CN103007723B - 一种含硫尾气的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含硫尾气的处理方法，主要包括以下步骤：（1）粉碎碘单质至200目以上，并用水配制成混合液；（2）将配制好的碘混合液放入循环洗涤槽内；（3）向洗涤系统通入含硫尾气，反应得到混合溶液；（4）将双氧水通入混合溶液中使之变为碘单质、碘化氢和硫酸的混合液且当硫酸达到一定浓度后将混合液放入碘再生槽内；（5）向碘再生槽加入双氧水生成碘单质和硫酸；（6）过滤分离碘单质和硫酸并循环使用。本发明洗涤效率高，洗涤成本低，对含硫尾气的处理效果好，处理后直接将二氧化硫转化为硫酸，无副产品，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种含硫尾气的处理方法
技术领域
本发明涉及一种含硫尾气的处理方法，属于化工技术领域。
背景技术
在现有技术中，硫酸生产大多采用两转两吸工艺。此工艺的尾气中二氧化硫含量高，正常值在700—960mg/m3，对环境污染严重。我国对硫酸尾气的二氧化硫排放标准曾经按照《大气污染综合排放标准》GB16297-1996执行，但是，随着国家“十二五"规划中对节能减排的要求增加，凡是有含硫尾气排放装置的企业必须对尾气中的二氧化硫作进一步的削减。为此，国家环保部和质量监督检验检疫总局联合颁布了《硫酸工业污染排放标准》GB26132-2010，并于2011年3月1日开始实行，该标准将硫酸尾气中的二氧化硫标准排放量降低至400mg/m3。
随着新标准的执行，很多企业的尾气排放明显超标。为了达到排放标准，研究出一种可以高效处理含硫尾气的方法迫在眉睫。从总体上来看，当前对硫酸尾气的处理分为干法脱硫技术和湿法脱硫技术两大类。其中，干法脱硫技术的缺点是脱硫率低，只有70％左右，因此，两大类处理方法中被广泛应用的是湿法脱硫技术。在湿法脱硫技术中采用得最多的氨洗处理工艺，是根据氨水溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，再向亚硫酸铵进一步通入空气氧化生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经浓度结晶作为产品销售。然而，湿法脱硫技术也存在一些问题，即处理成本高、副产物回收处理困难且经济价值不大，比如，石灰石/石膏法处理的副产物石膏难以进一步加工，占地面积大；部分产物对环境可能造成二次污染，氨洗处理技术在洗涤过程中会有一定量的氨氮混合物进入大气造成大气污染；石灰石/石膏法产生的大量污水难以消化，如不对污水处理将会引起水源污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含硫尾气的处理方法，解决目前处理含硫尾气的脱硫技术效率不高、处理成本高、副产物回收处理困难且经济价值不大、易造成污染等问题。
一种含硫尾气的处理方法，主要包括以下步骤：
(1)粉碎碘单质至200目以上，并用水配制成混合液；
(2)将配制好的碘混合液放入循环洗涤槽内；
(3)向循环洗涤槽通入含硫尾气，反应得到混合溶液；
(4)将双氧水通入混合溶液中使之变为碘单质、碘化氢和硫酸的混合液且当硫酸达到一定浓度后将混合液放入碘再生槽内；
(5)向碘再生槽加入双氧水生成碘单质和硫酸；
(6)过滤分离碘单质和硫酸并循环使用。
所述步骤(1)是指启动搅拌桨，将粉碎后的碘单质缓慢加入碘配制槽内，配制成含碘质量浓度为5％-25％的水溶液，使碘和水在搅拌作用下充分混合。
所述步骤(3)是指向循环洗涤槽内通入含硫尾气，使含硫尾气中的二氧化硫与碘单质在水中发生氧化还原反应，得到硫酸和氢碘酸的混合溶液。
