公布日：2022.11.22
申請日：2022.08.19
分類號：C02F9/06(2006.01)I;B01D53/047(2006.01)I;B01D53/22(2006.01)I;B01D53/86(2006.01)I;B01D53/46(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I;
B01D53/68(2006.01)I;C25B1/14(2006.01)I;C25B1/26(2006.01)I;C25B1/02(2006.01)I;C25B9/01(2021.01)I;C25B9/015(2021.01)I;
C01B3/52(2006.01)I;C01B3/50(2006.01)I;C01B3/56(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;
B01D45/16(2006.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及脫硫廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種脫硫廢水處理系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括：預(yù)處理裝置，用于對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，以脫除所述脫硫廢水中的二價(jià)離子；電解裝置，用于對經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行電解；氣液分離裝置，用于對所述電解裝置中產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)行氣液分離；脫氯裝置，用于對所述氣液分離裝置中分離出的氫氣進(jìn)行脫氯；氫氣加壓裝置，用于對經(jīng)過脫氯后的氫氣進(jìn)行加壓和冷卻干燥；以及氫氣脫氧裝置，用于對經(jīng)過加壓和冷卻干燥后的氫氣進(jìn)行脫氧。按照本發(fā)明所述的技術(shù)方案對脫硫廢水進(jìn)行處理，可以制得次氯酸鈉溶液和氫氣，整體工藝不會產(chǎn)生外排廢棄物。
權(quán)利要求書
1.一種脫硫廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：預(yù)處理裝置，用于對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，以脫除所述脫硫廢水中的二價(jià)離子；電解裝置，用于對經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行電解；氣液分離裝置，用于對所述電解裝置中產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)行氣液分離；脫氯裝置，用于對所述氣液分離裝置中分離出的氫氣進(jìn)行脫氯；氫氣加壓裝置，用于對經(jīng)過脫氯后的氫氣進(jìn)行加壓和冷卻干燥；以及氫氣脫氧裝置，用于對經(jīng)過加壓和冷卻干燥后的氫氣進(jìn)行脫氧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理裝置包括依次連接的pH值調(diào)節(jié)箱、反應(yīng)箱、絮凝箱、沉淀箱和多介質(zhì)過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述pH值調(diào)節(jié)箱包括箱體、混合器、酸液投加裝置、堿液投加裝置和pH檢測儀，所述混合器的主進(jìn)液端與脫硫廢水進(jìn)口連接，所述混合器的輔進(jìn)液端連接至所述酸液投加裝置和堿液投加裝置，所述pH檢測儀設(shè)置于所述混合器的出口與所述箱體的進(jìn)液口之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀箱包括箱體、進(jìn)液中心管和溢流堰，所述進(jìn)液中心管的下端出口距離所述箱體底部10-30cm，所述溢流堰環(huán)繞設(shè)置于所述箱體的內(nèi)壁上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溢流堰的上沿為鋸齒形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多介質(zhì)過濾器內(nèi)部填充的過濾材料為石英砂、活性炭和無煙煤中一種或至少兩種以上的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電解裝置所采用的電解槽為板式電極管式電解槽、板網(wǎng)式電極板式電解槽或同心圓管式電解槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括酸洗裝置，用于對所述電解裝置運(yùn)行過程中產(chǎn)生的結(jié)垢進(jìn)行清理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣脫氧裝置包括氫氣一次脫氧單元和氫氣二次脫氧單元，所述氫氣一次脫氧單元采用氣體分離膜脫氧，所述氫氣二次脫氧單元采用鈀催化劑脫氧。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣脫氧裝置還包括設(shè)置在所述氫氣二次脫氧單元后面的氫氣三次脫氧單元，所述氫氣三次脫氧單元采用變溫變壓吸附裝置進(jìn)行脫氧。
