[發明專利]一種冶煉煙氣制酸低溫位余熱絕熱蒸發污酸的裝置及處理方法

在審

• 申請號: 201710744045.3
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107473304A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 朱伯麟;史萬敬;孫治忠;路八智;魏占鴻;何春文;劉陳;賈小軍;宋瑩;遲建;馬旻銳;遲棧洋
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;B01D1/00;C02F103/18
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心62100
• 代理人: 王蕓

技術領域

本發明屬于冶煉煙氣制取工業硫酸技術領域，具體涉及一種冶煉煙氣余熱絕熱蒸發污酸的裝置及處理方法。

背景技術

硫酸是一種重要的基本工業原料，它不僅作為許多化工產品的原料，而且還廣泛應用于國民經濟的其他部門，在國民經濟及人民生活中發揮著重要的作用。硫酸的產能往往是衡量一個國家化學工業生產能力的標志之一。

硫酸的生產原料主要以硫磺、硫鐵礦和冶煉煙氣為主。冶煉煙氣制酸的產量取決于火法有色冶金工業的發展，是一種被動的生產工藝。近年來隨著有色冶金的不斷發展，冶煉煙氣制酸所具有不可替代的環保意義及其廉價的原料優勢日顯突出。

火法有色金屬冶煉過程中，礦石中的有色金屬通過焙燒、熔煉、吹煉、電解精煉等一系列的工序轉化為高純度的單質，而礦石中伴生的金屬硫化物則在焙燒過程中轉化成為二氧化硫，夾雜在高溫的多組分煙氣中進入配套的環保冶煉制酸系統。

冶煉煙氣制酸裝置中高溫的多組分煙氣需要不斷用工業水進行洗滌降溫，以確保制酸系統的安全生產和產品質量，洗滌后含二氧化硫的煙氣經過干燥工序、轉化工序和干吸工序后液相即為合格的工業硫酸，而出干吸工序帶有一定熱量的絕干煙氣進入尾氣吸收塔靠堿液吸收達標后排放。在煙氣洗滌時會產生大量的污酸，該污酸溶液體系非常復雜，組分多、濃度高，主要含有鎳銅砷鉛等多種重金屬、塵、鹵族元素化合物等有害物質，是一種難處理的礦冶工業廢水。目前行業內對這部分污酸無較為理想的處置方法，大多數企業只能依法建設龐大的污酸處理系統來滿足嚴格的環保要求，所建的污酸處理裝置規模大，投資和運行成本均較高；同時在冶煉煙氣制酸時二氧化硫氧化過程中的高、中溫位余熱的利用已有很成熟的工藝且被普遍回收利用，如轉化器中的熱量通過設置的余熱鍋爐生產飽和蒸汽等，然而對于出干吸工序絕干煙氣中的低溫余熱未進行回收利用，傳統上都靠空氣帶走。雖然這部分絕干煙氣溫度一般在70～120℃，比熱容較低，但這部分絕干煙氣源頭來自有色金屬的焙燒過程，氣量一般在100000～250000Nm³/h之間，總熱量數目可觀，直接排放熱能損失較大。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種以廢治廢并充分挖掘利用了冶煉煙氣制酸系統中的低溫位余熱，自動化程度較高，操作簡便，節能效果及污酸減排量明顯的裝置。

本發明的另一目的在于提供一種利用上述裝置處理污酸的方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種冶煉煙氣余熱絕熱蒸發污酸的裝置，包括一體式絕熱蒸發塔、第一自動閥、第二自動閥、第三自動閥、第一壓力變送器、第二壓力變送器、第一氣動調節閥和第二氣動調節閥，一體式絕熱蒸發塔的氣相出口通過管路與第三自動閥和第二壓力變送器連接，一體式絕熱蒸發塔氣相入口管路上通過管路連接有第二自動閥和第一壓力變送器，分別通過管路連接的第一氣動調節閥和第二氣動調節閥匯集后與一體式絕熱蒸發塔的液相入口連接，一體式絕熱蒸發塔的下部通過管路連接有濃縮酸輸送泵和氣動調節回流閥，氣動調節回流閥和設在一體式絕熱蒸發塔下部的液位變送器聯鎖設置，一體式絕熱蒸發塔的下部還通過濃縮循環泵返回至一體式絕熱蒸發塔內；一體式絕熱蒸發塔包括絕熱蒸發塔塔體，絕熱蒸發塔塔體內自上而下依次設有絲網壓板格柵、捕沫絲網、第一格柵板、液體分布器、亂堆填料段、規整填料段和第二格柵板，亂堆填料段和規整填料段分別選用波紋板填料和十字球形填料，波紋板填料和十字球形填料均由PP材質制成；絕熱蒸發塔塔體的中下部壁上分別設有絕干煙氣進口N1、濃縮循環泵進口N4、絕熱蒸發塔塔體塔底排口N5、濃縮酸出口N6、濃縮酸回流進口N7、污酸和尾吸液入口N8、中上部壁上設有循環液進口N3，頂部設有飽和濕煙氣出口N2；絕干煙氣進口N1的煙氣管道向一體式絕熱蒸發塔塔中心方向伸入塔徑的1/3長度，煙氣管道末端向下彎曲；循環液進口N3的管道伸入到一體式絕熱蒸發塔內并與液體分布器相連接；絕熱蒸發塔塔體上還設有M1、M2、M3和M4人孔。

優選的，第一自動閥、第二自動閥、第三自動閥、第一氣動調節閥、第二氣動調節閥、氣動調節回流閥、第一壓力變送器、第二壓力變送器和液位變送器的信號接入制酸DCS控制系統。

一種利用冶煉煙氣余熱絕熱蒸發污酸的裝置處理污酸的方法，該方法按照下述步驟進行：

步驟1：打開絕熱蒸發塔塔體的M2和M4人孔，分別先后裝入規整填料段和亂堆填料段；

步驟2：打開M3人孔并裝入內置捕沫絲網，封閉絕熱蒸發塔塔體的M2、M3及M4人孔；