[发明专利]脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法

说明书

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NO_x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。

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NO_x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、NO_x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NO_x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NO_x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NO_x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NO_x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NO_x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NO_x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NO_x烟气由上而下逆向接触，NO_x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NO_x充分接触。