一种同步法制碱废液降低PH值·烟气脱硫的方法 技术领域
本发明涉及一种制碱废液降低PH值的方法以及一种烟气脱硫的方法，特别涉及一种制碱废液降低PH值与烟气脱硫同步进行的方法。
背景技术
氨碱厂有两大污染源，一是制碱废液，二是碱厂电站锅炉所排出烟气中的二氧化硫。
所述制碱废液是指氨碱法纯碱厂(简称氨碱厂，下同)制碱过程中，氨回收设备蒸氨塔底部所排放的蒸氨废液和盐水洗泥桶底部所排放的盐水废泥或者二者的混合物，其中，蒸氨废液是悬浮液，主要成分是CaCl2、NaCl、Ca(OH)2和CaCO3，固形物以重量计含量为2.8～3.5％，蒸氨废液呈碱性，PH值10.3～11.5，严重超过排放标准。盐水废泥也是悬浮液，主要成分是Mg(OH)2和CaCO3。每生产1吨纯碱，要排放盐水废泥0.8～1.0m3，排放蒸氨废液10m3，氨碱厂一般将这两种废液混合排放，也有的氨碱厂分开排放。对于年产量60万吨的氨碱厂，每年要排放制碱废液近700万m3，大量的废液排放造成环境污染，破坏生态平衡，影响碱厂所在地区及企业本身的可持续发展，由于制碱废液量巨大，治理制碱废液污染，费用很大，需要建造一套专用治理装置，特别是中和制碱废液碱性、降低PH值的中和剂费用很大，给企业造成严重的经济负担。寻找廉价地酸性物质作为制碱废液碱性的中和剂，成为治理制碱废液污染的关键之一。
所述电站锅炉是指大型氨碱厂自备电站，电站锅炉排出烟气中大量的二氧化硫对大气造成污染，影响大气质量及人民身体健康。治理二氧化硫污染，不但要建造脱硫装置，而且也要消耗大量的脱硫剂，同样给企业造成严重的经济负担。二氧化硫是酸性氧化物，寻找廉价的碱性物质作脱硫剂，是降低脱硫成本的关键。
世界各国对烟气脱硫都十分重视，已经开发出几十种行之有效的脱硫技术，其基本原理都是一种碱性物质作为二氧化硫吸收剂，即脱硫剂，按脱硫剂的种类来分，烟气脱硫技术可以分成以下几种方法：
1.以石灰石(CaCO3)为基础的钙法
2.以氧化镁(MgO)为基础的镁法
3.以硫酸钠(Na2SO4)为基础的钠法
4.以氨(NH3)为基础的氨法
5.以有机碱为基础的有机碱法
6.以海水为基础的海水法
世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例约占90％以上。
目前中和制碱废液碱性的方法主要有两种：
1.以二氧化碳(CO2)为基础的碳化法
2.以盐酸(HCl)为基础的中和法
目前氨碱厂制碱废液的中和与自备电站烟气的脱硫是分别进行的，由于中和剂及脱硫剂价格昂贵，并且制碱废液的中和与自备电站烟气的脱硫需要各自建造一套专用的治理装置，使得治理费用很大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种同步法制碱废液降低PH值·烟气脱硫的方法，即利用碱性的制碱废液去吸收、脱除锅炉烟气中的酸性氧化物二氧化硫，制碱废液在脱除二氧化硫的同时，本身的碱性也被中和，两种原来的污染物都变成了治理另一个污染物的原料，达到了以废治废、综合治理降低治理成本的目的。
本发明的目的通过下述方案予以实现。
本发明一种同步法制碱废液降低PH值·烟气脱硫的方法，包括以下步骤：将制碱废液与烟道气同时送入吸收器，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。
所述制碱废液的PH值为10.3～11.5，温度为45～90℃，废液中有效氧化钙为CaO0.3～6g/l；所述烟气中SO2浓度为800～3500mg/Nm3。
本发明的特征之一是将氨碱厂的两大造成环境污染的废物资源化，采用与现有技术不同的烟气脱硫剂，即将制碱废液作为二氧化硫的吸收剂；同时也采用与现有技术不同的制碱废液碱性中和剂，即将烟气二氧化硫作为中和制碱废液碱性、降低PH值的原料，实现以废治废，综合治理。
本发明特征之二是与现有将制碱废液和烟气二氧化硫两种污染物分别治理的方法不同，本发明是两种污染物治理同步进行，也即制碱废液吸收二氧化硫进行烟气脱硫的同时，制碱废液的碱性也被中和，两种污染物的治理同步完成。
本发明由于具有以上特点使得两种污染物的治理是同步进行的，也即可用一套装置来完成氨碱厂两种污染物的治理，因此可省去一套装置的初建费、运行费、节省占地，由于以废治废，可节约两种污染物治理的原料费，使原来的污染物资源化，治理费用低。
具体实施方式
本发明方法是将制碱废液与烟道气同时送入吸收器，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和，所述制碱废液中的Ca(OH)2、CaCO3和Mg(OH)2都是碱性物质，在吸收烟气中二氧化硫时，化学反应比较复杂，最主要的化学反应有：
由于生产原料成分和生产状况的波动，以蒸氨废液为例，如前所述蒸氨废液是指氨碱法纯碱生产过程中，氨回收设备蒸氨塔底部所排放的悬浮废液，蒸氨废液中的成分也随着波动，蒸氨废液的碱性和PH值也随着变化，所述制碱废液的PH值通常控制为10.3～11.5，温度为45～90℃，废液中有效氧化钙为CaO0.3～6g/l；由于制碱废液原始成分、PH值和废清液浊度的波动，中和废液碱性所需吸收SO2的数量也有波动，通常烟气中SO2浓度为800～3500mg/Nm3。
