CN1253235C - 氧化锌脱除烟气二氧化硫方法及装置 - Google Patents

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刘刚
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李士奇
张海燕
杨美彦
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Abstract

本发明为采用含氧化锌物料吸收低浓度二氧化硫烟气的湿式烟气脱硫方法及装置，用铅锌冶炼厂的中间产品含氧化锌物料作吸收剂，不外购吸收剂，无吸收副产品。包括：制浆、吸收、吸收渣分离、吸收渣处理步骤。本发明采用湍球吸收塔，吸收效率高、设备不堵塞：吸收后烟气采用泡沫洗涤塔水洗后再进行复挡除沫器除沫，有良好的除沫效果，风机置于除沫器后能长期稳定运行，操作环境好：在吸收循环浆液中加入阻氧剂，使该溶液可以长期循环使用：三种不同的渣处理方法，使“废气”治理与冶炼工艺紧密结合起来。该方法及装置已用于昆明云冶锌业股份有限公司5万t/a电锌工程。

Description

氧化锌脱除烟气二氧化硫方法及装置
                            所属技术领域
本发明属于烟气脱硫方法及装置，特别是采用含氧化锌物料吸收低浓度二氧化硫烟气的湿式烟气脱硫方法及装置。
                            技术背景
本发明的背景技术是日本彦岛冶炼厂的氧化锌吸收法，其采用锌精矿沸腾焙烧炉产出的锌焙砂经磨碎后与水和稀硫酸制成浆液，通过无填充式吸收塔吸收制酸尾气及烧结机烟气中的二氧化硫，生成的吸收渣采用加入硫酸进行酸分解，产出高浓度的二氧化硫气体用于制酸，硫酸锌溶液返回冶炼工艺流程。该法用冶炼中间产品锌焙砂作吸收剂，不外购吸收剂，吸收渣处理后返回冶炼工艺流程，无吸收副产品的外销问题，被吸收的二氧化硫用于制酸得以回收利用。但该法存在流程长，设备多，投资大，设备的堵塞及除沫效果不好，在工业上没有得到推广应用。
                            发明内容
本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种工艺简单，设备运行可靠，投资较低，实施效果好，无二次污染的氧化锌脱除烟气二氧化硫方法及装置。
为实现以上目的，本发明的技术步骤是：(1)制浆，(2)吸收，(3)吸收浆分离，(4)吸收渣处理，所用的吸收剂为粒度小于100目占90％以上的、含氧化锌大于40％的、磨碎的氧化锌焙砂或氧化锌烟尘，用量为理论量的1.2～1.3倍，吸收浆浓度为18～22％；控制吸收终点pH值为4.5～5.0。并且，在吸收浆中加入小于0.1％对苯二酚阻氧剂。
本发明对于铅锌冶炼厂不需要外购吸收剂，无吸收副产品的外销问题，相对于日本彦岛冶炼厂的氧化锌吸收法有如下优点：可采用锌精矿沸腾焙烧炉产出的锌烟尘直接加入吸收循环槽制浆使用，不需磨碎设备及制浆设备；吸收塔采用湍球吸收塔，其吸收效率高、设备不堵塞；从吸收塔出来的烟气采用泡沫洗涤塔水洗后再进行复挡除沫器除沫，有良好的除沫效果，使得风机长期稳定运行；风机置于除沫器后，使系统处于负压工作，操作环境好；在吸收浆液中加入阻氧剂，使循环液中ZnSO4浓度保持一定值，使该系统溶液可以长期循环使用；吸收渣经过滤后再进行渣处理，减少可溶的有害元素进入冶炼工艺；三种不同的渣处理方法，使“废气”治理与冶炼工艺紧密结合起来；渣的酸处理法采用废电解液，使冶炼中的酸更容易平衡。本发明流程及设备简单，工艺过程稳定畅通，投资较省，操作方便，技术条件容易掌握，劳动条件好，与冶炼工艺紧密结合，可广泛用于冶炼、化工、硫酸生产等行业低浓度二氧化硫烟气治理。
                        附图说明
本发明工艺流程图见附图1所示。
                         具体实施方式
结合附图说明实施例：
图中标记表示：吸收塔1，洗涤塔2，除沫器3，风机4，烟囱5，吸收循环槽6，吸收循环泵7，过滤泵8，洗涤循环槽9，洗涤循环泵10，箱式压滤机11，沸腾焙烧炉12，酸分解槽13，空气氧化槽14。
