[發(fā)明專利]一種冶煉煙氣中SO2和重金屬協(xié)同凈化方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410019587.0
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103768910A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)謙;王郎郎;寧平;殷在飛;馬懿星
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86;B01D53/50;B01D53/64;B01D53/96;C01C1/245;C01B17/64;C05C3/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冶煉煙氣中SO₂和重金屬協(xié)同凈化方法及裝置，屬于大氣污染技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有色金屬多與硫生成硫化礦，如閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、針鎳礦等，它們是冶金工業(yè)的重要原料。在有色冶煉工業(yè)中，一般有火法和濕法兩種冶金工藝，現(xiàn)在絕大部分采用火法處理冶金礦。在火法冶金過程中，硫化礦經(jīng)過高溫焙燒使硫和金屬分離，硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫隨焙燒煙氣排出，在排放的煙氣中，除了含有SO₂外，還含有重金屬和有毒非金屬，重金屬中有汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）鎘、（Cd）、鋅（Zn）等。這些物質(zhì)排放到空氣中擴散，或帶入脫硫產(chǎn)品中，污染空氣、土壤和水體，對環(huán)境造成危害。

目前，冶煉煙氣的治理，一般采用冶煉煙氣脫硫制酸或其它硫產(chǎn)品：

（1）冶煉煙氣中的氣態(tài)污染物主要是二氧化硫，二氧化硫濃度在2%以上的煙氣，可采用接觸法制成硫酸，但制酸尾氣中SO₂的濃度依然較高，很難達(dá)到日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求。若煙氣中含汞，需在凈化過程中設(shè)專門的除汞裝置，增加了投資成本。

（2）工業(yè)化應(yīng)用的脫除二氧化硫技術(shù)有數(shù)十種，其中石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)最成熟，應(yīng)用最多，這些技術(shù)多用于燃煤電廠煙氣脫硫，由于有色冶煉過程產(chǎn)生的煙氣具有氣量小、波動大、含有害及有價金屬等特點，簡單照搬燃煤煙氣脫硫過程不可行。還有一些濕法脫硫方法雖然脫硫效果很好，但存在產(chǎn)生固體廢物，設(shè)備投資大，耗能高，后處理復(fù)雜等問題，如申請?zhí)枮?00910244547.5的中國發(fā)明專利“一種煙氣脫硫脫汞的方法”，該方法對SO₂和汞蒸汽的去除率較高，還可去除鉛等重金屬，但存在著對固體廢物脫硫灰處理的問題；申請?zhí)枮?01110091281.2的中國發(fā)明專利“煙氣脫硫脫硝脫重金屬一體化方法及專用設(shè)備”，一體化裝置實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝脫重金屬集成凈化功能，且副產(chǎn)物為化肥成分硫酸銨和硝酸銨。但存在著混合吸收液組分復(fù)雜增加了投資成本，重金屬脫除效果一般的問題。

（3）1983年奧托昆普提出用Na₂S溶液吸收SO₂制取硫單質(zhì)的方法。當(dāng)pH值太大時，吸收SO₂煙氣中會釋放H₂S氣體，所以在吸收前用pH值為2-5的煙氣洗滌液調(diào)節(jié)Na₂S的pH值。洗滌液的所含物質(zhì)種類與Na₂S吸收SO₂后得到溶液主要物質(zhì)種類相同。反應(yīng)完成后，混合液進(jìn)入高壓反應(yīng)釜，在160℃發(fā)生自氧化還原反應(yīng)生成S單質(zhì)和Na₂SO₄，然后用BaS再生Na₂SO₄，得到的Na₂S返回吸收階段循環(huán)使用，BaSO₄用C還原得到BaS返回Na₂SO₄再生階段。1997年舒玉德等對硫化鈉法進(jìn)行改進(jìn)，與奧托昆普公司不同的是，在吸收階段不對Na₂S溶液進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，采用兩級吸收；還原階段是通過向吸收液中加入濃H₂SO₄和Na₂S，在50-60℃時與溶液中的組分發(fā)生反應(yīng)制取S單質(zhì)，還原階段的反應(yīng)釋放出的H₂S氣體，再用Na₂S吸收。

現(xiàn)有方法存在以下問題：（1）現(xiàn)有技術(shù)僅僅針對煙氣中高濃度SO₂進(jìn)行回收，未考慮低濃度SO₂和重金屬的同時脫除；（2）吸收凈化二氧化硫后產(chǎn)生的固體廢物難以回收利用。（3）硫化鈉法吸收二氧化硫，存在后處理復(fù)雜，投資大，耗能高等問題，很難工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對冶煉煙氣中SO₂濃度高、氣量波動大、同時含有Hg、As、Cd、Pb、Zn等多種重金屬的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種冶煉煙氣中SO₂和重金屬協(xié)同凈化方法及裝置，采用(NH₄)₂S溶液吸收法同時脫除SO₂和Hg、As、Cd、Pb、Zn等，具體包括如下步驟：

（1）將冶煉煙氣初步除塵后，進(jìn)一步將煙氣溫度冷卻至50℃以下；