公布日：2022.11.22
申请日：2022.08.19
分类号：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
本发明涉及脱硫废水处理技术领域，公开了一种脱硫废水处理系统和方法。该系统包括：预处理装置，用于对脱硫废水进行预处理，以脱除所述脱硫废水中的二价离子；电解装置，用于对经过预处理后的脱硫废水进行电解；气液分离装置，用于对所述电解装置中产生的气液混合物进行气液分离；脱氯装置，用于对所述气液分离装置中分离出的氢气进行脱氯；氢气加压装置，用于对经过脱氯后的氢气进行加压和冷却干燥；以及氢气脱氧装置，用于对经过加压和冷却干燥后的氢气进行脱氧。按照本发明所述的技术方案对脱硫废水进行处理，可以制得次氯酸钠溶液和氢气，整体工艺不会产生外排废弃物。
权利要求书
1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，该系统包括：预处理装置，用于对脱硫废水进行预处理，以脱除所述脱硫废水中的二价离子；电解装置，用于对经过预处理后的脱硫废水进行电解；气液分离装置，用于对所述电解装置中产生的气液混合物进行气液分离；脱氯装置，用于对所述气液分离装置中分离出的氢气进行脱氯；氢气加压装置，用于对经过脱氯后的氢气进行加压和冷却干燥；以及氢气脱氧装置，用于对经过加压和冷却干燥后的氢气进行脱氧。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理装置包括依次连接的pH值调节箱、反应箱、絮凝箱、沉淀箱和多介质过滤器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述pH值调节箱包括箱体、混合器、酸液投加装置、碱液投加装置和pH检测仪，所述混合器的主进液端与脱硫废水进口连接，所述混合器的辅进液端连接至所述酸液投加装置和碱液投加装置，所述pH检测仪设置于所述混合器的出口与所述箱体的进液口之间。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述沉淀箱包括箱体、进液中心管和溢流堰，所述进液中心管的下端出口距离所述箱体底部10-30cm，所述溢流堰环绕设置于所述箱体的内壁上部。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述溢流堰的上沿为锯齿形结构。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多介质过滤器内部填充的过滤材料为石英砂、活性炭和无烟煤中一种或至少两种以上的任意组合。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电解装置所采用的电解槽为板式电极管式电解槽、板网式电极板式电解槽或同心圆管式电解槽。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括酸洗装置，用于对所述电解装置运行过程中产生的结垢进行清理。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述氢气脱氧装置包括氢气一次脱氧单元和氢气二次脱氧单元，所述氢气一次脱氧单元采用气体分离膜脱氧，所述氢气二次脱氧单元采用钯催化剂脱氧。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述氢气脱氧装置还包括设置在所述氢气二次脱氧单元后面的氢气三次脱氧单元，所述氢气三次脱氧单元采用变温变压吸附装置进行脱氧。
11.一种脱硫废水处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)对脱硫废水进行预处理，通过絮凝、沉淀以脱除所述脱硫废水中的二价离子；(2)对经过预处理后的脱硫废水进行电解，生成包含次氯酸钠溶液和氢气的气液混合物；(3)对所述气液混合物进行气液分离，分离成作为液相的次氯酸钠溶液和作为气相的氢气；(4)对分离出的所述氢气进行脱氯，以去除所述氢气中夹带的氯气；(5)对经过脱氯后的氢气进行加压和冷却干燥；以及(6)对经过加压和冷却干燥后的氢气进行脱氧。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述脱氧的过程包括：采用气体分离膜进行一次脱氧；采用钯催化剂进行二次脱氧；以及可选地采用变温变压吸附装置进行三次脱氧。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的脱硫废水处理系统存在的系统占地面积大、工艺投资成本高、运行成本高、蒸发过程产生的杂盐处理困难等问题，提供一种新的脱硫废水处理系统和方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种脱硫废水处理系统，该系统包括：
预处理装置，用于对脱硫废水进行预处理，以脱除所述脱硫废水中的二价离子；
电解装置，用于对经过预处理后的脱硫废水进行电解；
气液分离装置，用于对所述电解装置中产生的气液混合物进行气液分离；
脱氯装置，用于对所述气液分离装置中分离出的氢气进行脱氯；
氢气加压装置，用于对经过脱氯后的氢气进行加压和冷却干燥；以及
氢气脱氧装置，用于对经过加压和冷却干燥后的氢气进行脱氧。
优选地，所述预处理装置包括依次连接的pH值调节箱、反应箱、絮凝箱、沉淀箱和多介质过滤器。
优选地，所述pH值调节箱包括箱体、混合器、酸液投加装置、碱液投加装置和pH检测仪，所述混合器的主进液端与脱硫废水进口连接，所述混合器的辅进液端连接至所述酸液投加装置和碱液投加装置，所述pH检测仪设置于所述混合器的出口与所述箱体的进液口之间。
优选地，所述沉淀箱包括箱体、进液中心管和溢流堰，所述进液中心管的下端出口距离所述箱体底部10-30cm，所述溢流堰环绕设置于所述箱体的内壁上部。
优选地，所述溢流堰的上沿为锯齿形结构。
优选地，所述多介质过滤器内部填充的过滤材料为石英砂、活性炭和无烟煤中一种或至少两种以上的任意组合。
优选地，所述电解装置所采用的电解槽为板式电极管式电解槽、板网式电极板式电解槽或同心圆管式电解槽。
优选地，所述系统还包括酸洗装置，用于对所述电解装置运行过程中产生的结垢进行清理。
优选地，所述氢气脱氧装置包括氢气一次脱氧单元和氢气二次脱氧单元，所述氢气一次脱氧单元采用气体分离膜脱氧，所述氢气二次脱氧单元采用钯催化剂脱氧。
优选地，所述氢气脱氧装置还包括设置在所述氢气二次脱氧单元后面的氢气三次脱氧单元，所述氢气三次脱氧单元采用变温变压吸附装置进行脱氧。
本发明还提供了一种脱硫废水处理方法，该方法包括以下步骤：
(1)对脱硫废水进行预处理，通过絮凝、沉淀以脱除所述脱硫废水中的二价离子；
(2)对经过预处理后的脱硫废水进行电解，生成包含次氯酸钠溶液和氢气的气液混合物；
(3)对所述气液混合物进行气液分离，分离成作为液相的次氯酸钠溶液和作为气相的氢气；
(4)对分离出的所述氢气进行脱氯，以去除所述氢气中夹带的氯气；
(5)对经过脱氯后的氢气进行加压和冷却干燥；以及
(6)对经过加压和冷却干燥后的氢气进行脱氧。
优选地，所述脱氧的过程包括：
采用气体分离膜进行一次脱氧；
采用钯催化剂进行二次脱氧；以及
可选地采用变温变压吸附装置进行三次脱氧。
按照本发明所述的脱硫废水的处理方法和系统，对脱硫废水进行预处理，通过絮凝、沉淀去除大部分的二价离子，剩余在水体中的基本为钠离子和氯离子，接着通过电解可以将氯离子转化为次氯酸钠，次氯酸钠可供厂区消毒使用，电解过程中产生的氢气通过脱氯、加压并冷却干燥以及脱氧，可以获得纯净的氢气。因此，按照本发明所述的技术方案对脱硫废水进行处理，整体工艺不会产生外排废弃物，而且整个系统占地面积小、工艺投资成本和运行成本均较低。
（发明人：张利平;孙振新;廖海燕;袁野;杜庶铭;张秩鸣;马俯波;房臣昌）