所述步骤(3)中的含硫尾气在通入循环洗涤槽前，先在换热器内与水换热，使含硫尾气温度降至45℃以下。
所述步骤(4)是指当硫酸质量浓度达到35％时，将硫酸和氢碘酸的混合溶液送入碘再生槽内，同时向步骤(3)所述循环洗涤槽内补充水和碘单质。
所述步骤(5)中加入的双氧水重量为碘再生槽中混合溶液中碘化氢重量的7％-7.5％。
所述步骤(4)中所述硫酸质量浓度不高于35％。
所述步骤(6)是指将还原后的碘和硫酸的混合物过滤分离，将滤液稀硫酸用以调节硫酸吸收系统中的硫酸浓度，或者送至磷酸萃取系统生产磷酸，将得到的碘单质回收并循环使用。
本发明是根据碘和二氧化硫气体在水存在的体系中能快速反应生成氢碘酸和硫酸的原理，将碘磨细加入水中，在泵的作用下打入洗涤塔内和二氧化硫气体逆流接触，迅速生成氢碘酸和稀硫酸，同时向循环洗涤槽中加入双氧水使碘从混合溶液中氧化出来实现循环洗涤。当稀硫酸达到一定浓度时再将含碘、稀硫酸及少量氢碘酸的混合液送至碘再生槽内，加入计量的氧化剂双氧水，使碘从混合溶液内完全被氧化出来。最后，将碘和稀硫酸的混合物过滤分离，滤液稀硫酸和碘单质分别回收以循环使用。本发明的化学原理方程式为：
I2+SO2+2H2O＝H2SO4+2HI
2HI+H2O2＝I2+2H2O
本发明的有益效果：洗涤效率高，洗涤成本低，对含硫尾气的处理效果好，处理后直接将二氧化硫转化为硫酸，无副产品，具有很好的经济效益和社会效益。经本法洗涤后，尾气中的二氧化硫浓度低，可达到5mg/m3；在洗涤时加入的碘可以回收并循环使用，大大降低了洗涤成本；尾气洗涤后二氧化硫转化生成的稀硫酸可以用于调节硫酸浓度，或直接以泵送至磷酸萃取系统用于磷酸生产，避免了副产物的处理问题，实现了清洁循环生产。本发明利用碘单质和二氧化硫在水存在的体系中反应生成硫酸；利用碘在反应时生成的氢碘酸使碘在水中的溶解度大大增加，使得在洗涤时的吸收效果更好；利用双氧水从硫酸和氢碘酸的混合物中将碘氧化生成单质碘，使碘能回收循环利用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的设备流程图；
图中，1-水管，2-碘单质，3-碘配置槽，4-循环洗涤槽，5-循环洗涤泵，6-搅拌桨，7-碘再生槽，8-离心机，9-硫酸收集槽，10-碘输送带，11-碘收集槽，12-双氧水输送管，13-含硫尾气管，14-换热器。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
图1为本发明的工艺流程图，如图1所示，本发明主要包括以下流程：
(1)粉碎碘单质至200目以上，并用水配制成混合液；
(2)将配制好的碘混合液放入循环洗涤槽内；
(3)向循环洗涤槽通入含硫尾气，反应得到混合溶液；
(4)将双氧水通入混合溶液中使之变为碘单质、碘化氢和硫酸的混合液且当硫酸达到一定浓度后将混合液放入碘再生槽内；
(5)向碘再生槽加入双氧水生成碘单质和硫酸；
(6)过滤分离碘单质和硫酸并循环使用。
图2为本发明的设备流程图，如图2所示，本发明的主要流程是：将碘单质2粉碎至200目以上，启动搅拌桨6，将粉碎后的碘单质2缓慢加入碘配制槽3内，由水管1通入水，配制成含碘质量浓度为5％-25％的水溶液，使碘单质2和水在搅拌作用下充分混合。接着，将配制好的碘混合液放入循环洗涤槽4内，通过循环洗涤泵5对碘混合液进行循环洗涤。由含硫尾气管13向循环洗涤槽5内通入含硫尾气，含硫尾气在通入循环洗涤槽前，先在换热器14内与水换热，使含硫尾气温度降至45℃以下，使含硫尾气中的二氧化硫与碘单质2在水中发生氧化还原反应，得到硫酸和氢碘酸的混合溶液。当硫酸质量浓度达到35％时，将硫酸和氢碘酸的混合溶液送入碘再生槽7内，同时向循环洗涤槽4内补充水和碘单质2。由双氧水输送管12向碘再生槽7加入双氧水生成碘单质2和硫酸；当硫酸质量浓度不高于35％时将混合液放入碘再生槽7内；加入的双氧水重量为碘再生槽7中混合溶液中碘化氢重量的7％-7.5％。将还原后的碘单质2和硫酸的混合物通过离心机8过滤分离，将滤液稀硫酸送至硫酸收集槽9备用，用以调节硫酸吸收系统中的硫酸浓度，或者送至磷酸萃取系统生产磷酸；将得到的碘单质2通过碘输送带10送至碘收集槽11，回收并循环使用。
