[發明專利]基于微旋流分離的短流程氧化錳礦漿脫硫方法、脫硫吸收塔及錳硫資源回收系統

有效

• 申請號: 201910303837.6
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110102170B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 江霞;蔣文舉;靳紫恒
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01D53/80
• 分類號: B01D53/80;B01D53/86;B01D53/50;B01D45/16;C01G45/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

本發明公開了一種基于微旋流分離的短流程氧化錳礦漿脫硫方法、脫硫吸收塔及錳硫資源回收系統，本發明首先使含有SO₂的錳渣煅燒煙氣與氧化錳礦漿液逆流接觸反應，SO₂在催化氧化下能夠被高效脫除；然后進一步通過微旋流技術，強化氣?液?固相的傳質過程，達到深度脫硫，同時將對脫硫煙氣中夾帶的硫酸錳、硫酸霧滴和氧化錳礦顆粒進行有效分離和回收，在實現PM2.5關鍵前體物的源頭減排的同時使生成的MnSO₄能夠更全面的資源化。本發明提供的脫硫吸收塔及錳硫回收系統，將脫硫吸收塔作為脫除煙氣中SO₂、耦合制MnSO₄的主要反應分離設備，微旋流分離裝置設計在該吸收塔內部，具有結構緊湊簡單、占地面積小，脫硫效率高、分離速度快，運行高效穩定的優勢，適于在本領域內推廣使用。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硫技術領域，涉及深度脫除煙氣中高濃度SO₂的氧化錳礦脫硫技術，具體涉及一種基于微旋流強化分離的短流程氧化錳礦脫硫方法及裝置，該方法及裝置適用于化工、冶金等工業上需要對高濃度SO₂煙氣進行凈化處理及資源化的領域。

背景技術

金屬錳是重要的工業原料，被廣泛應用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電池生產、電子產品等行業。我國金屬錳產能占世界的90％以上，每年產生的過濾酸性錳渣1400～1800萬噸，累積量近1億噸；電解錳渣中硫酸鹽含量較高(＞30％)，堆放不僅侵占大量土地，而且容易造成二次污染。目前通用的處理方法是通過高溫煅燒降低其硫含量，然后用作水泥添加料，實現固廢的減量化及資源化。電解錳渣煅燒煙氣中SO₂(也可能會夾雜一些SO₃)濃度高達2～9％，對錳渣煅燒煙氣進行脫硫及資源化是實現錳渣綜合利用的重要舉措。

利用氧化錳礦進行煙氣脫硫并生產硫酸錳及電解錳，是近幾年發展起來的新興資源化技術。該方法利用氧化錳礦中不同錳氧化物如MnO₂、Mn₂O₃、MnCO₃和煙氣中SO₂的氧化還原反應(如公式(1)-(4)所示)同步進行氣相脫硫與液相浸錳，同時實現錳礦中錳和煙氣中SO₂的資源化利用。與傳統的電解錳生產工藝“SO₂制酸-錳礦焙燒-酸浸制錳”相比，該方法不需要高溫還原焙燒氧化錳礦，也不需要利用煙氣中SO₂制取硫酸，是一種“短流程”生產工藝，大大簡化了電解錳的生產工藝流程，節省了設備投資，避免了錳礦焙燒過程和SO₂制酸的能源消耗和廢氣排放，能夠顯著降低生產成本?？刹捎枚嗉壞媪鞣绞綄崿F高效脫硫和深度浸錳效果。

MnO₂(s)+SO₂(aq)→MnSO₄ (1)

Mn₂O₃(s)+2SO₂(aq)+0.5O₂(aq)→2MnSO₄ (2)

MnCO₃(s)+H₂SO₄→MnSO₄+CO₂+H₂O (4)