[发明专利]一种电解法处理高氯脱硫废水并用于烟气汞污染治理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电解法处理高氯脱硫废水并用于烟气汞污染治理方法及系统。

背景技术

燃煤电厂湿法烟气脱硫系统(WFGD)排放大量废水，该废水呈弱酸性，含有大量悬浮物、石膏颗粒、二氧化硅及氢氧化物等，并富集了大量重金属离子及氯、氟、硫酸根离子等，废水处理和再利用难度较大。为了维持脱硫系统安全稳定运行、保证石膏产品质量和保证脱硫效率，需要控制浆液中C1^-浓度，一般要求低于20g/L，因此需定期排放大量废水，导致脱硫系统用水量增加。

目前，国内外发电厂对脱硫废水一般进行如下几种处理方式：1)通过中和、沉淀、絮凝、澄清、氧化等方法处理，浓缩后与脱硫副产品石膏混合后排至灰场；2)通过电除尘器与空气预热器之间的烟道蒸发；3)采用单独的废水处理系统处理后排放或回用；4)电渗析或反渗透处理后回用部分废水；5)采用多效蒸发、膜蒸馏和分子蒸馏等技术；6)此外还有流化床法、膜分离法、离子交换法和电絮凝法等。然而这些方法都有一定的弊端，如电渗析或反渗透无法解决脱硫废水氯离子含量过高，有机物等杂质多等问题，且会导致膜污堵频繁。多效蒸发、膜蒸馏和分子蒸馏等技术，通过含氯盐类结晶去除氯离子，但其蒸发过程对设备材质的要求较高，且能耗比较大。

随着对环保的重视，燃煤烟气汞污染问题已经引起了全世界范围内的广泛关注。我国《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)中规定我国火电厂汞及其化合物的排放限值为0.03mg/m³。燃煤烟气中汞的存在形式主要有3种：氧化态(Hg²⁺),颗粒态汞(Hg^p)和单质态汞(Hg⁰)。Hg²⁺易溶于水,用现有的湿法脱硫装置可吸收烟气中80％～90％的Hg²⁺；Hg^p吸附在烟气中的飞灰上,可以通过除尘设备脱除；Hg⁰具有较高的蒸汽压且难溶于水，除尘设备和湿式脱硫设备很难将其直接捕获。如何有效地把烟气中的Hg⁰转化为Hg²⁺和Hg^P，利用现有除尘设备和湿法脱硫装置脱除，成为脱汞技术开发的突破点。研究发现，氧化性气氛下，燃煤烟气中氯含量越高，烟气中Hg⁰转化为Hg²⁺的比例越高，即烟气中氯元素能促进烟气中汞的氧化，有利于利用现有污染控制装置协同脱除烟气中的汞。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供了一种电解法处理高氯脱硫废水并用于烟气汞污染治理方法及系统，其特征在于，该方法及系统包括以下步骤：

(1)对高氯脱硫废水进行预处理；

(2)将预处理后的高氯脱硫废水泵入电解装置的阳极室内，同时将浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液泵入电解装置的阴极室内，之后向电解装置中通入直流电并控制电流为3A；电解过程中，通过鼓泡反应器将空气通入阴极室内的阴极板附近，增加阴极板附近的溶解氧含量，并发生还原反应生成水；在阳极室的阳极板处发生氧化反应产生氯气，阳极室内获得脱盐水；

(3)产生的氯气依次通过饱和食盐水和无水氯化钙以除去氯气中的HCl以及水分，净化后的氯气通入氯气液化器进行液化储存备用；

(4)将步骤(3)中储存的氯气通过压缩空气携带导入到燃煤电站锅炉的SCR系统入口烟道，对烟气中的单质态汞进行氧化，氯元素与烟气中汞的均相氧化反应：

Hg+Cl+M＝HgCl+M；

Hg+HOCl＝HgCl+OH；

HgCl+Cl₂＝HgCl₂+Cl；

HgCl+HCl＝HgCl₂+H；

其中，Hg首先是被HOCl和Cl氧化生成HgCl，HgCl接着在Cl₂和HCl的作用下被氧化成HgCl₂，即汞的主要氧化路径为Hg→HgCl→HgCl₂；

(5)步骤(2)获得的脱盐水作为回流水回流到湿式洗涤器中。

步骤(1)中所述的预处理为“pH调节+混合絮凝+澄清沉淀”预处理，具体步骤如下：

(a)将高氯脱硫废水泵入中和箱中，添加0.5mol/L的NaOH溶液，调节pH值至8-9；

(b)中和后的废水进入混合箱中，并投加三巯基三唪钠盐，投加量为7.5mg/L；