CN107983136A - 一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，该工艺步骤如下：a、采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气制备出含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液；b、将浆液用泵输送至高效脱硫组合塔的循环液泵出口管路并与循环液混合均匀后从高速喷头喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与逆向而来的含SO2烟气进行接触反应生成亚硫酸锌浆液；c、亚硫酸锌浆液流入高效脱硫组合塔的氧化循环槽中与切向鼓入的空气充分接触后进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液；d、硫酸锌溶液通过专用抽出泵送往浸出槽进一步除去杂质以生产出电解所需的硫酸锌溶液。本发明的工艺流程优化、工艺操作控制简单、工程建设投资少。

Description

一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及铅锌有色行业含有二氧化硫烟气的硫资源回收技术领域，具体地说是一种流程优化、工艺操作控制简单、工程建设投资少的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺。
背景技术
环保要求日趋严格，有色冶炼企业在冶炼过程会产生大量含有二氧化硫的烟气，其中含二氧化硫浓度较高（≥4%）的烟气可用于制酸，但浓度太低以及不达标的制酸尾气都需要对排放烟气中的硫资源进行进一步的去除或回收。在铅锌行业应用有过应用锌焙砂及烟尘中的氧化锌进行烟气脱硫的尝试及装置，应为使用铅锌冶炼的中间产品锌焙砂或烟尘进行脱硫后，生成物可加入电解液或浸出液进一步回收锌资源，其运行成本非常低，但从上世纪80年代开始进行研究至今各行业应用的装置都因系统效率低下、可操作性差、以及系统系堵塞等问题运行不正常或已经停止运行，装置拆除。还有部分利用氧化锌脱硫的装置采取酸分解解吸的工艺，即向氧化锌浆液与二氧化硫反应生成的亚硫酸锌中添加废酸性液体，将亚硫酸锌中的二氧化硫解吸出来，送往其他工序再处理，这种工艺并未从根本上脱除二氧化硫，只是将二氧化硫的吸收载体进行了转移，资源回收意义不大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种流程优化、工艺操作控制简单、工程建设投资少的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺；该工艺能有效回收硫资源，利用工厂现有产品做脱硫剂，脱硫产物作为最终产品进行回收以创造价值。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：
a、采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气作为脱硫剂，在配浆槽内制备含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液；
b、将配置好的含氧化锌的浆液用泵输送至高效脱硫组合塔的循环液泵出口管路并与循环液混合均匀后从位于高效脱硫组合塔的湍动反应管内的高速喷头喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与湍动反应管内逆向而来的含SO2烟气进行接触反应生成亚硫酸锌浆液；
c、在湍动反应管内生成的亚硫酸锌浆液流入高效脱硫组合塔的氧化循环槽中，亚硫酸锌浆液在氧化循环槽内与切向鼓入的空气充分接触后进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液；
d、生成的可溶解的硫酸锌溶液通过专用抽出泵送往浸出槽进一步除去杂质以生产出电解所需的硫酸锌溶液。
所述步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙砂时，需要将经多膛炉脱除氟氯的锌焙砂球磨为200～400目的颗粒，锌焙砂颗粒用加料皮带送至配浆槽，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液。
所述锌焙砂中的氧化锌含量为55%～65%。
所述步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙烧后的含尘烟气时，锌焙烧后的含尘烟气采用电收尘收集，在电收尘灰斗下部设置星型给料器，星型给料器后设皮带电子称用来计量锌焙烧后的含尘烟气的重量，含尘烟气经皮带电子称送入进料溜管，由溜管加入到配浆槽内，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液。
所述步骤（b）中的含氧化锌的浆液采用管道喷射方式切向加入到循环液泵输送的循环液中，经混合均匀后形成含氧化锌的吸收液从高速喷头向上螺旋喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与从湍动反应管顶部进入的逆向而来的含SO2烟气进行接触，在激烈湍动的气液接触面上形成了稳定的动态平衡驻波，在该动态平衡驻波上快速更新的气液表面促使吸收反应迅速进行，生成亚硫酸锌浆液。
所述步骤（b）中的高速喷头喷出的含氧化锌的吸收液的pH值为4.4～5.6。
所述步骤（c）中的氧化循环槽内的亚硫酸锌浆液在高速扰动的条件下与氧化风机切向鼓入的空气充分接触，在助氧化添加剂的作用下加速进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液。
所述步骤（c）中的氧化循环槽内切向鼓入的空气中的氧气含量与需被氧化的亚硫酸锌的摩尔比不低于5:1，且鼓入空气的压力为110～125KPa。
所述步骤（d）中的送往浸出槽的硫酸锌溶液的含固量为15%～20%。
