CN102755826B - 氧化锌法冶炼行业尾气脱硫 - Google Patents

氧化锌法冶炼行业尾气脱硫 Download PDF

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Abstract

本发明属于环保技术领域，尤其是一种氧化锌法冶炼行业尾气脱硫。氧化锌法冶炼行业尾气脱硫，包括下述步骤：浆液制备→增加冶炼尾气压力→吸收工序→氧化工序→板框压滤工序→酸分解工序，本发明可根据待处理尾气温度、二氧化硫含量，确定吸收塔的数量，尾气中二氧化硫含量在0～6000mg/Nm3范围内使用一级吸收塔，在6000～12000mg/Nm3范围内使用二级吸收塔，在12000～24000mg/Nm3范围内使用三级吸收塔；在吸收塔内实现空气氧化，将易结晶物ZnSO3·5H2O氧化为ZnSO4，大大减少了塔内结晶物的数量，大大缓解了沉积与堵塞现象，缓解了对循环泵和管道的磨损；利用了冶炼行业产生的废酸，回用了部分废液或废酸，促进了清洁生产工作。

Description

氧化锌法冶炼行业尾气脱硫
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其是一种氧化锌法冶炼行业尾气脱硫。
背景技术
氧化锌法是用含氧化锌的物料配制成吸收浆液，在吸收设备中与低浓度二氧化硫烟气接触，二氧化硫溶解到液相中，利用氧化锌与液相中二氧化硫的反应，生成亚硫酸锌或其结晶物，其中部分亚硫酸锌氧化为硫酸锌。亚硫酸锌再通过酸分解或空气氧化途径，回收二氧化硫和Zn2+。在液相中，通过石灰石粉去除氟离子，利用铜渣去除氯离子。
(1)吸收过程
在吸收塔内，氧化锌浆液与烟气中的SO2发生以下主反应
ZnO+SO2+2.5H2O→ZnSO3·2.5H2O
S02吸收的反应机理可认为，SO2溶解于水中：
继而：
ZnO+2H+=Zn2++H2O
或：
由于亚硫酸是二元酸，所以可能生成两种盐。ZnO在过剩时为中性盐ZnSO3，SO2过剩时为酸性盐[Zn(HSO3)2]。在吸收过程中，由于ZnSO3，Zn(HSO3)2都是不稳定的化合物，被氧化后会发生如下反应：
2ZnSO3+O2=2ZnSO4
Zn(HSO3)2+O2=ZnSO4+H2SO4
未完全反应的亚硫酸锌容易结晶：
ZnSO3+H2O=ZnSO3·5H2O
ZnSO3·5H2O是脱硫工艺设计中重点关注的，在操作过程中更要加以控制。
（2）脱氟离子、氯离子过程
脱氟离子过程：
CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O
Ca2++F-=CaF↓
脱氯离子过程：
Cu+Cu2+=2Cu+
Cu+Cl-=CuCl↓
通过沉降或板框压滤，实现固液分离，液相循环回收或利用。
（3）酸分解过程
将板框压滤机出来的废渣，在酸分解罐中，用稀酸分解，以回收SO2和Zn2+，气相SO2去硫酸系统制酸，液相Zn2+去酸浸系统。
ZnSO3·5H2O+H2SO4=ZnSO4+6H2O+SO2↑
（4）氧化过程：
在吸收塔循环槽内，利用空气氧化，将ZnSO3、Zn(HSO3)2早空气中O2作用下氧化为ZnSO4和Zn(HSO3)2，再进行板框压滤，然后去酸浸工序回用。
2SO3 2-+O2=2SO4 2
2HSO3 -+O2=2SO4 2
原工艺缺点：
（1）由于循环液中有大量ZnSO3·5H2O结晶物存在，导致系统管道和泵磨损严重。
（2）由于循环液中含有ZnO粉尘和ZnSO3·5H2O结晶物，易沉积，堵塞设备和管道。
由于上述缺点，冶炼行业已建项目都没有正常运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供应用效果好、各装置运行良好、排放指标达到国家标准的氧化锌法冶炼行业尾气脱硫。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种氧化锌法冶炼行业尾气脱硫，包括下述步骤：
（1）浆液制备：将水与氧化锌粉尘混合制浆，氧化锌粉尘中可溶性氧化锌含量为50～65%，氧化锌粉尘固含量为15～25%，将制备好的浆液放入储槽内留用；
（2）增加冶炼尾气压力：将温度在0～300℃待处理冶炼尾气通入增压风机，风机流量与烟气量相配，风压达到4500Pa以上；