昆明云冶锌业股份有限公司5万t/a电锌工程，处理锌浸出渣挥发窑及脱氟氯多膛焙烧炉产生的低浓度二氧化硫烟气，烟气量42500m3/h(标况)，烟气中含二氧化硫3570t/a，二氧化硫吸收效率96～98％，回收二氧化硫生产硫酸4534t/a，处理成本294元/吨二氧化硫，项目固定资产投资400万元(不包括渣处理系统)。主要设备：φ3.2m湍球吸收塔，φ3.2m泡沫洗涤塔，φ3.0m复挡除沫器，80m3吸收循环槽，15m3洗涤循环槽，50m2沸腾焙烧炉。
包括四个技术步骤：
(1)制浆
吸收剂为本公司锌沸腾焙烧炉产出的旋风收尘器及电收尘器烟尘，其含氧化锌约60％，粒度小于100目占90％以上，用量为理论量的1.25倍，直接加入吸收循环槽6内制浆，吸收浆浓度为20％。
(2)吸收
吸收主要反应为：
同时，进行下列副反应：
进入吸收的烟气温度130℃，含二氧化硫0.49％，含尘浓度0.2g/m3，进入湍球吸收塔1除去烟气中的二氧化硫，利用放在塔内筛板间的空心填料小球，在上升气流的冲力，液体的浮力和重力的作用下产生更激烈湍动，使气体和液体的接触面积增大，从而强化传质作用，控制湍球吸收塔1内的空塔速度2.5m/s、喷淋密度40m3/m2·h，吸收效率96～98％。吸收后的烟气经泡沫洗涤塔2用水洗涤、复挡除沫器3后由风机4引入烟囱5排放。吸收塔1的吸收液由塔流入吸收循环槽6，再由吸收循环泵7送至吸收塔1循环使用；洗涤塔2洗涤液及除沫器3捕沫液流入洗涤循环槽9，再由洗涤循环泵10送至洗涤塔2循环使用。
吸收反应生成的吸收渣为ZnSO3·2.5H2O固体物。
当吸收矿浆循环喷淋pH值降至4.5时，即吸收终点值为4.5时，吸收矿浆接近饱和，排出一部分饱和的吸收矿浆进行过滤，并在吸收循环槽6内补充新的吸收剂、吸收渣过滤液及洗涤液，同时不断搅拌使其保持悬浮状态，再将其循环到吸收塔1内喷淋。
因烟气中含有少量的三氧化硫，以及在吸收过程中有少量的ZnSO3被氧化，生成硫酸锌溶液，使循环过程中锌离子不断增加，在吸收浆液中加入0.05％对苯二酚阻氧剂，使循环液中锌离子浓度保持一定值，使吸收浆液长期循环使用。
(3)吸收浆分离
吸收渣由过滤泵8从吸收循环槽送到压滤机11过滤，产出吸收渣含ZnSO3约40％，含水30％，送往吸收渣处理，过滤液流入吸收循环槽6制浆。
(4)吸收渣处理
吸收渣处理可有如下三种方式，昆明云冶锌业股份有限公司电锌工程采用热分解处理。
a、热分解处理
ZnSO3结晶的热分解是按下列步骤进行的：
               120℃         200℃   270℃
控制热分解温度≥350℃，吸收渣可热分解再生成氧化锌，并产出高浓度的二氧化硫气体用于制酸。实施例中吸收渣与锌精矿混合进入沸腾焙烧炉12在850～920℃热分解产出锌焙砂及锌烟尘。
b、酸分解处理
ZnSO3结晶的酸分解是按下反应进行的：
该法在过滤渣中加入含硫酸100～200g/1锌电解的废电解液在酸分解槽13内进行，酸分解槽间接加热温度70～90℃，分解时间30分钟，分解液含硫酸5g/l，分解产出含二氧化硫约50％的气体用于制酸，分解后的容液中鼓入空气，使溶液中的二氧化硫气体脱出，脱出含二氧化硫大于5％的气体用于制酸，分解渣及溶液送锌冶炼浸出工序，分解率大于95％。
c、空气氧化处理
ZnSO3结晶的空气氧化是按下反应进行的：
该法使吸收渣制成20～25％的浆液后在空气氧化槽14中进行，槽底布有空气氧化吹管，槽中央设有搅拌器，四周安装导流板及旋涡起泡器，鼓入空气压力0.1～0.15Mpa，空气量消耗0.1～0.3m3/min·m3矿浆，氧化时间1～2h，空气氧化渣及溶液送锌冶炼浸出工序，氧化率大于95％。

Claims (2)

1.氧化锌脱除烟气二氧化硫方法，其技术步骤是：(1)制浆，(2)吸收，(3)吸收浆分离，(4)吸收渣处理，其特征在于所用的吸收剂为粒度小于100目占90％以上的、含氧化锌大于40％的、磨碎的氧化锌焙砂或氧化锌烟尘，用量为理论量的1.2～1.3倍，吸收浆浓度为18～22％；控制吸收终点pH值为4.5～5.0。
2、根据权利要求1所述的氧化锌脱除烟气二氧化硫方法，其特征在于在吸收浆中加入小于0.1％对苯二酚阻氧剂。
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