CN112742189A - 一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中h2s的超低排放工艺 - Google Patents

一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中h2s的超低排放工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺。该工艺方法是将净化磷酸装置预处理脱砷槽产生的含硫化氢的烟气通过一级风机抽吸进入带填料的洗涤塔循环洗涤后，又用二级风机抽吸进入一高效超重力洗涤器，在变频调速的超重力机中加入浓度5%的NaOH碱液洗涤后，实现低于5mg/m3的超低排放指标。本发明投入少、性价比高，操作安全，普遍适用于湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S。

Description

一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺
技术领域
本发明涉及磷酸，具体是涉及湿法净化磷酸装置预处理工段脱除砷（As）过程中产生的含H2S尾气资源化利用和尾气净化处理技术。
背景技术
硫化氢是一种强烈的神经毒素，按照《中华人民共和国职业病防防治法》工作场所空气中硫化氢最高容许浓度为10 mg/m3，塔式循环洗涤工艺已能满足湿法净化磷酸装置预处理工段脱除砷（As）过程中国家对烟气H2S含量的限值标准，但离超低排放还有差距。随着人民生活水平的提高和对美好生活的向往，工作场所的人们已不满足这一排放限值，超低排放的需求日益突出。
超重力技术强化多相流传递及反应过程，强化相与相之间的相对速度和相互接触，通过离心力场的作用使多相流的传递过程和微观混合反应过程得到极大强化。超重力机具用体积小、易运转、易维修、安全可靠，物料在设备内停留时间短的特征，故而很适合有毒物料的处理。
瓮福（集团）公司湿法净化磷酸装置预处理脱砷槽产生的烟气含有毒物质H2S。为更好的适应新时代高质量发展的要求，塔式循环洗涤器+超重力机串联洗涤烟气H2S超低排放新工艺应运而生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是湿法净化磷酸装置预处理工段脱除砷（As）过程中产生的含H2S尾气的净化和资源化利用，一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺克服了现有单纯塔式循环洗涤技术的短板，为尾气超低排放提供了成功实例。
实现本发明脱除烟气中H2S的超低排放新工艺技术手段，包括以下步骤：
(1)在脱砷槽液面下加入浓度13%的Na2S溶液，与浓度47.5%原料磷酸反应生成H2S气体和磷酸钠，在带安全水封装置高速旋转的搅拌器作用下，H2S与磷酸中的砷(As)反应生成硫化砷沉淀。但因这几个反应的物料可停留的时间较短，为了达到工艺指标的控制效果，不得不增加稍微过量的Na2S溶液产生足够的H2S以脱除磷酸中的砷，未得到反应的H2S气体经一级风机引入循环洗涤塔。
(2)5%浓度的氢氧化钠溶液加入到循环洗涤塔的密封槽内，循环洗涤泵打出的洗液与来自脱砷槽的H2S气体在装有鲍尔环填料的塔段逆流充分洗涤，反应生成的稀Na2S溶液经循环洗涤泵的分支管线送回脱砷槽废物再利用，排放气体H2S指标实现小于10 mg/m3的排放标准。
(3) 小于10 mg/m3的气体经一级风机送入串联在烟气管上可调速的超重力机中，浓度5%的NaOH溶液被加入到超重力机的上部，流入结构为盘、网组合而成的超重力机内部。调节重力机转速，NaOH洗液在离心力作用下，与自下而上的烟气逆流密切接触、反应。生成的稀Na2S溶液靠自身重力流入一级循环洗涤塔密封槽中，又经循环洗涤泵出口分支管线送入脱砷槽废物再利用，经二级超重力机洗涤后，气体H2S含量实现小于5mg/m3的超低排放指标。
上述步骤(1)中，为实现充分脱除浓度47.5%原料磷酸中的有害杂质砷（As），通过增加过量3%～5%的Na2S溶液产生足够的H2S以脱除磷酸中的砷，未反应的H2S气体经一级风机引入循环洗涤塔循环洗涤。
上述步骤(3)中，重力机转速调节32～35HZ（赫兹）。
上述超重力机经过一定周期运行后，内部不锈钢丝网的孔洞就会结垢堵塞，排放气体受阻，只有加入浓度20%硝酸清洗液，才能快速溶解掉网孔洞上的附着结垢，气体通道才能更好的恢复，有效保障超低排放工艺正常运行。
本发明的有益效果：
本发明在过去湿法净化磷酸装置预处理工段脱除烟气中的H2S仅采用塔式循环洗涤传统工艺的基础上，引入超重力技术，用超重力机循环洗涤单元与塔式循环洗涤单元串联成两级洗涤含H2S的烟气，既实现了小于5mg/m3的气体超低排放指标，又实现了稀Na2S溶液回收的最大化，在获得良好环保效益的同时又产生了一定的经济效益，值得广范推广。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中：1-鲍尔环填料循环洗涤塔；2-循环洗涤塔密封槽；3-超重力机；4-超重力机循环洗涤密封槽；5-洗涤塔循环泵；6-超重力机洗涤循环泵；7-一级烟气风机；8-二级烟气风机；9-超重机力可调速转子。