11.一種脫硫廢水處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，通過絮凝、沉淀以脫除所述脫硫廢水中的二價(jià)離子；(2)對經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行電解，生成包含次氯酸鈉溶液和氫氣的氣液混合物；(3)對所述氣液混合物進(jìn)行氣液分離，分離成作為液相的次氯酸鈉溶液和作為氣相的氫氣；(4)對分離出的所述氫氣進(jìn)行脫氯，以去除所述氫氣中夾帶的氯氣；(5)對經(jīng)過脫氯后的氫氣進(jìn)行加壓和冷卻干燥；以及(6)對經(jīng)過加壓和冷卻干燥后的氫氣進(jìn)行脫氧。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述脫氧的過程包括：采用氣體分離膜進(jìn)行一次脫氧；采用鈀催化劑進(jìn)行二次脫氧；以及可選地采用變溫變壓吸附裝置進(jìn)行三次脫氧。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的脫硫廢水處理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)占地面積大、工藝投資成本高、運(yùn)行成本高、蒸發(fā)過程產(chǎn)生的雜鹽處理困難等問題，提供一種新的脫硫廢水處理系統(tǒng)和方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種脫硫廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
預(yù)處理裝置，用于對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，以脫除所述脫硫廢水中的二價(jià)離子；
電解裝置，用于對經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行電解；
氣液分離裝置，用于對所述電解裝置中產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)行氣液分離；
脫氯裝置，用于對所述氣液分離裝置中分離出的氫氣進(jìn)行脫氯；
氫氣加壓裝置，用于對經(jīng)過脫氯后的氫氣進(jìn)行加壓和冷卻干燥；以及
氫氣脫氧裝置，用于對經(jīng)過加壓和冷卻干燥后的氫氣進(jìn)行脫氧。
優(yōu)選地，所述預(yù)處理裝置包括依次連接的pH值調(diào)節(jié)箱、反應(yīng)箱、絮凝箱、沉淀箱和多介質(zhì)過濾器。
優(yōu)選地，所述pH值調(diào)節(jié)箱包括箱體、混合器、酸液投加裝置、堿液投加裝置和pH檢測儀，所述混合器的主進(jìn)液端與脫硫廢水進(jìn)口連接，所述混合器的輔進(jìn)液端連接至所述酸液投加裝置和堿液投加裝置，所述pH檢測儀設(shè)置于所述混合器的出口與所述箱體的進(jìn)液口之間。
優(yōu)選地，所述沉淀箱包括箱體、進(jìn)液中心管和溢流堰，所述進(jìn)液中心管的下端出口距離所述箱體底部10-30cm，所述溢流堰環(huán)繞設(shè)置于所述箱體的內(nèi)壁上部。
優(yōu)選地，所述溢流堰的上沿為鋸齒形結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，所述多介質(zhì)過濾器內(nèi)部填充的過濾材料為石英砂、活性炭和無煙煤中一種或至少兩種以上的任意組合。
優(yōu)選地，所述電解裝置所采用的電解槽為板式電極管式電解槽、板網(wǎng)式電極板式電解槽或同心圓管式電解槽。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括酸洗裝置，用于對所述電解裝置運(yùn)行過程中產(chǎn)生的結(jié)垢進(jìn)行清理。
優(yōu)選地，所述氫氣脫氧裝置包括氫氣一次脫氧單元和氫氣二次脫氧單元，所述氫氣一次脫氧單元采用氣體分離膜脫氧，所述氫氣二次脫氧單元采用鈀催化劑脫氧。
優(yōu)選地，所述氫氣脫氧裝置還包括設(shè)置在所述氫氣二次脫氧單元后面的氫氣三次脫氧單元，所述氫氣三次脫氧單元采用變溫變壓吸附裝置進(jìn)行脫氧。
本發(fā)明還提供了一種脫硫廢水處理方法，該方法包括以下步驟：
(1)對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，通過絮凝、沉淀以脫除所述脫硫廢水中的二價(jià)離子；
(2)對經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行電解，生成包含次氯酸鈉溶液和氫氣的氣液混合物；
(3)對所述氣液混合物進(jìn)行氣液分離，分離成作為液相的次氯酸鈉溶液和作為氣相的氫氣；
(4)對分離出的所述氫氣進(jìn)行脫氯，以去除所述氫氣中夾帶的氯氣；
(5)對經(jīng)過脫氯后的氫氣進(jìn)行加壓和冷卻干燥；以及
(6)對經(jīng)過加壓和冷卻干燥后的氫氣進(jìn)行脫氧。
優(yōu)選地，所述脫氧的過程包括：
采用氣體分離膜進(jìn)行一次脫氧；
采用鈀催化劑進(jìn)行二次脫氧；以及
可選地采用變溫變壓吸附裝置進(jìn)行三次脫氧。
按照本發(fā)明所述的脫硫廢水的處理方法和系統(tǒng)，對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，通過絮凝、沉淀去除大部分的二價(jià)離子，剩余在水體中的基本為鈉離子和氯離子，接著通過電解可以將氯離子轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉，次氯酸鈉可供廠區(qū)消毒使用，電解過程中產(chǎn)生的氫氣通過脫氯、加壓并冷卻干燥以及脫氧，可以獲得純凈的氫氣。因此，按照本發(fā)明所述的技術(shù)方案對脫硫廢水進(jìn)行處理，整體工藝不會產(chǎn)生外排廢棄物，而且整個(gè)系統(tǒng)占地面積小、工藝投資成本和運(yùn)行成本均較低。
（發(fā)明人：張利平;孫振新;廖海燕;袁野;杜庶銘;張秩鳴;馬俯波;房臣昌）