（3）吸收工序：加压后的冶炼尾气进入三级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的PH值，第一级吸收塔的循环液PH值为2.5～3.5，第二级吸收塔的循环液PH值为3.5～4.5，第三级吸收塔循环液PH值为4.5～5.5，净化后冶炼尾气的二氧化硫浓度达到60～350mg/m3范围内后排出，温度为0～60℃，反应完后的氧化锌滤液流入底流槽；
（4）氧化工序：通过罗茨风机向浆液储槽鼓入足够量的空气，使亚硫酸根离子氧化为稳定的硫酸根离子，氧化空气量为300～500%，根据实际需要可将氧化率控制在50～95%范围；
（5）板框压滤工序：a.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度＜100g/L，则返回步骤1中，代替清水制备氧化锌浆液；
b.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度100～120g/L，则去浸出回收；
（6）酸分解工序：将板框压滤后的滤渣与废酸储槽的废酸放入酸分解罐内发生酸分解反应，回收未氧化为硫酸根的二氧化硫气体和Zn2+离子，废酸中硫酸含量为10～30%，根据步骤（4）中的氧化率，酸分解最终混合液的Zn2+离子浓度控制在80～120g/L范围内。
吸收塔为1～3台，根据尾气中二氧化硫浓度来确定，尾气中二氧化硫含量在0～6000mg/Nm3范围内，所述的步骤（3）中加压后的冶炼尾气进入一级吸收塔，一级吸收塔的循环液PH值为4.5～5.5。
尾气中二氧化硫含量在6000～12000mg/Nm3范围内，所述的步骤（3）中加压后的冶炼尾气进入二级吸收塔，第一级吸收塔的循环液PH值为3.5～4.5，第二级吸收塔的循环液PH值为4.5～5.5。
尾气中二氧化硫含量在12000～24000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入三级吸收塔，第一级吸收塔的循环液PH值为2.5～3.5，第二级吸收塔的循环液PH值为3.5～4.5，第三级吸收塔循环液PH值为4.5～5.5。
所述的步骤（6）中的废酸为冶炼行业产生的废电解液。回用冶炼行业产生后的部分废液或废酸，促进了清洁生产工作。
本发明的有益效果是：1.根据待处理尾气温度、二氧化硫含量，确定吸收塔的数量，尾气中二氧化硫含量在0～6000mg/Nm3范围内使用一级吸收塔，在6000～12000mg/Nm3范围内使用二级吸收塔，在12000～24000mg/Nm3范围内使用三级吸收塔。
2.在吸收塔内实现空气氧化，将易结晶物ZnSO3·5H2O氧化为ZnSO4，大大减少了塔内结晶物的数量，大大缓解了沉积与堵塞现象，缓解了对循环泵和管道的磨损。
3.利用了冶炼行业产生的废酸，回用了部分废液或废酸，促进了清洁生产工作。
附图说明
下面结合附图实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
如图1所示的工艺步骤，（1）浆液制备：将水与氧化锌粉尘混合制浆，氧化锌粉尘中可溶性氧化锌含量为60%，氧化锌粉尘固含量为20%，将制备好的浆液放入储槽内留用；
（2）增加冶炼尾气压力：将温度在0～300℃待处理冶炼尾气通入增压风机，风机流量与烟气量相配，风压达到6000Pa；
（3）吸收工序：根据尾气中二氧化硫浓度来确定吸收塔的个数，尾气中二氧化硫含量在0～6000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入一级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的PH值，一级吸收塔的循环液PH值为4.5～5.5；
尾气中二氧化硫含量在6000～12000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入二级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的PH值，第一级吸收塔的循环液PH值为3.5～4.5，第二级吸收塔的循环液PH值为4.5～5.5。
