[發明專利]一種強化臭氧對煙氣脫硫產品提質效果的裝置及其方法

在審

• 申請號: 202211495323.3
• 申請日: 2022-11-27
• 公開（公告）號: CN115738953A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張利波;黎氏瓊春;王天;尹少華;胡覺;夏洪應;胡途
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J19/10
• 分類號: B01J19/10;B01J19/00;B01D9/00;B01D9/02;C01B17/90
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 張云

本發明涉及一種強化臭氧對煙氣脫硫產品提質效果的裝置及其方法，屬于脫硫技術領域。該裝置包括1#反應槽、2#反應槽、臭氧發生器、超聲波振子、臭氧破壞器、集氣罩、處理溶液進口、臭氧分布裝置和臭氧尾氣分布裝置，臭氧分布裝置包括曝氣盤、臭氧主管和臭氧分管，臭氧尾氣分布裝置包括曝氣盤臭氧尾氣主管和臭氧尾氣分管。本發明通過將超聲波、多級氧化和尾氣回收等措施相結合，以及對裝置部件特定設定以及相對應的位置關系設定，強化臭氧對有機物和硫代硫酸根等雜質的氧化效果并提高了臭氧的利用率，達到工業硫酸和硫酸銨提質的目的。

技術領域

本發明涉及一種強化臭氧對煙氣脫硫產品提質效果的裝置及其方法，屬于脫硫技術領域。

背景技術

有色金屬冶煉生產大部分以硫化礦為主要原料，產生的冶煉煙氣含有大量的二氧化硫，根據煙氣中含有不同二氧化硫濃度而被用于生產不同附加值產品。一般高濃度二氧化硫煙氣用于生產工業硫酸；而低濃度二氧化硫煙氣需要經過脫硫處理后排放，其中將煙氣脫硫生產硫酸銨化肥因具有脫硫效率高、產品銷售渠道廣的優點而被廣泛地應用。國標GB/T 534-2014中規定合格工業硫酸的顏色為無色透明或略帶淺黃色，而國標GB∕T 535-2020中規定合格硫酸銨肥料的顏色為白色或灰白色。但是，國內外許多冶煉煙氣企業利用煙氣脫硫生產出黑色工業硫酸、黃色硫酸銨的色度異常產品。黑色硫酸或者黃色硫酸銨作為不合格品無法銷售，不僅造成巨大的經濟損失，同時還嚴重降低了硫元素資源化利用水平、埋下安全隱患和環保隱患。我們經研究發現有機污染物是導致硫酸顏色呈黑色、透明降低的主要原因，而硫酸銨溶液中硫代硫酸根（S₂O₃^2-）雜質在酸作用下生成硫磺雜質是導致硫酸銨變黃的根本原因。因此，亟需開發一種高效脫除硫酸中有機物和硫酸銨溶液中硫代硫酸根雜質的技術，突破煙氣脫硫產品硫酸、硫酸銨提質增效瓶頸。

臭氧的氧化能力高于高錳酸鉀、雙氧水、氧氣等，是一種氧化性能極強的氧化劑。

專利申請號為2021110227276，公開一種用于高色度工業硫酸提質的超聲協同臭氧處理方法，將呈黑色的高色度工業硫酸注入密閉的硫酸脫色反應槽，在超聲作用下通入臭氧進行脫色反應，控制反應溫度為30~70℃、反應時間為1~4h、機械攪拌轉速500~2500r/min、超聲波發生器功率為300~1000W、通入臭氧氣體流量為1.0~10.0L/h，得到色度合格的成品硫酸。但是該發明對沒有反應完全的臭氧尾氣如何進行處理并沒有提及。

臭氧的制備一般采用臭氧發生器將純氧氣或空氣中的氧氣轉化而得。臭氧在水溶液中存在溶解度差（僅有0.69g/L）、傳質速度慢等缺陷，導致在實際臭氧氧化過程中存在臭氧利用率低，運行費用高的問題，嚴重限制了臭氧氧化的工業應用。一般臭氧氧化溶液后產生的臭氧尾氣中主要為氧氣和一部分未反應的臭氧。若將臭氧尾氣直接排放到大氣中，不僅浪費資源，還污染環境。

但是簡單的將臭氧尾氣直接應用在黑色的高色度工業硫酸中進行脫色，產品脫色效果并不明顯，不能直接獲得合格的硫酸產品，因此如何能實現臭氧尾氣的高效利用，且能相應獲得合格的硫酸產品，是個技術難題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種強化臭氧對煙氣脫硫產品提質效果的裝置及其方法。本發明通過將超聲波、多級氧化和尾氣回收等措施相結合，以及對裝置部件特定設定以及相對應的位置關系設定，強化臭氧對有機物和硫代硫酸根等雜質的氧化效果并提高了臭氧的利用率，達到工業硫酸和硫酸銨提質的目的。

本發明通過以下技術方案實現。

一種強化臭氧對煙氣脫硫產品提質效果的裝置，包括1#反應槽1、2#反應槽2、臭氧發生器3、超聲波振子5、臭氧破壞器16、集氣罩、處理溶液進口、臭氧分布裝置和臭氧尾氣分布裝置，臭氧分布裝置包括曝氣盤9、臭氧主管17和臭氧分管18，臭氧尾氣分布裝置包括曝氣盤9臭氧尾氣主管19和臭氧尾氣分管20；