所述步骤（d）中的可溶解的硫酸锌溶液送往浸出槽时，从湍动反应管内排出的含有大量沫态物及与水雾结合生成的雾态物的烟气经高效脱硫组合塔上装配的高效捕沫器及湿法电滤除尘除雾机构除去烟气的雾沫成分后排放。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明通过采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气作为脱硫剂制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液，然后送往高效脱硫组合塔内与含SO2烟气进行一系列反应，并利用高效脱硫组合塔与氧化风机相配合促进最终反应的进行，形成可溶解并易于下道工序回收的产品，并将该产品输送至下一生产流程除去杂质；该工艺能有效回收硫资源，利用工厂现有产品做脱硫剂，脱硫产物作为最终产品进行回收以创造价值；通过简化生产流程，不仅整个工艺系统不易堵塞，最终产品生成率高，还能在非常低的运行成本下有效解决铅锌冶炼行业的硫污染问题，故适宜推广使用。
具体实施方式
一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，该工艺步骤如下：a、采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气作为脱硫剂，在配浆槽内制备含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液；b、将配置好的含氧化锌的浆液用泵输送至高效脱硫组合塔的循环液泵出口管路并与循环液混合均匀后从位于高效脱硫组合塔的湍动反应管内的高速喷头喷射，其中pH值为4.4～5.6的含氧化锌的浆液采用管道喷射方式切向加入到循环液泵输送的循环液中，经混合均匀后形成含氧化锌的吸收液从高速喷头向上螺旋喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与从湍动反应管顶部进入的逆向而来的含SO2烟气进行接触，在激烈湍动的气液接触面上形成了稳定的动态平衡驻波，在该动态平衡驻波上快速更新的气液表面促使吸收反应迅速进行，生成亚硫酸锌浆液；c、在湍动反应管内生成的亚硫酸锌浆液流入高效脱硫组合塔的氧化循环槽中，亚硫酸锌浆液在氧化循环槽内与切向鼓入的空气充分接触后进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液；d、生成的可溶解的硫酸锌溶液通过专用抽出泵送往浸出槽进一步除去杂质以生产出电解所需的硫酸锌溶液，其输送过程为连续不间断输送，送往浸出槽的硫酸锌溶液的含固量为15%～20%，可有效防止堵塞。且当可溶解的硫酸锌溶液送往浸出槽时，由于经剧烈的吸收反应，从湍动反应管内排出的烟气含有大量沫态物及与水雾结合生成的雾态物，这些物质直接外排同样会污染环境，因此为确保脱除二氧化硫后的烟气中酸雾及水沫达标，在高效脱硫组合塔的顶部设置了高效捕沫器和湿法电滤除尘除雾机构，用来除去湍动反应管内排出的烟气中含有的大量沫态物及与水雾结合生成的雾态物，使排放烟气达标。
在上述工艺中，当步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙砂时，需要将经多膛炉脱除氟氯的锌焙砂球磨为200～400目的颗粒，锌焙砂颗粒用加料皮带送至配浆槽，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液；锌焙砂中的氧化锌含量为55%～65%。当步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙烧后的含尘烟气时，锌焙烧后的含尘烟气采用电收尘收集，在电收尘灰斗下部设置星型给料器，星型给料器后设皮带电子称用来计量锌焙烧后的含尘烟气的重量，含尘烟气经皮带电子称送入进料溜管，由溜管加入到配浆槽内，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液。步骤（c）中的氧化循环槽内的亚硫酸锌浆液在高速扰动的条件下与氧化风机切向鼓入的空气充分接触，在助氧化添加剂的作用下加速进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液；步骤（c）中的氧化循环槽内切向鼓入的空气中的氧气含量与需被氧化的亚硫酸锌的摩尔比不低于5:1，且鼓入空气的压力为110～125KPa。
下面结合工程实施对本发明的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺作进一步的说明。
某利用焙砂对冶炼烟气进行脱硫的系统，其每小时需要焙砂的量约为5吨，将锌冶炼脱除氟氯后的锌焙砂先用球磨机进行时球磨，磨成约200目的细小颗粒，将该锌焙砂利用皮带运输机送至焙砂浆液配浆槽，在配浆槽顶部设置有搅拌，将焙砂与加入的水混合均匀，其水与焙砂混合比例为4:1，混合均匀后的焙砂浆液利用焙砂输送泵送往高效脱硫组合塔。从引风机引来的含SO2的烟气进入高效脱硫组合塔的湍动反应管的顶部，从配浆槽来的含氧化锌的浆液采用管道喷射方式切向加入到循环液泵输送的循环液中，经混合均匀后形成含氧化锌的吸收液从高速喷头向上螺旋喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与从湍动反应管顶部进入的逆向而来的含SO2烟气进行接触，在激烈湍动的气液接触面上形成了稳定的动态平衡驻波，在该驻波上气液表面更新速度非常激烈，促使了吸收反应的迅速进行，形成亚硫酸锌浆液。为确保吸收效率需将循环系统pH值控制在4.4以上，但为防止系统氧化锌及杂质过量，pH值不要超过5.6；pH值的控制主要根据系统烟气的波动情况来增多或减少焙砂的加入量来实现。