CN113521922A - 烟气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金领域，具体涉及一种烟气净化系统，环集烟气经加压后进入洗涤单元，经洗涤循环液第一次洗涤后进入气液分离单元，气液分离后的烟气进入脱硫填料塔，在脱硫填料塔的填料中经洗涤循环液第二次洗涤后，进入除雾单元脱除酸雾，最后达标外排。上述方案与现有技术相比，改变了须对烟气先净化除尘除砷、再脱硫的现状，直接进行处理，一次性除尘除砷脱硫，工艺更简洁、处理效率更高，大大降低了多重处理系统的设备成本，也减轻了维护成本的压力。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种烟气净化系统。
背景技术
铜冶炼过程中会产生大量烟气，经环集系统收集后(称为环集烟气)通常需要经过净化系统除尘、除砷，再进入脱硫系统进行脱硫处理。
对于环集烟气除尘除砷，砷在环集烟气中主要以As2O3形态存在、以粉尘形式附着在烟尘颗粒中，含砷、含烟尘烟气在动力波、填料塔、空塔等洗涤装置内经循环液洗涤后进入液相，为了防止循环液杂质含量富集，将含砷、含尘循环液定期外排至废酸处理系统进行处理，进而在废酸处理系统中完成除砷、除尘。
烟气脱硫处理的技术主要有钠碱法、石灰石膏法、双氧水法、循环流化床法、氧化镁法/亚硫酸镁法、氨法、活性焦吸附法、有机胺(离子液)吸附解析法等。随着国家逐步提高环保达标排放标准，为减少SO2外排总量、提高硫利用率，近几年来，烟气脱硫系统选择离子液法和双氧水法的装置越来越多，其中铜冶炼行业的环集脱硫系统采用有机胺(离子液)法相对较多、制酸尾气脱硫采用双氧水法的装置已经越来越成为行业趋势。而石灰石膏法脱硫工艺是传统的烟气脱硫技术，目前在发电行业的烟气脱硫系统中应用较多。其中用于处理环集烟气脱硫的工艺主要有钠碱法、石灰石膏法、有机胺(离子液)法等。
石灰石膏法脱硫工艺为传统脱硫工艺、技术成熟，在废水“零排放”的背景下，能从源头缓解回用水钠盐富集问题，但脱硫效率较低，为保障超低排放的要求，一般采用双塔双循环的装置或配套串联的钠碱法脱硫作为保安段，因烟气中不可避免地会夹带一定量的石膏颗粒物，从而不能完全避免会出现脱硫塔内配置的除沫器堵塞的问题，一旦除沫器堵塞、无法维持生产时，即须全流程停车清理或更换新的除沫器(上游窑炉停车后仍有保温烟气需处理，需考虑保温烟气的去向，可以切换至备用的环集钠碱法脱硫系统，但存在拆装盲板而影响生产的问题)，生产中为尽可能避免出现除沫器堵塞，一般采取延长除沫器冲洗时间、加大冲洗频次的方法，但由此会导致外排水量大幅增加；石灰石粉溶解、石膏现场堆放与装车销售等，会导致现场环境相对较差。
钠碱法脱硫工艺：该工艺运行平稳，脱硫效率高，工艺流程短、操作简单，但脱硫剂成本高，一般应用于SO2含量较低的烟气处理系统。该工艺由于加入了大量的钠盐而导致回用水系统钠盐富集。
有机胺(离子液)脱硫工艺：用于环集烟气脱硫时，脱硫效率高，且可回收SO2，由于烟气尘含量较高，须配置烟气净化洗涤装置，且因脱硫剂成本较高、蒸汽消耗量大从而导致运行成本很高，适用于蒸汽富余的工厂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以一次性完成除尘除砷和脱硫处理的烟气净化系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种烟气净化系统，其特征在于：环集烟气经加压后进入洗涤单元，经洗涤循环液第一次洗涤后进入气液分离单元，气液分离后的烟气进入脱硫填料塔，在脱硫填料塔的填料中经洗涤循环液第二次洗涤后，进入除雾单元脱除酸雾，最后达标外排。