实施例1
将1Kg粒度为200目的碘单质与20Kg水混合配制成洗涤液，将其置于循环洗涤槽内，从循环洗涤槽下端通入温度为40℃、SO2含量为1500mg/L的气体，在循环洗涤泵的作用下逆流洗涤，洗涤后气体经检测SO2含量为8mg/L。
实施例2
将粒度为250目的碘单质20Kg与280Kg的水充分搅拌混合均匀配制成洗涤液，将洗涤液放入循环洗涤槽内，向循环洗涤槽内通入SO2含量为2400mg/L的气体，在循环洗涤泵的作用下在槽内循环洗涤，洗涤后的尾气经检测SO2含量为8mg/L。
实施例3
25Kg粒度为200目的碘单质与270Kg的水充分搅拌混合均匀配制成洗涤液，在循环洗涤槽内和SO2含量为2400mg/L的气体逆流洗涤，同时向循环洗涤槽内以每小时1.5Kg的速度通入双氧水，洗涤后的尾气经分析SO2含量为5mg/L。

Claims (8)

1.一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)粉碎碘单质至200目以上，并用水配制成混合液；
(2)将配制好的碘混合液放入循环洗涤槽内；
(3)向循环洗涤槽通入含硫尾气，反应得到混合溶液；
(4)将双氧水通入混合溶液中使之变为碘单质、碘化氢和硫酸的混合液且当硫酸达到一定浓度后将混合液放入碘再生槽内；
(5)向碘再生槽加入双氧水生成碘单质和硫酸；
(6)过滤分离碘单质和硫酸并循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)是指启动搅拌桨，将粉碎后的碘单质缓慢加入碘配置槽内，配制成含碘质量浓度为2％-10％的水溶液，使碘和水在搅拌的作用下充分混合。
3.根据权利要求2所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)是指向循环洗涤槽内通入含硫尾气，使含硫尾气中的二氧化硫与碘单质在水中发生氧化还原反应，得到硫酸和氢碘酸的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的含硫尾气在通入循环洗涤槽前，先在换热器内与水换热，使含硫尾气温度降至45℃以下。
5.根据权利要求3所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)是指在循环洗涤过程中，连续向循环洗涤槽中补充与二氧化硫量等摩尔的双氧水，且当硫酸质量浓度达到35％时，将含碘、硫酸和氢碘酸的混合溶液送入碘再生槽内，同时向步骤(3)所述循环洗涤槽内补充水和碘单质。
6.根据权利要求5所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中加入的双氧水重量为碘再生槽混合溶液中碘化氢质量的7％-7.5％。
7.根据权利要求6所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述硫酸质量浓度不高于35％。
8.根据权利要求7所述的一种含硫尾气的处理方法，其特征在于：所述步骤(6)是指将还原后的碘和硫酸的混合物过滤分离，将滤液稀硫酸用以调节步骤(4)中的硫酸浓度，或者送至磷酸萃取系统生产磷酸，将得到的碘单质回收并循环使用。
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