[发明专利]一种脱硫灰中亚硫酸钙的电化学催化氧化方法

说明书

本发明的目的是针对于现有脱硫灰处理技术中存在的问题，提供了一种脱硫灰中亚硫酸钙的电化学催化氧化方法，属于电化学技术领域。该方法为：1）将脱硫灰置于电解槽中与水混合搅拌形成脱硫灰浆液；2）向脱硫灰浆中加入一定量的催化剂和电解质溶液，再用酸或碱调节pH值；3）将惰性电极插入电解槽中，开启搅拌，电解，反应结束将电解液过滤得干燥滤饼。本发明采用电解的方法处理脱硫灰中的亚硫酸钙，利用电解液中亚硫酸根的电解氧化和电极附近活泼氧原子的间接氧化将亚硫酸钙转化为硫酸盐，步骤简单、便于操作、转化率高、无额外污染物产生、成本低，从而提高脱硫灰的利用率。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，特别涉及脱硫灰的电化学催化氧化方法。

背景技术

煤炭是我国发电厂的主要原料，在燃烧过程中会释放大量SO₂气体。目前，对煤炭燃烧释放SO₂气体的处理方法是将石灰水或石灰粉与高温烟气接触，使高温烟气中的SO₂被中和，生成以亚硫酸钙、硫酸钙为主，并含有氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙等成分。脱硫灰中大量的亚硫酸钙、氧化钙和未反应完全的脱硫剂等严重制约了脱硫灰在水泥、砖瓦和混凝土等领域的使用，尤其是亚硫酸钙和氧化钙含量的波动及其化学性质的不稳定性会给脱硫灰制品带来不利影响。同时，脱硫灰中亚硫酸钙不稳定，如处理不慎容易释放SO₂气体，会造成二次污染。据统计，现生产的脱硫灰只有极小部分被初级利用，其余均作为固体废弃物进行堆放处理，不仅占用大量土地资源、浪费资金，其次堆放过程中容易产生SO₂气体，对大气环境具有潜在威胁。

目前，对脱硫灰中亚硫酸钙处理的方法有很多，例如，中国专利申请200910263921.6“干法、半干法脱硫灰中亚硫酸钙的催化氧化方法”利用锰盐溶液为催化剂、过氧化氢为氧化剂，与脱硫灰进行混合加热，将脱硫灰中的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，从而解决了脱硫灰中亚硫酸钙不稳定带来的环境污染及用途限制问题。ZL201710123690.3“一种用于烧结烟气半干法脱硫灰氧化的助氧剂”利用助氧剂改变脱硫灰氧化过程中的反应界面从而加快脱硫灰中亚硫酸钙的氧化速率。ZL201910949291.1“一种干法脱硫灰的处理方法”将脱硫灰和温度为400~900℃、含氧量为15%~22%的氧化热风一起送入氧化装置中，进行直接接触氧化亚硫酸钙。

上述这些现有的脱硫灰中亚硫酸钙氧化方法大多采用氧化剂或高温煅烧法，一方面可能引入新的对环境有害的物质，另一方面成本高，不符合节能减排原则。

电化学氧化是在电解槽中放入待氧化化合物的溶液或悬浮液，通过直流电，在阳极上夺取电子使待氧化化合物氧化的方法。电化学氧化具有条件温和、不产生废液废物的优点。但是，现有技术中尚未对脱硫灰的电化学氧化方法进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对于现有脱硫灰处理技术中存在的问题，提供了一种脱硫灰中亚硫酸钙的电化学催化氧化方法。本发明采用电解的方法处理脱硫灰中的亚硫酸钙，利用电解液中亚硫酸根的电解氧化和电极附近活泼氧原子的间接氧化将亚硫酸钙转化为硫酸盐，步骤简单、便于操作、转化率高、无额外污染物产生、成本低。从而提高脱硫灰的利用率。

本发明的技术方案为：一种脱硫灰中亚硫酸钙的电化学催化氧化方法，包括如下步骤：

1）将脱硫灰置于电解槽中与水混合搅拌形成脱硫灰浆液；

2）向脱硫灰浆中加入一定量的催化剂和电解质溶液，再用酸或碱调节pH值；

3）将惰性电极插入电解槽中，开启搅拌，电解，反应结束将电解液过滤，干燥得滤饼。

上述的电化学催化氧化方法，所述步骤1）中，脱硫灰浆中的水和脱硫灰质量比为50~100:1；

上述的电化学催化氧化方法，所述步骤2）中，催化剂为二茂铁、乙烯基二茂铁或二者的混合物；

上述的电化学催化氧化方法，所述步骤2）中，催化剂与脱硫灰的质量比为0.2%~1.0%；