尾气中二氧化硫含量在12000～24000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入三级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的PH值，第一级吸收塔的循环液PH值为2.5～3.5，第二级吸收塔的循环液PH值为3.5～4.5，第三级吸收塔循环液PH值为4.5～5.5，净化后冶炼尾气的二氧化硫浓度达到60～350mg/m3范围内后排出，温度为0～60℃，反应完后的氧化锌滤液流入底流槽；
（4）氧化工序：通过罗茨风机向浆液储槽鼓入足够量的空气，使亚硫酸根离子氧化为稳定的硫酸根离子，氧化空气量为300～500%，根据需要氧化率可控制范围为50～95%；
（5）板框压滤工序：a.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度＜100g/L，则返回步骤1中，代替清水制备氧化锌浆液；
b.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度为100～120g/L，则去浸出回收；
（6）酸分解工序：将板框压滤后的滤渣与废酸储槽的废酸放入酸分解罐内发生酸分解反应，回收未氧化为硫酸根的二氧化硫气体和Zn2+离子，废酸中硫酸含量为10～30%，根据步骤（4）中的氧化率，酸分解最终混合液的Zn2+离子浓度控制在80～120g/L范围内。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种氧化锌法冶炼行业尾气脱硫，其特征在于：包括下述步骤：
(1)浆液制备：将水与氧化锌粉尘混合制浆，氧化锌粉尘中可溶性氧化锌含量为50～65％，氧化锌粉尘固含量为15～25％，将制备好的浆液放入储槽内留用；
(2)增加冶炼尾气压力：将温度在0～300℃待处理冶炼尾气通入增压风机，风机流量与烟气量相配，风压达到4500Pa以上；
(3)吸收工序：根据尾气中二氧化硫浓度来确定吸收塔的个数，尾气中二氧化硫含量在0～6000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入一级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的pH值，一级吸收塔的循环液pH值为4.5～5.5；
尾气中二氧化硫含量在6000～12000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入二级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的pH值，第一级吸收塔的循环液pH值为3.5～4.5，第二级吸收塔的循环液pH值为4.5～5.5；
尾气中二氧化硫含量在12000～24000mg/Nm3范围内，加压后的冶炼尾气进入三级吸收塔，通过与浆液储槽内的氧化锌浆液反应来吸收尾气中的二氧化硫，且通过向浆液储槽中补充一定量的氧化锌浆液来调节吸收塔内循环液的pH值，第一级吸收塔的循环液pH值为2.5～3.5，第二级吸收塔的循环液pH值为3.5～4.5，第三级吸收塔循环液pH值为4.5～5.5，净化后冶炼尾气的二氧化硫浓度达到60～350mg/m3范围内后排出，温度为0～60℃，反应完后的氧化锌滤液流入底流槽；
(4)氧化工序：通过罗茨风机向浆液储槽鼓入足够量的空气，使亚硫酸根离子氧化为稳定的硫酸根离子，氧化空气量为300～500％，氧化率为50～95％；
(5)板框压滤工序：a.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度＜100g/L，则返回步骤(1)中，代替清水制备氧化锌浆液；
b.进入底流槽的氧化锌滤液进行板框压滤后含Zn2+离子浓度100～120g/L，则去浸出回收；
(6)酸分解工序：将板框压滤后的滤渣与废酸储槽的废酸放入酸分解罐内发生酸分解反应，回收未氧化为硫酸根的二氧化硫气体和Zn2+离子，废酸中硫酸含量为10～30％，根据步骤(4)中的氧化率，酸分解最终混合液的Zn2+离子浓度控制在80～120g/L范围内。
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