基于纳米铁的烟气脱硫副产硫酸铵溶液的深度除砷系统
技术领域
本实用新型属于环境工程技术领域，具体地说，涉及一种基于纳米铁的烟气脱硫副产硫酸铵溶液的深度除砷系统。
背景技术
硫酸铵溶液为氨-酸法脱除低浓度SO2（质量浓度1-3%）工业烟气的副产物，主要物相为(NH4)2SO4，并含有As、Pb、Fe、Hg、Cd、Cr等杂质，工业上，硫酸铵溶液主要用于生产硫酸铵化肥。随着《土壤污染防治行动计划》的发布，化肥对土壤的影响引起了人们的关注，硫酸铵化肥作为烟气脱硫的副产品，其砷含量较高，长期使用该产品会造成土壤砷富集。
申请专利号为201210584088.7的中国发明专利“有色冶金烟气脱硫脱重金属的方法及装置”中涉及重金属砷的脱除，除砷方法为在硫酸铵洗涤后液中加入Fe2+或Fe3+脱砷剂并鼓入空气，使砷生成铁氧体尖晶石结构的沉淀通过过滤除去，但该方法会在硫酸铵溶液中引入重金属铁离子。申请专利号为201510189482.4的中国发明专利“一种硫酸铵溶液脱除杂质的方法”公开了先加工业硫化钠后加硫酸亚铁的净化除砷工艺，但该方法需经过两次精密过滤器过滤，流程较长，若反应时间不够，会导致终液含铁升高。申请专利号为201620253376.8的中国实用新型专利“一种烟气脱硫副产硫酸铵的深度除砷系统”可将硫酸铵含砷降至0.00005%以下，但该系统采用两级硫酸亚铁及一级硫化钠除砷设备，并需进行三次精密过滤器过滤，流程较长，投资和运行费用较大。
国内外有多篇文献报道利用纳米铁去除废水中的重金属，如“冯婧微、雷晓燕.零价铁去除重金属污染物的研究进展.现代化工. 2010, 30(10), 36- 39”。学者朱慧杰等对负载型纳米铁吸附剂去除饮用水中As(V)进行了研究（朱慧杰、贾永锋、姚淑华等.负载型纳米铁吸附剂去除饮用水中As(V)的研究.环境科学.2009,30(12),3562-3567”）。但利用改性纳米铁去除硫酸铵溶液含砷还未有相关文献及专利报道。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于纳米铁的烟气脱硫副产硫酸铵溶液的深度除砷系统，克服了现有硫酸铵溶液除砷方法中重金属铁离子富集、传统铁盐曝气装置造成大量氨挥发、流程长、反应时间长、投资费用高等问题，实现了硫酸铵中砷的高效清除，且工艺流程短、反应时间短、投资费用低，易于实施。
为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：
所述的基于纳米铁的烟气脱硫副产硫酸铵溶液的深度除砷系统包括反应塔1、精密过滤器2、中间槽3、输送泵4，所述的反应塔1的进液口通过设置有输送泵4的管道与中和槽5连接，反应塔1的顶部设有改性纳米铁加入口1-1和双氧水加入管道1-2，反应塔1的出液口通过设置有输送泵4的管道与精密过滤器2的进液口连接，精密过滤器2的出液口通过管道与中间槽3的进液口连接，中间槽3的出液口通过设置有输送泵4的管道与负压蒸发结晶系统6连接。
作为优选，所述的改性纳米铁加入口1-1通过管道与改性纳米铁调浆桶1-5连接，该管道上设置有阀门1-6与流量计1-7，改性纳米铁调浆桶1-5内设置有搅拌装置。
作为优选，所述的反应塔1的外壁上设置有用于检测反应塔1内液位的液位计1-4。
作为优选，反应塔1内设置有低速搅拌装置1-3，低速搅拌装置1-3的搅拌速度为100-150r/min。
作为优选，所述的精密过滤器2过滤精度为0.1-1.0μm。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过反应塔、精密过滤器、中间槽构成单级净化深度除砷作业设备，反应塔顶部设有改性纳米铁加入口及双氧水加入管道，反应塔内设低速搅拌装置；并配合精密过滤器进行固液分离，针对非稳态低浓度SO2烟气氨-酸法生产硫酸铵的中和母液进行深度除砷，砷去除率达95%以上，最终产出的固体硫酸铵含砷≤0.00005%，达到DB53/T 340-2011《冶炼二氧化硫烟气制硫酸铵》硫酸铵优等品要求，同时本实用新型可解决采用铁盐除砷导致终液含铁升高、传统铁盐曝气装置造成大量氨挥发的问题，且该实用新型工艺流程短、反应时间短、适应性强、操作简单方便，易于在生产上实施。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的工艺流程图。
图中，1-反应塔、1-1-改性纳米铁加入口、1-2-双氧水加入管道、1-3-低速搅拌装置、1-4-液位计、1-5-改性纳米铁调浆桶、1-6-阀门、1-7-流量计、2-精密过滤器、3-中间槽、4-输送泵、5-中和槽、6-负压蒸发结晶系统。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1、图2所示，所述的基于纳米铁的烟气脱硫副产硫酸铵溶液的深度除砷系统包括反应塔1、精密过滤器2、中间槽3、输送泵4。
所述的反应塔1的进液口通过设置有输送泵4的管道与中和槽5连接，反应塔1的顶部设有改性纳米铁加入口1-1和双氧水加入管道1-2，所述的改性纳米铁加入口1-1通过管道与改性纳米铁调浆桶1-5连接，该管道上设置有阀门1-6与流量计1-7，改性纳米铁调浆桶1-5内设置有搅拌装置。所述的反应塔1的外壁上设置有用于检测反应塔1内液位的液位计1-4。反应塔1内设置有低速搅拌装置1-3，低速搅拌装置1-3的搅拌速度为100-150r/min。反应塔1的出液口通过设置有输送泵4的管道与精密过滤器2的进液口连接，所述的精密过滤器2过滤精度为0.1-1.0μm。精密过滤器2的出液口通过管道与中间槽3的进液口连接，中间槽3的出液口通过设置有输送泵4的管道与负压蒸发结晶系统6连接。
本实用新型的工作过程：
冶炼生成的非稳态低浓度SO2烟气经氨-酸法脱硫后生成的硫酸铵母液，与浓硫酸混合分解后，流入中和槽5，在中和槽5中加入氨水调节溶液pH至6-8，再经与其连接的输送泵4将中和槽5中的溶液泵至反应塔1中，开启低速搅拌装置1-3，搅拌速度控制在100-150r/min。按Fe:As质量比为10-15在调浆桶1-5内调制好改性纳米铁浆液，浆液密度控制在1.05-1.23g/cm3，通过控制阀门1-6及流量计1-7从反应塔1顶部的改性纳米铁加入口1-1中加入调制好的改性纳米铁浆液与pH为6-8的硫酸铵母液进行氧化反应，反应30-90分钟后，经过反应塔1顶部的双氧水加入管道1-2加入双氧水并继续搅拌，双氧水加入量控制在2-3mL/(L.硫酸铵中和液)，反应30-90分钟后，反应塔1中的溶液经与其出液口连接的输送泵4泵至精密过滤器2，控制精密过滤器2的过滤精度在0.1-1.0μm，过滤后的溶液自流入中间槽3中，最后再将中间槽3中的硫酸铵溶液通过与其出液口连接的输送泵4泵至负压蒸馏系统6中产出固体硫酸铵化肥。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
