在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法

摘要

本发明涉及在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，其特征在于将15～25重量％碳酸钙、20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到工业锅炉的清洗废液中，在50～70℃的温度范围内将所得物质加热30～60分钟，从而制备碳酸钙的水溶液，并且将烟道气通入所得物质进而除去有害物质。所以，可以实现清洗废液的回收，以至于可以降低基于废液回收的工业成本和减少工艺过程，可以降低基于清除烟道气中有害物质的各种相关成本。

说明书

                     技术领域

本发明涉及在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液，特别涉及在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，这种方法通过将添加剂与清洗废液混合能够除去烟道气。

                     背景技术

一般来说，工业锅炉的运行都依赖于矿物燃料如媒、石油、天然气等的燃烧热。在矿物燃料的燃烧阶段产生的金属氧化物(在下文中被称作锅垢)可以在工业锅炉管道的内表面形成。应当使用清洗液快速除去如此形成的水垢。

此时，化学清洗液是EDTA(乙二胺四乙酸)铵。这种EDTA铵与管道内壁所形成的锅垢反应，进而产生EDTA铁(II)(Fe(II)EDTA，在下文被称作二价铁)。这种二价铁与氧或氧化剂反应，以至于EDTA铵以EDTA铁(III)类型(Fe(III)EDTA，在下文被称作清洗废液)被排出。

另外，在工业锅炉的燃烧过程中会产生烟道气。特别是，当烟道气中的Nox和Sox直接排放到空气中的情况下，会增加空气污染。所以，在排出管中安装烟道气脱氮设备或烟道气脱硫装置进而除去有害物质。

但是，除去烟道气中有害气体的脱硫装置和脱氮设备的保养所需的花费很大，当脱硫装置和脱氮设备在共同使用的情况下，脱氮效率会降低。因为化学处理剂的成本高，整个加工成本会增加。

                     发明概述

所以，本发明的一个目的是克服在常规工艺中遇到的问题。

本发明的另一个目的是提供一种在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，这种方法通过将添加剂混合到工业锅炉的化学清洗操作阶段所产生的清洗废液中以除去烟道气中的有害气体。

为达到上述目的，提供一种在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，其特征在于烟道气通入以EDTA铁(III)类型排放的清洗废液，EDTA铁(III)是通过将EDTA铵注射到工业锅炉的管道清洗液中，并且在管道中与附着的锅垢反应而产生二价铁，然后再与氧反应得到的，进而除去有害物质。

另外，为达到上述目的，提供一种在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，其特征在于将20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到工业锅炉的清洗废液中，在50～70℃的温度范围内加热30～60分钟，进而产生二价铁，烟道气通入所得物质进而除去有害物质。

而且，为达到上述目的，提供一种在工业锅炉的化学清洗过程中所产生的废液的回收方法，其特征在于将15～25重量％碳酸钙，20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到工业锅炉的清洗废液中，在50～70℃的温度范围内将所得物质加热30～60分钟，从而制备碳酸钙的水溶液，并且使烟道气通入所得物质进而除去有害物质

                     附图详述

参考附图可以更好地理解本发明，附图仅仅是解释说明而不限制本发明，其中：

图1是依据本发明第一个具体实施方案的清洗废液的脱氮效率的曲线图；

图2是依据本发明第二个具体实施方案的清洗废液的脱氮效率的曲线图；

图3是依据本发明第二个具体实施方案的基于清洗废液的脱氮和脱硫作用的浓度变化的曲线图；

图4是依据本发明第二个具体实施方案的基于清洗废液的脱氮和脱硫作用的效率变化的曲线图；和

图5是依据本发明第二个具体实施方案的基于清洗废液的脱氮和脱硫作用的浓度和效率变化的曲线图。

                优选具体实施方案详述

参考附图来描述本发明的优选具体实施方案。

依据本发明作为化学清洗液的EDTA铵穿过管道内壁，并且与锅垢反应生成中间物EDTA铁(II)，其与沿管道内壁排放的氧或氧化剂反应，进而以EDTA铁(III)的形式排放出来。

此时，附着在管道内壁的锅垢含有如表1所示的组分。如表所示，既然至少90％的氧化铁包含在锅垢内，所以可知在工业锅炉的管道清洗阶段所产生的废液是超过90％的清洗废液。

