[發(fā)明專利]一種從冶煉煙氣中脫除三氧化硫的方法及其脫除裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010059506.5
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111167274B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王學(xué)文;王懿;孟鈺麒;王明玉
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);寧波弗鎂瑞環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/76;B01D53/78
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發(fā)明公開了一種從冶煉煙氣中脫除三氧化硫的方法及其脫除裝置，將冶煉煙氣在煙氣通道內(nèi)與還原劑接觸，先將煙氣中殘余的氧脫除，再將其中的SO₃還原成SO₂，或?qū)煔庵醒醯拿摮cSO₃的還原同步進(jìn)行，或?qū)煔庵械腟O₃選擇性還原成SO₂，還原后的煙氣用于生產(chǎn)硫酸，變廢為寶，提高冶煉工藝過程中硫的回收率，從而減少或避免硫酸在煙氣噴淋洗滌液中的積累，大大減少煙氣洗滌廢水治理過程石膏渣的產(chǎn)生，降低冶煉煙氣洗滌廢水治理的成本，并顯著增大氟和氯在煙氣洗滌液中的溶解度，減少污染，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明具有工藝簡單，SO₃脫除效果好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合冶煉煙氣綜合治理的工業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種從冶煉煙氣中脫除三氧化硫的方法及其脫除裝置。

背景技術(shù)

銅、鉛、鋅等冶煉產(chǎn)生的煙氣制酸之前需要噴淋洗滌除塵凈化，由于煙氣中除SO₂外還含有SO₃，隨著煙氣洗滌的進(jìn)行，SO₃及F和Cl不斷地溶解進(jìn)入洗滌液中，使得洗滌液的酸度(H₂SO₄濃度)，及鹽酸和氫氟酸的濃度越來越高，洗滌液最終成為含有Cu、Fe、Pb、Zn、Cd、As等及F和Cl的污酸。目前，冶煉煙氣洗滌產(chǎn)生的污酸普遍采用硫化-石灰中和法來進(jìn)行處理。所謂硫化，是往冶煉煙氣洗滌酸性廢水中加入硫化鈉或硫氫化鈉，使其中的銅和砷以硫化物的形式沉淀析出，液固分離得含砷濾餅和硫化后液；含砷濾餅進(jìn)一步處理綜合回收銅、砷等有價金屬，硫化后液加石灰中和產(chǎn)生石膏渣。硫化法-石灰中和法對冶煉煙氣洗滌產(chǎn)生的污酸治理有效，但其產(chǎn)生大量的石膏渣，且所得石膏渣只能勉強(qiáng)用于水泥行業(yè)的添加劑。此外，硫化-石灰中和后的水中含有大量的鹽，無法進(jìn)行中水回用。

為了克服硫化-石灰中和法存在的缺陷，最近有人提出先將污酸蒸發(fā)濃縮至H₂SO₄濃度～50％，再用硫化氫代替硫化鈉或硫氫化鈉，對污酸中的銅和砷進(jìn)行硫化，然后經(jīng)擴(kuò)散滲析回收硫酸，但污酸蒸發(fā)濃縮的能耗太高，且污酸中含有氟和氯，蒸發(fā)過程設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且分離得到的硫酸無法達(dá)到商品級硫酸的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，只能在冶煉企業(yè)內(nèi)部消化。因此，這一污酸治理方法目前還無工業(yè)應(yīng)用先例。

有研究采用硫磺粉或硫化氫作還原劑，直接將高溫?zé)煔庵械娜趸蜻€原，以減少或避免硫酸在制酸煙氣洗滌廢水中的積累，有一定的還原效果，但效果不理想，這是因?yàn)椋?)硫磺粉噴入后要經(jīng)熔化和氣化后才能與三氧化硫反應(yīng)，且兩者只有在高溫下才能快速反應(yīng)，低溫度下反應(yīng)速度緩慢，而冶煉排出的高溫?zé)煔鈴臒煹廊肟诘匠隹诮?jīng)歷的時間只有短短的幾秒到十幾秒鐘，因此用硫磺粉還原冶煉煙氣中的三氧化硫理論上可行，動力學(xué)上難以滿足工藝要求；2)冶煉排出的高溫?zé)煔馔ǔＪ茄趸詺夥眨渲泻?～12％的O₂及0.05～0.5％的SO₃，直接加入的還原劑(硫磺粉或硫化氫)在高溫下優(yōu)先與煙氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)榱蚧瘹湟坏┡c煙氣中的二氧化硫接觸首先轉(zhuǎn)化成硫磺蒸氣(2H₂S+SO₂＝3S+3H₂O)，而硫磺蒸氣在空氣中的閃點(diǎn)只有207℃，所以直接加入還原劑得到的結(jié)果是還原劑的耗量特別大。此外，還原劑一旦在煙氣中與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，還原劑的濃度會迅速降低，嚴(yán)重阻礙還原劑與煙氣中的三氧化硫接觸，導(dǎo)致直接加入還原劑的還原效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有采用硫磺粉或硫化氫作還原劑還原煙氣中三氧化硫時存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是在于提供了一種從冶煉煙氣中脫除三氧化硫的方法，巧妙的在煙氣中加入脫除煙氣中殘余氧氣的還原劑1和還原三氧化硫的還原劑2或僅加入選擇性還原三氧化硫的還原劑3，確保煙氣中的SO₃順利還原成SO₂，減少或避免還原劑2和還原劑3的無謂消耗，極大提高了SO₃的還原速度及其還原效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：