[发明专利]用于钠碱法脱硫副产物回收的复合抑制剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制中的烟气脱硫技术领域，具体涉及提供了一种用于钠碱法脱硫副产物回收的新型抑制剂及其制备和应用。本发明通过利用抑制剂降低亚硫酸钠的氧化反应速率，从而提高脱硫副产物中亚硫酸钠的含量，便于对脱硫副产物进行回收利用，不仅提高了副产物的回收产率，并降低了回收过程中的能耗。

背景技术

钠碱法脱硫工艺在国外已有较成熟的应用，但在我国尚处于刚起步阶段，目前主要应用于中小型工业锅炉的烟气污染控制。其基本原理是采用碳酸钠或氢氧化钠等钠基碱性物质来吸收烟气中的SO₂，反应后经净化、中和、浓缩、结晶、干燥等过程，最终制成亚硫酸钠成品。该工艺具有吸收剂不易挥发，吸收系统不存在结垢、堵塞问题，脱硫效率高(一般可达90％以上)，吸收剂用量少，投资少，占地小及运行稳定等特点，因此近年来在我国发展迅速。

钠碱法脱硫副产物的回收可通过两种方式进行，即氧化回收法和再生法。其中，再生法需要在脱硫过程中抑制亚硫酸钠的氧化，并通过浓缩、结晶、干燥等工艺，得到经济价值更高的工业原料-亚硫酸钠。但由于实际烟气中含有约6％～10％的氧气，将不可避免地与亚硫酸钠接触并使之部分氧化，且副产物在分离、运输及储存过程中与空气接触时间较长，也存在诸多氧化变质的风险。这些因素均大大降低了亚硫酸钠的产率，导致副产物常被抛弃处理，既造成资源浪费，也会因亚硫酸钠的存在导致排水中COD较高，从而引发二次污染。可见，有效抑制亚硫酸钠氧化是脱硫副产物回收过程中的关键，也是目前制约钠碱法脱硫技术的瓶颈问题。

现有的研究表明，影响亚硫酸盐氧化速率的因素有很多，包括氧浓度、亚硫酸盐浓度、pH、温度、光照等。但在实际工艺中，调整上述参数会影响系统的连续稳定运行，且作用程度有限，因而可操作性不强。相比而言，加入抑制剂可在不影响脱硫系统整体平衡及稳定性的前提下，有效降低亚硫酸钠的氧化反应速率，进而得到较高纯度的亚硫酸钠产品，从而实现了脱硫副产物的高效回收。

总体来看，目前对亚硫酸盐抑制氧化反应的基础理论研究仍很匮乏，对其抑制作用及机制尚不明确，尤其忽视了抑制剂对不同种类亚硫酸盐的选择性(如同种抑制剂对亚硫酸钠氧化反应体系的控制较为有效，但在亚硫酸钠氧化体系中却可能发生失活)。本发明针对钠碱法脱硫工艺体系的特点，在已进行的氧化反应动力学模拟实验的基础上，筛选得到了一种针对亚硫酸钠氧化的高效抑制剂，可在极低作用浓度条件下使亚硫酸钠氧化速率降低1.5倍以上，具有较好的应用前景。

发明内容

本发明针对钠碱法脱硫工艺，克服了现有副产物回收技术的不足，提供一种用于减缓亚硫酸钠氧化的复合型有机抑制剂及其制备和应用。

一种用于钠碱法脱硫副产物回收的复合抑制剂，该复合抑制剂是由邻苯二酚、乙腈、pH值调节剂和水组成，其中，邻苯二酚和乙腈的摩尔比为(1～10)∶1。

上述抑制剂中，邻苯二酚的物质的量浓度可为0.01～0.5mol·L^-1。优选2.18×10^-2～4.36×10^-1mol·L^-1。

该复合抑制剂的pH值为4.5～8.5。

所述的pH值调节剂可选用盐酸、氨水中的任意一种或它们的组合。

一种用于钠法脱硫副产物回收的复合抑制剂的制备方法，其技术方案如下：按摩尔比(1～10)∶1称取邻苯二酚和乙腈，在40～50℃条件下将邻苯二酚和乙腈溶于水中，调节溶液pH值为4.5～8.5，搅拌、混匀，得到复合型复合抑制剂。

将发明的复合抑制剂加入钠碱法脱硫氧化系统，降低亚硫酸钠的氧化速率。

上述复合抑制剂在钠碱法脱硫工艺中的应用：将本发明的复合抑制剂加入到钠碱法脱硫氧化系统的脱硫塔吸收液中，其中，邻苯二酚在脱硫氧化系统中的物质的量浓度为5×10-5～2.5×10^-3mol·L^-1，优选1.09×10^-4～2.18×10^-3mol·L^-1，脱硫塔吸收液中邻苯二酚和乙腈的物质的量浓度之比为(1～10)∶1。