[实用新型]利用电解电渗析处理湿法脱硫系统中氯离子的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种利用电解-电渗析处理湿法脱硫系统中氯离子的系统。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，2013年我国生产和消费的煤炭量分别占世界总量的47.4％和50.3％，长期以来煤炭在我国的一次能源结构中的比例高达70％以上，由此导致我国排放的SO₂有90％左右来自于燃煤。燃煤排放的大量SO₂对农作物、森林、建筑和人类健康造成了巨大危害，我国每年因SO₂的排放造成的经济损失达数千亿元。

石灰石-石膏法烟气脱硫技术(WFGD)因其煤种适应范围广、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、工艺成熟以及运行可靠性高等优势，成为现阶段世界范围内应用最为广泛的烟气脱硫工艺。该工艺过程中，烟气中的氯元素、工艺水中的氯元素和脱硫剂(石灰石)中的氯元素不断进入脱硫浆液且逐渐富集，浆液中高浓度的氯离子具有降低脱硫效率、加速设备腐蚀以及影响石膏品质等众多危害，因此一般在该工艺在运行过程中，为了维持系统稳定安全运行并保持较高的脱硫效率，必须排出一定量的废水。

目前火电厂采用最多的脱硫废水处理方法是传统的化学沉淀法，该方法经过中和、沉降、絮凝和澄清等过程对废水进行处理，处理后的废水水质可以达到较高的标准。但是该工艺比较复杂、投资大且需要消耗多种药剂。

专利CN101486517A公开了一种中和-电絮凝法处理湿法脱硫废水的工艺，该工艺用电絮凝方式代替传统化学沉淀法的加药絮凝装置，简化了工艺流程并节省了购置助凝剂费用，但是该工艺仍需消耗一定的NaOH和石灰乳等中和药剂，仍没有从根本上简化工艺流程。专利CNCN103086550A公开了一种利用电解法处理脱硫废水的方法，该方法直接将脱硫废水引入敞开式电解槽，废水中的氯离子在电解装置的阳极板放电生成的氯气用于处理废水中的COD，该发明大大简化了脱硫废水处理工艺，但是该方法处理后的废水中氯离子浓度依然较高，且该工艺没有对废水回用，没有做到脱硫废水零排放。专利CN104150569A公开了一种处理净化后的脱硫废水的方法，该方法是将净化后的废水送入电解水装置进行电解，目的是在阳极获得氯气或/和次氯酸钠溶液，阴极获得氢氧化钙晶体或者碳酸钙晶体。由于该发明所述的电解装置中阴阳极溶液很难分离，因此阳极附近获得氯气或/和次氯酸钠溶液、阴极获得氢氧化钙晶体或者碳酸钙晶体均极其困难，且阴极生成氢氧化钙晶体和碳酸钙晶体对电解过程极为不利。

以上各种方法由于自身存在的缺点限制了其应用，且上述方法均是在脱硫废水产生后进行处理，没有从根本上避免脱硫系统排放废水。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种利用电解-电渗析处理湿法脱硫系统中氯离子的系统，该系统具有结构简单、占地少、不消耗药剂等优点，且能将脱硫系统中的氯离子分离出脱硫系统以氯气形式回收，并可避免脱硫系统产生废水。

本实用新型采用以下技术方案：

一种利用电解-电渗析处理湿法脱硫系统中氯离子的方法，包括以下步骤：

(1)来自石膏脱水系统的脱硫滤液水进入电解-电渗析装置的电渗析室，在直流电作用下进行电渗析处理，获得脱盐水；

(2)步骤(1)电渗析过程获得的脱盐水与来自石膏脱水系统的旋流器溢流液一同进入电解-电渗析装置的阴极电解室进行电解处理；

(3)电解-电渗析装置的阳极电解室注满稀盐酸，从电渗析室迁移至阳极电解室的氯离子在阳极板放电形成氯气。

步骤(1)中，在直流电的作用下，脱硫滤液中的Ca²⁺在电场力作用下透过阳离子交换膜迁移至阴极室，Cl^-在电场力作用下透过阴离子交换膜迁移至阳极室，实现了电渗析脱盐。

步骤(2)中，步骤(1)电渗析过程获得的脱盐水与来自溢流液箱的旋流器溢流液一同进入电解-电渗析装置的阴极电解室时，在阴极板发生如下析氢反应：

2H₂O+2e^-→H₂↑+2OH^-

阴极电解产生的高纯氢气用于氢冷发电机的补充氢气源，或作为H₂-SCR装置的氢气源，或作为清洁能源燃烧或出售。