具体实施方式
某公司磷酸运行部净化磷酸装置，工艺流程如图1。
实施例1：
(1) 预处理反应磷酸（47.5%）负荷以30吨/h（设计负荷）进料，在脱砷槽液面下加入过量5%浓度13%的Na2S溶液78.75L/h，与浓度47.5%原料磷酸反应生成H2S气体和磷酸钠，脱砷槽安装有带安全水封装置高速旋转的搅拌器，H2S与磷酸中的砷(As)反应生成硫化砷沉淀,未反应含有H2S烟气经一级风机引入循环洗涤塔1。
(2)5%浓度的氢氧化钠溶液204L/h（设计负荷添加量）加入到循环洗涤塔的密封槽2，循环洗涤泵5打出的洗液与来自脱砷槽的含H2S烟气在装有鲍尔环填料的塔段逆流充分洗涤，反应生成的稀Na2S溶液经循环洗涤泵的分支管线送回脱砷槽废物资源化利用，洗涤塔出口烟气管H2S指标经检测为8mg/m3。
(3) 8mg/m3的气体经一级烟气风机7送入串联在烟气管上的超重力机3中，超重力机转子9的频率为28HZ，浓度5%的NaOH溶液以204L/h加入到超重力机3的上部，流入结构为盘、网组合而成的超重力机内部。NaOH洗液在离心力作用下，与自下而上的烟气逆流密切接触、反应。生成的稀Na2S溶液靠自身重力流入超重力机循环洗涤密封槽4，液位升高后溢流进循环洗涤塔密封槽2中，经循环洗涤泵出口分支管线送入脱砷槽废物资源化利用，烟气经超重力机洗涤后用二级烟气风机8抽出放空，烟气中H2S含量检测值为3mg/m3。
(4)超重力机3运行7天，内部不锈钢丝网的孔洞结垢堵塞，气体流动受阻，用浓酸20%硝酸清洗液加入重力机循环洗涤4小时，网孔洞上的附着结垢物快速溶解，气体通道恢复，超低排放指标又得到有效保障。
实施例2：
(1) 预处理反应磷酸（47.5%）负荷以33吨/h（负荷110%）进料，在脱砷槽液面下加入过量5%浓度13%的Na2S溶液86.63L/h，与浓度47.5%原料磷酸反应生成H2S气体和磷酸钠，脱砷槽安装有带安全水封装置高速旋转的搅拌器，H2S与磷酸中的砷(As)反应生成硫化砷沉淀,未反应含有H2S烟气经一级风机引入循环洗涤塔1。
(2)5%浓度的氢氧化钠溶液225L/h（负荷110%添加量）加入到循环洗涤塔的密封槽2，循环洗涤泵5打出的洗液与来自脱砷槽的含H2S烟气在装有鲍尔环填料的塔段逆流充分洗涤，反应生成的稀Na2S溶液经循环洗涤泵的分支管线送回脱砷槽废物资源化利用，洗涤塔出口烟气管H2S指标经检测为9mg/m3。
(3) 9mg/m3的气体经一级烟气风机7送入串联在烟气管上的超重力机3中，超重力机转子9的频率为30HZ，浓度5%的NaOH溶液以225L/h加入到超重力机3的上部，流入结构为盘、网组合而成的超重力机内部。NaOH洗液在离心力作用下，与自下而上的烟气逆流密切接触、反应。生成的稀Na2S溶液靠自身重力流入超重力机循环洗涤密封槽4，液位升高后溢流进循环洗涤塔密封槽2中，经循环洗涤泵出口分支管线送入脱砷槽废物资源化利用，烟气经超重力机洗涤后用二级烟气风机8抽出放空，烟气中H2S含量检测值为4mg/m3。
(4)超重力机3运行7天，内部不锈钢丝网的孔洞结垢堵塞，气体流动受阻，用浓酸20%硝酸清洗液加入重力机循环洗涤4小时，网孔洞上的附着结垢物快速溶解，气体通道恢复，超低排放指标又得到有效保障。
实施例3：
(1) 预处理反应磷酸（47.5%）负荷以36吨/h（负荷120%）进料，在脱砷槽液面下加入过量5%浓度13%的Na2S溶液94.5L/h，与浓度47.5%原料磷酸反应生成H2S气体和磷酸钠，脱砷槽安装有带安全水封装置高速旋转的搅拌器，H2S与磷酸中的砷(As)反应生成硫化砷沉淀,未反应含有H2S烟气经一级风机引入循环洗涤塔1。
(2)5%浓度的氢氧化钠溶液245L/h（负荷120%添加量）加入到循环洗涤塔的密封槽2，循环洗涤泵5打出的洗液与来自脱砷槽的含H2S烟气在装有鲍尔环填料的塔段逆流充分洗涤，反应生成的稀Na2S溶液经循环洗涤泵的分支管线送回脱砷槽废物资源化利用，洗涤塔出口烟气管H2S指标经检测为9mg/m3。
(3) 9mg/m3的气体经一级烟气风机7送入串联在烟气管上的超重力机3中，超重力机转子9的频率为32HZ，浓度5%的NaOH溶液以245L/h加入到超重力机3的上部，流入结构为盘、网组合而成的超重力机内部。NaOH洗液在离心力作用下，与自下而上的烟气逆流密切接触、反应。生成的稀Na2S溶液靠自身重力流入超重力机循环洗涤密封槽4，液位升高后溢流进循环洗涤塔密封槽2中，经循环洗涤泵出口分支管线送入脱砷槽废物资源化利用，烟气经超重力机洗涤后用二级烟气风机8抽出放空，烟气中H2S含量检测值为4mg/m3。
(4)超重力机3运行7天，内部不锈钢丝网的孔洞结垢堵塞，气体流动受阻，用浓酸20%硝酸清洗液加入重力机循环洗涤4小时，网孔洞上的附着结垢物快速溶解，气体通道恢复，超低排放指标又得到有效保障。
表1：湿法净化磷酸装置超低排放工艺运行分析数据情况表
Figure 802831DEST_PATH_IMAGE002