制碱废液吸收SO2时，由于制碱废液中还存在也吸收SO2的CaCO3、Mg(OH)2以及过烧氧化钙CaO等物质，并且它们的含量会随生产原料成分和操作工况的波动而变化，所以在相同有效氧化钙CaO浓度下，制碱废液PH值和吸收SO2的量往往出现差别，有时差别还比较大，所述过烧氧化钙CaO是指石灰煅烧温度过高，粒子表面有一层硬膜，不易溶解，没有活性或活性极差的生石灰CaO。
制碱废液可以是蒸氨废液、盐水废泥，也可以是它们的混合物；可以是它们的悬浮液，也可以是它们的澄清液和滤液，澄清液可以通过将蒸氨废液送入澄清器中澄清后，取出上部溢流出的废清液得到。
实施例1
将PH值为10.54，温度为46℃，废液有效氧化钙CaO 0.6g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为2950mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
蒸氨废液PH值 10.54 9.5 9.08 8.76
废液吸收SO2浓度，g/l 0 1.15 1.25 1.37
例中所述制碱废液吸收SO2浓度，是用废液吸收SO2生成的亚硫酸盐和硫酸盐等盐类中的硫折算成SO2而来，下同。
实施例2
将PH值为11.4，温度为47℃，废液有效氧化钙CaO 5.5g/l的蒸氨废液及盐水废泥混合物送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为3325mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
混合物PH值 11.4 10.94 9.06 8.52
废液吸收SO2浓度，g/l 0 1.21 1.72 2.05
实施例3
将PH值为11.24，温度为55℃，废液有效氧化钙CaO 3.4g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为2850mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废液PH值 11.24 10.92 9.06 8.86
废液吸收SO2浓度，g/l 0 0.98 1.48 1.72
实施例4
将PH值为11.1，温度为55℃，废液有效氧化钙CaO 3.7g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为2797mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废液PH值 11.1 10.6 9.03 8.42
废液吸收SO2浓度，g/l 0 1.25 1.37 2.01
实施例5
将PH值为10.30，温度为60℃，废液有效氧化钙CaO 2.8g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为823mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废液PH值 10.30 5.22 8.94 8.70
废液吸收SO2浓度，g/l 0 1.13 1.25 1.89
实施例6
将PH值为10.62，温度为70℃，废液有效氧化钙CaO 1.7g/l的蒸氨废液的澄清液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为1050mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废清液PH值 10.62 10.26 8.8 8.34
废清液吸收SO2浓度，g/l 0 1.03 1.37 1.48
实施例7
将PH值为10.58，温度为80℃，废液有效氧化钙CaO 2.6g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为1823mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废液PH值 10.58 10.30 8.80 7.74
废液吸收SO2浓度，g/l 0 0.98 1.60 1.72
实施例8
将PH值为10.7，温度为90℃，废液有效氧化钙CaO 2.8g/l的蒸氨废液送到吸收器与同时通入吸收器的SO2浓度为2025mg/Nm3烟道气接触并进行吸收反应，制碱废液吸收脱除锅炉烟道气中的SO2，同时制碱废液的碱性也被中和。吸收烟气SO2后蒸氨废液PH值即碱性的变化结果如下：
废液PH值 10.7 10.54 9.06 8.55
废液吸收SO2浓度，g/l 0 1.13 1.78 1.89