所以，清洗废液的主要组分是氧化铁，其pH值是5.0～9.7，铁离子浓度是50000～15,000ppm。其中包括少量其它金属物质。

表1

    组分    含量(重量/重量％)    Fe₂O₃    55～99％    Cu    40％以下    Al₂O₃，ZnO，NiO    10％以下    Cr₂O₃，MnO₃    少量    SiO₂，Mg，CaO，SO₂    5.0％以下    P₂O₅    10％以下

实施例1

首先，作为化学清洗液提供给工业锅炉管道内壁的铵与附着在管道内壁的锅垢反应，产生二价铁。所产生的二价铁与空气或氧化剂反应，产生EDTA铁(III)类型的清洗废液。采用穿过烟道气的方法，从烟道气中除去氧化氮和氧化硫。

图1是清洗废液的脱氮效率的曲线图。如图所示，在每分钟2.50毫升的速度下，通过将含有1750ppm的氧化氮的有害气体注射到含有4100ppm的铁离子的清洗废液中而达到脱氮效果。此时，如图1所示，清洗废液的脱氮效率在约95％以上，约50分钟之后保持在65％。由此可知脱氮效率极好。

实施例2

首先，将20～30％重量的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到工业锅炉所产生的清洗废液中。在50～70℃的温度范围内加热所得混合物30～60分钟，进而转变为二价铁。烟道气通入上述经还原的物质进而除去氧化氮和氧化硫。

即，图2是使用清洗废液(铵+铁粉)的脱氮效率的曲线图。如图所示，将20～30％重量的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到含有8200ppm的铁离子的清洗废液中，在50℃温度下加热所得物质，还原为基于化学结构式I的二价铁，溶解铁粉。然后，用含有4500ppm铁离子的溶液稀释所得物质。然后，将烟道气通过所得物质进而除去有害物质。

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此时，如图2所示，在初始阶段脱氮效率保持在约95％以上，60分钟之后保持在90％以上。然后，脱氮效率降低，170分钟之后保持在60％。

另外，图3是基于清洗废液(EDTA铵+铁粉)的脱氮和脱硫作用的浓度变化和效率变化的曲线图。如图所示，将20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到含有8200ppm的铁离子的清洗废液中，在70℃下加热所得物质，并且还原为基于化学结构式I的二价铁，溶解铁粉。用含有4500ppm的铁离子的溶液稀释所得物质。然后，将烟道气通入所得物质。

此时，如图3所示，氧化氮(nitride oxide)的初始浓度保持在210ppm，氧化硫的初始浓度保持在1100ppm。

如图4所示，使用清洗废液(EDTA铵+铁粉)除去有害物质。在初始阶段脱硫/脱氮效率保持在约95％，60分钟之后保持在约80％。然后，效率逐渐降低，在170分钟之后保持在约50％。

实施例3

将15～25重量％的碳酸，20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入到从工业锅中排放出的清洗废液中，在50～70℃下加热所得物质30～60分钟进而生成碳酸钙水溶液，然后将烟道气通入所得物质，然后除去氧化氮和氧化硫。

图5是基于清洗废液(EDTA铵+碳酸钙+铁粉)的脱硫和脱氮作用的浓度和效率变化的曲线图。将15～25重量％的碳酸钙加入到含有4500ppm的铁离子的作为脱硫剂的清洗废液中，然后将20～30重量％的EDTA铵和10～15重量％的铁粉加入其中。

然后，在50～70℃下将清洗废液的所得产物加热30～60分钟，由此生成最终产物。然后，将烟道气通入所得物质。在50分钟之内，脱氮/脱硫效率一直保持在约80％。由此可知其有害物质的去除效率是极好的。

如上所述，依据本发明在工业锅炉的化学清洗阶段所产生的废液的回收方法中，将EDTA铵、铁粉或脱硫剂加入到作为废液从工业锅炉中排放出来的清洗废液中，进而除去烟道气中的有害物质。所以，在本发明中，实施清洗废液的回收，以至于可以降低回收废液的工业成本和减少工艺过程。除此之外，可以降低基于清除烟道气中有害物质的各种相关成本。

由于本发明可以以各种形式予以实施，而不背离本发明的宗旨和基本特征，也应当理解的是，除非另有说明，上述实施例并不限于以上详细描述，而应当广泛的解释为在所附权利要求所限定的宗旨和范围内，所以所有落入权利要求的集合和界限或等同于这种集合和界限内的变化和修正都应被包含在所附权利要求的范围内。