Claims (4)

1.一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：
(1)在脱砷槽液面下加入浓度13%的Na2S溶液，与浓度47.5%原料磷酸反应生成H2S气体和磷酸钠，在带安全水封装置高速旋转的搅拌器作用下，H2S与磷酸中的砷(As)反应生成硫化砷沉淀；但因这几个反应的物料可停留的时间较短，为了达到工艺指标的控制效果，不得不增加过量的Na2S溶液产生足够的H2S以脱除磷酸中的砷，未得到反应的H2S气体经一级风机引入循环洗涤塔；
(2)5%浓度的氢氧化钠溶液加入到循环洗涤塔的密封槽内，循环洗涤泵打出的洗液与来自脱砷槽的H2S气体在装有鲍尔环填料的塔段逆流充分洗涤，反应生成的稀Na2S溶液经循环洗涤泵的分支管线送回脱砷槽废物再利用，排放气体H2S指标实现小于10 mg/m3的排放标准；
(3) 小于10 mg/m3的气体经一级风机送入串联在烟气管上可调速的超重力机中，浓度5%的NaOH溶液被加入到超重力机的上部，流入结构为盘、网组合而成的超重力机内部；调节重力机转速，NaOH洗液在离心力作用下，与逆流气体充分接触、反应；生成的稀Na2S溶液靠自身重力流入一级循环洗涤塔密封槽中，又经循环洗涤泵出口分支管线送入脱砷槽废物再利用，经二级超重力机洗涤后，气体H2S含量实现小于5mg/m3的超低排放指标。
2.如权利要求1所述的一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺，其特征是：为实现充分脱除浓度47.5%原料磷酸中的有害杂质砷（As），通过增加过量3%～5%的Na2S溶液产生足够的H2S以脱除磷酸中的砷，未反应的H2S气体经一级风机引入循环洗涤塔循环洗涤。
3.如权利要求1所述的一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺，其特征是：步骤（3）中，重力机转速调节32～35HZ。
4.如权利要求1所述的一种湿法净化磷酸装置脱除烟气中H2S的超低排放工艺，其特征是：超重力机经过一定周期运行后，内部不锈钢丝网的孔洞就会结垢堵塞，排放气体受阻，加入浓酸20%硝酸清洗液，快速溶解掉网孔洞上的附着结垢后，气体通道恢复，超低排放工艺继续得到有效保障。
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