上述方案与现有技术相比，改变了须对烟气先净化除尘除砷、再脱硫的现状，直接进行处理，一次性除尘除砷脱硫，工艺更简洁、处理效率更高，大大降低了多重处理系统的设备成本，也减轻了维护成本的压力。
附图说明
图1为本发明烟气净化系统的示意图；
图2为具体实施方式中的废酸处理工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详述。
一种烟气净化系统，环集烟气经加压后进入洗涤单元10，经洗涤循环液第一次洗涤后进入气液分离单元20，气液分离后的烟气进入脱硫填料塔30，在脱硫填料塔30的填料中经洗涤循环液第二次洗涤后，进入除雾单元40脱除酸雾，最后达标外排。
作为优选方案，所述洗涤单元10设有逆喷管，环集烟气进入洗涤单元10后，在逆喷管中与洗涤循环液接触并洗涤净化。洗涤单元10为带有逆喷管的动力波洗涤器，环集烟气经过增压风机加压后首先送入动力波洗涤器逆喷管，与循环喷淋液在逆喷管接触，经绝热增湿洗涤，烟气温度降至35～45℃，烟气中大部分粉尘被洗涤进入循环液中，当然烟气中的绝大部分砷也随之进入洗涤循环液中，并且，洗涤循环液中加入了27.5％的过氧化氢，烟气中部分二氧化硫被氧化成三氧化硫被洗涤循环液吸收，减轻了后续脱硫填料塔的处理压力。
在脱硫填料塔30中，烟气与洗涤循环液流向互为逆向。初步净化后的烟气经过气液分离单元20处理，进入脱硫填料塔30，与塔内喷淋的洗涤循环液逆流接触，利用填料的比表面积大的特性，在填料层完成传质过程，烟气中的二氧化硫在此过程中被氧化生成硫酸并进入洗涤循环液。
脱硫填料塔30内设置多层填料层，烟气进入填料层的气速控制在1.0～20.m/s，优选1.5m/s，这样可以保证27.5％双氧水吸收剂脱硫效率在99％以上。
脱硫填料塔30所用洗涤液与洗涤单元10所用洗涤液由于都需要加入过氧化氢来吸收烟气中的硫，因此二者的洗涤液串联且循环使用，过氧化氢的浓度为20％～27.5％，并且洗涤循环液不断吸收烟气中的硫最终形成废酸，所述洗涤循环液的循环路径上设有通向废酸处理系统的外排管路，废酸不断从动力波洗涤器循环泵支路开路外排。经过填料塔脱除了二氧化硫的烟气进入除雾单元40即电除雾器脱除烟气中的酸雾，达标烟气经环保烟囱外排。
从高效洗涤器循环泵支路引出的废酸里面含有不同程度的矿尘杂质，视矿尘杂质含量的多少，将这些废酸引出至废酸废水工序处理：
(1)对于矿尘杂质含量大于20mg/L的引入脱铅工序，用圆锥沉降槽将矿尘杂质沉降下来送至净化压滤机处理，从而达到除杂的目的，圆锥上清液溢流至上清液槽，泵送至脱吸塔后溢流至原液槽，用泵送至硫化工序进行处理。在硫化反应槽中加入Na2S进行硫化反应，生成硫化物沉淀，用浓密机沉降下来，底流送至硫化压滤机处理，上清液溢流至滤液槽，用泵送至石膏工序。在石膏反应槽中加入石灰石乳液，控制一定的pH值和反应时间，废酸中的氟离子及大部分硫酸和碳酸钙反应生成石膏，反应后液通过浓密机沉降，浓密机底流用离心机分离出石膏，滤液与浓密机上清液汇合后送往中和工序。含有少量杂质的石膏反应后液与全厂主要工艺污水和受污染的场面水汇合成混合废水，在一段一次中和反应槽中按铁/砷＝20的比例加入硫酸亚铁以强化除砷效果。一次中和反应后液溢流至一组敞开的三联槽，在pH＝7的条件下，用空气曝气氧化，其中的三价砷氧化为五价砷，二价铁氧化成三价铁，这样利于砷铁共沉。最后，控制pH＝9～11，加入电石渣浆液进行二次中和，为了加速中和反应沉淀物的沉降速度，在二次中和反应后液中加入阴离子型聚丙烯酰胺凝聚剂，再通过浓密机沉降，底流送中和压滤机过滤或直接泵送至渣选处理，压滤机滤液经气液分离槽流至渣浆槽，通过渣浆槽泵送回一段一次反应槽，浓密机上清液再经过二段中和，工序按二段一次中和→二段两联槽氧化→二段二次中和三步再次进行，二次中和后液溢流至中间槽泵送至膜过滤器处理后溢流至出水槽，在出水槽添加盐酸调节pH后溢流至回用水池，在回用水池与雨水混合后通过回用水泵供全厂各处使用。当前中和二段及膜过滤器已暂停使用，中和二段仅作为浓密机上清液的通道使用，并起到进一步沉降分离的效果，中和二段各槽定期人工排污清渣，中间槽上清液溢流至出水槽，在出水槽自动添加盐酸以控制出水pH值。
