变化。

所述的液体石油烃为石脑油。

所述烷基萘和石脑油的混合物为5～50％的烷基萘和50～95％的石脑油，优选为10～30％的烷基萘和70～90％的石脑油。所述烷基萘为甲基萘或二甲基萘。

所述高温萃取的温度为80～100℃，萃取时间为10～30min。

为了便于污泥中单质硫的萃取，可先将烟气生物脱硫污泥处理成含水率为60～80％的含硫泥饼，所采用的处理方式可以为离心或板框压滤浓缩。此时含硫泥饼也可进一步干燥为含水率为1％左右的含硫泥饼。

所述含硫泥饼与萃取剂的质量比为1∶5～1∶15。

所述冷却结晶的温度为20～25℃，可采用循环冷却水冷却等方式冷却。

具体地说，本发明的一种从烟气生物脱硫污泥中回收和提纯单质硫的方法，包括如下步骤：

1)先将烟气生物脱硫污泥处理成含硫泥饼；

2)然后将泥饼与萃取剂以质量比为1∶5～1∶15进行混合，并加热至80～100℃，萃取时间为10～30min，静置后采用过滤或离心分离污泥和含硫的萃取剂溶液；