在高效脱硫组合塔的湍动反应管内生成的亚硫酸锌浆液流入高效脱硫组合塔的氧化循环槽中，在氧化循环槽内，含大量亚硫酸锌的浆液在高速扰动的情况下与氧化风机切向鼓入槽内的空气，深层次、充分接触后，在加入的助氧化添加剂的作用下快速充分进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液，该步骤不但要过量鼓入空气，还需提高氧化空气的鼓入压力，以此来提高亚硫酸锌的氧化效率，鼓入空气中氧气含量与需被氧化的亚硫酸锌的摩尔比应控制在5:1以上，鼓入空气的压力控制在120KPa。在氧化循环槽内形成的含有硫酸锌的溶液其中还含有部分不溶性杂质及未反应的氧化锌等，因此在向外输送该部分液体时需控制这部分液体的含固量以防堵塞管路，生成的可溶解的硫酸锌溶液通过专用抽出泵送往浸出槽进一步除去杂质以生产出电解所需的硫酸锌溶液，其输送过程为连续不间断输送，送往浸出槽的硫酸锌溶液的含固量为15%～20%，可有效防止堵塞。另外为确保脱除二氧化硫后的烟气中酸雾及水沫达标，在高效脱硫塔组合塔顶部设置了高效捕沫器和湿法电滤除尘除雾机构，用来除去湍动反应管内排出的烟气中含有的大量沫态物及与水雾结合生成的雾态物，使排放烟气达标。
另外需要对本发明的工艺流程框图作出的说明是，为了说明浆液有两个来源，故用配浆槽1、配浆槽2分别指代，且设置一个具有过渡意义的浆液槽。
本发明通过采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气作为脱硫剂制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液，然后送往高效脱硫组合塔内与含SO2烟气进行一系列反应，并利用高效脱硫组合塔与氧化风机相配合促进最终反应的进行，形成可溶解并易于下道工序回收的产品，并将该产品输送至下一生产流程除去杂质；该工艺能有效回收硫资源，利用工厂现有产品做脱硫剂，脱硫产物作为最终产品进行回收以创造价值；通过简化生产流程，不仅整个工艺系统不易堵塞，最终产品生成率高，还能在非常低的运行成本下有效解决铅锌冶炼行业的硫污染问题，故适宜推广使用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：
a、采用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气作为脱硫剂，在配浆槽内制备含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液；
b、将配置好的含氧化锌的浆液用泵输送至高效脱硫组合塔的循环液泵出口管路并与循环液混合均匀后从位于高效脱硫组合塔的湍动反应管内的高速喷头喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与湍动反应管内逆向而来的含SO2烟气进行接触反应生成亚硫酸锌浆液；
c、在湍动反应管内生成的亚硫酸锌浆液流入高效脱硫组合塔的氧化循环槽中，亚硫酸锌浆液在氧化循环槽内与切向鼓入的空气充分接触后进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液；
d、生成的可溶解的硫酸锌溶液通过专用抽出泵送往浸出槽进一步除去杂质以生产出电解所需的硫酸锌溶液。
2.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙砂时，需要将经多膛炉脱除氟氯的锌焙砂球磨为200～400目的颗粒，锌焙砂颗粒用加料皮带送至配浆槽，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液。
3.根据权利要求2所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述锌焙砂中的氧化锌含量为55%～65%。
4.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（a）中的脱硫剂采用锌焙烧后的含尘烟气时，锌焙烧后的含尘烟气采用电收尘收集，在电收尘灰斗下部设置星型给料器，星型给料器后设皮带电子称用来计量锌焙烧后的含尘烟气的重量，含尘烟气经皮带电子称送入进料溜管，由溜管加入到配浆槽内，在配浆槽内制备成含固量为17%～25%的含氧化锌的浆液。
5.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（b）中的含氧化锌的浆液采用管道喷射方式切向加入到循环液泵输送的循环液中，经混合均匀后形成含氧化锌的吸收液从高速喷头向上螺旋喷射，从高速喷头喷射出的大流量含氧化锌的吸收液与从湍动反应管顶部进入的逆向而来的含SO2烟气进行接触，在激烈湍动的气液接触面上形成了稳定的动态平衡驻波，在该动态平衡驻波上快速更新的气液表面促使吸收反应迅速进行，生成亚硫酸锌浆液。
6.根据权利要求1或5所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（b）中的高速喷头喷出的含氧化锌的吸收液的pH值为4.4～5.6。
7.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（c）中的氧化循环槽内的亚硫酸锌浆液在高速扰动的条件下与氧化风机切向鼓入的空气充分接触，在助氧化添加剂的作用下加速进行氧化反应生成可溶解的硫酸锌溶液。
8.根据权利要求1或7所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（c）中的氧化循环槽内切向鼓入的空气中的氧气含量与需被氧化的亚硫酸锌的摩尔比不低于5:1，且鼓入空气的压力为110～125KPa。
9.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（d）中的送往浸出槽的硫酸锌溶液的含固量为15%～20%。
10.根据权利要求1所述的利用锌焙砂或锌焙烧后的含尘烟气回收硫资源的工艺，其特征在于：所述步骤（d）中的可溶解的硫酸锌溶液送往浸出槽时，从湍动反应管内排出的含有大量沫态物及与水雾结合生成的雾态物的烟气经高效脱硫组合塔上装配的高效捕沫器及湿法电滤除尘除雾机构除去烟气的雾沫成分后排放。
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