(2)对于矿尘杂质含量小于20mg/L的直接引入石膏工序，在石膏反应槽中加入石灰石乳液，控制一定的pH值和反应时间，废酸中的氟离子及大部分硫酸和碳酸钙反应生成石膏，反应后液通过浓密机沉降，浓密机底流用离心机分离出石膏，滤液与浓密机上清液汇合后送往中和工序。含有少量杂质的石膏反应后液与全厂主要工艺污水和受污染的场面水汇合成混合废水，在一段一次中和反应槽中按铁/砷＝20的比例加入硫酸亚铁以强化除砷效果。一次中和反应后液溢流至一组敞开的三联槽，在pH＝7的条件下，用空气曝气氧化，其中的三价砷氧化为五价砷，二价铁氧化成三价铁，这样利于砷铁共沉。最后，控制pH＝9～11，加入电石渣浆液进行二次中和，为了加速中和反应沉淀物的沉降速度，在二次中和反应后液中加入阴离子型聚丙烯酰胺凝聚剂，再通过浓密机沉降，底流送中和压滤机过滤或直接泵送至渣选处理，压滤机滤液经气液分离槽流至渣浆槽，通过渣浆槽泵送回一段一次反应槽，浓密机上清液再经过二段中和，工序按二段一次中和→二段两联槽氧化→二段二次中和三步再次进行，二次中和后液溢流至中间槽泵送至膜过滤器处理后溢流至出水槽，在出水槽添加盐酸调节pH后溢流至回用水池，在回用水池与雨水混合后通过回用水泵供全厂各处使用。当前中和二段及膜过滤器已暂停使用，中和二段仅作为浓密机上清液的通道使用，并起到进一步沉降分离的效果，中和二段各槽定期人工排污清渣，中间槽上清液溢流至出水槽，在出水槽自动添加盐酸以控制出水pH值。
本发明的有益效果在于：
1、环集烟气首先经过动力波洗涤器的洗涤，烟气中大部分粉尘被洗涤进入循环液，同时循环液中加入了双氧水，部分二氧化硫被氧化成三氧化硫被循环液吸收产生废酸，完成预脱硫过程，减轻了后续脱硫塔的处理压力；
2、经过脱硫填料塔的第二次清洗，烟气脱硫效率高达99％以上；
3、环集烟气一次性处理后可以直接外排，仅需处理废酸即可，废酸可以通过硫化-石膏-中和工序或石膏-中和工序处理。
与现有技术中的烟气脱硫工艺相比：
1、解决了传统钙法、镁法等环集烟气处理工艺带来的系统易堵塞、无法维持生产连续运行的问题；
2、避免了采用钠法脱硫工艺带来的回用水系统中钠盐不断富集和脱硫剂成本高企的问题；
3、综合运行成本较钠碱法和有机胺(离子液)法低。
Claims (7)
1.一种烟气净化系统，其特征在于：环集烟气经加压后进入洗涤单元(10)，经洗涤循环液第一次洗涤后进入气液分离单元(20)，气液分离后的烟气进入脱硫填料塔(30)，在脱硫填料塔(30)的填料中经洗涤循环液第二次洗涤后，进入除雾单元(40)脱除酸雾，最后达标外排。
2.根据权利要求1所述烟气净化系统，其特征在于：所述洗涤单元(10)设有逆喷管，环集烟气进入洗涤单元(10)后，在逆喷管中与洗涤循环液接触并洗涤净化。
3.根据权利要求1所述烟气净化系统，其特征在于：所述洗涤循环液中加入过氧化氢。
4.根据权利要求1所述烟气净化系统，其特征在于：环集烟气经洗涤单元(10)洗涤后，温度降至35～45℃。
5.根据权利要求1或3所述烟气净化系统，其特征在于：所述洗涤循环液的储槽设有通向废酸处理系统的外排管路。
6.根据权利要求1所述烟气净化系统，其特征在于：在脱硫填料塔(30)中，烟气与洗涤循环液流向互为逆向。
7.根据权利要求1所述烟气净化系统，其特征在于：烟气进入填料塔(30)填料层的气速为1.0～2.0m/s。
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