專利名稱：一種吸收并轉化二氧化硫氣體的工藝路線的制作方法
技術領域：
本發明在當前環保技術領域中是“一種吸收并轉化二氧化硫(SO2↑)氣體的技術先進、工藝可行的綜合工藝路線”。
目前，在冶煉金屬銅的過程中，由密閉爐和轉爐出口排出來的主要污染氣體是二氧化硫(SO2↑)；近年，一種較新工藝，利用貧銅〔含銅(Cu)＞4％(重量)〕礦石〔碳酸銅(CuCO3)或硫化銅(CuS)〕和冶煉金屬銅過程中所產生的“廢”銅泥，采用“水解工藝”制造硫酸銅(CuSO45H2O)是化工技術領域里利“廢”的一種較先進工藝。它雖然比傳統用金屬銅(Cu)作原料制造硫酸銅(CuSO4.5H2O)成本低約30％以上，“水解工藝”所使用的水可以循環使用等優點，但在煅燒銅〔特別是硫化銅(CuS)〕礦石過程中所產生的氣體二氧化硫(SO2↑)，同冶煉金屬銅一樣造成污染。生產上述產品，許多廠家對二氧化硫(SO2↑)氣體未得到吸收并轉化成副產品，同時這也是工藝上的難點；因此造成污染，有的廠家每年只能冬季生產，嚴重影響產品產量等諸多利害。
據資料(統計)報道，我國每年排放二氧化硫(SO2↑)氣體量就高達1800萬噸。因之，吸收并轉化二氧化硫(SO2↑)氣體污染制成多種副產品，產生社會和經濟效益乃迫在眉睫也是當務之急。
用“無焙燒的氧化法”直接反應制造硫酸銅(CuSO45H2O)其工藝簡單、質量穩定、可達到國家一級品標準，而且具有能耗較低等特點。
鑒于此種情況，吸收二氧化硫(SO2↑)氣體并轉化成所謂多種副產品是指亞硫酸(H2SO3)/亞硫酸鹽類(如Na2SO3等)或硫酸(H2SO4)/硫酸鹽類(如CuSO45H2O、Na2SO410H2O等)，或轉化成液體二氧化硫(SO2)及液體三氧化硫(SO3)，或轉化成固體硫(S)等多種副產品。從經濟角度而言，轉化何種副產品均視國家及國內外市場需要，以銷定產；并采用工藝可行的先進技術。而本發明的宗旨是一條工藝可行最佳吸收/轉化的工藝路線。
本發明的吸收并轉化二氧化硫(SO2↑)氣體，除上述冶煉銅和制造硫酸銅(CuSO45H2O)過程中所排放出的二氧化硫(SO2)氣體外，也包括利用二氧化硫(SO2↑)氣體制造亞硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)及其二種鹽類以及其他工業生產過程中所排放出的二氧化硫(SO2↑)氣體。這些排放出的二氧化硫(SO2↑)氣體需要凈化和濃縮工藝后才能用以轉化制成上述多種副產品。如采用冶煉銅的廢熱鍋爐、二級吸收塔、中和罐、離心機、真空泵、氣流烘干機、包裝機等常規設備并應用相應的先進工藝技術如“二轉二吸”工藝，利用余熱制成的裝置以加熱方式的濃縮工藝和水洗/酸洗凈化工藝〔使其二氣化硫(SO2↑)氣體濃度達到最佳濃度＞2％〕、固相法工藝制造硫酸鹽等。
凈化/濃縮后的二氧化硫(SO2)氣體亦可降溫(-10℃以下)或加大氣壓(一般在4個大氣壓)轉化成液體二氧化硫(SO2)，這種副產品作為中間體原料直接廣泛并大量應用于化工、制藥等行業上。
實踐證明，二氧化硫(SO2↑)氣體的吸收率一般在70％以上，以80-90％以上為較佳，尤以95％以上為最佳。若采用“二轉二吸”工藝，即對二氧化硫(SO2↑)氣體進行二次轉化二次吸收工藝，使其副產品轉化率更高，如硫酸(H2SO4)可由原采的94-96％提高到98％，硫(S)的利用率提高5％，二氧化硫(SO2↑)氣體在煙氣排放量中可降到30PPM，環境污染得到很大改善。使原產品和轉化成的副產品的產量和質量都將得到提高。
本發明的目的是為了吸收冶煉金屬銅和利用其“廢”銅泥、貧銅礦石等采用“水解工藝”生產硫酸銅(CuSO45H2O)以及其他行業生產過程中所排放出的污染氣體二氧化硫(SO2↑)并將其95％以上吸收制成多種副產品(含液體二氣化硫等)而設計的一種最佳工藝路線。從而達到多種利“廢”(如二氧化硫(SO2↑)氣體、貧銅礦石、“廢”銅泥等并制成上述副產品。可降低成本約30％以上，又達到消除污染(使二氧化硫在煙氣中排放量可降低到30PPM)滿足環保要求之目的，其經濟效益可觀，長遠社會效益深遠。
本發明的特點1、可增加冶煉金屬銅的產量約一倍，其經濟效益亦隨之增加。
2、使二氧化硫(SO2↑)氣體在煙氣排放量中可下降到30PPM，環境污染得到很大改善。
3、增加副產品多種如亞硫酸/鹽類、硫酸/鹽類(如CuSO4·5H2O)及液體二氧化硫(SO2)等〕。
4、本發明的“一種吸收并轉化二氧化硫氣體的工藝路線”是綜合治理二氧化硫(SO2↑)氣體污染，同時又增加原產品生產周期和產量、增加副產品品種，從而增加經濟效益的一個閉環系統工程—最佳工藝路線。
本發明的吸收并轉化二氧化硫(SO2↑)氣體的工藝路線所制成的多種副產品，例如硫酸鹽類中的硫酸銅(CuSO4·5H2O)用途十分廣泛，是目前供不應求的化工產品。它廣泛在化工、電鍍、印染、制革、醫藥等各個行業應用均較廣泛，尤其在農業上作農藥，如用硫酸銅(CuSO4·5H2O)制備的波爾多液殺菌劑，防治葡萄反腐病、霜霉病、馬鈴薯的晚疫病、蘋果的落葉病，棉花的角斑病、炭疽病等有特效。據調查，我國每縣市每年需用硫酸銅((CuSO4·5H2O)用量約在200-1000噸以上；另外我國每年還出口創外匯。發展(特別是利用“廢”銅(Cu)礦石)，采用“水解工藝”制造硫酸銅(CuSO45H2O)其前景可觀。
又如凈化和濃縮后的二氧化硫(SO2↑)氣體可直接轉化成液體二氧化硫(SO2)只需常溫下，加適當壓力，一般加不小于10個大氣壓，以不小于6-8個大氣壓為較佳，尤以加不小于4個大氣壓為最佳。見工藝流程圖(圖2)。在吸收轉化(SO2↑)氣體制造硫酸(H2SO4)過程中所排出的濃度和純度較高的二氧化硫(SO2↑)氣體按工藝路線可直接轉化成液體二氧化硫(SO2)。這種液體二氧化硫(SO2)，其制造工藝簡單，儲運方便，成本低(約比用純硫磺降低成本約80％以上)是解決排放二氧化硫(SO2↑)氣體污染的有效的極好的工藝路線之一。這種副產品用量大，用途廣泛。在工業上液體二氧化硫是多種化合物的良好溶劑，可做為冷凍劑、防腐劑、漂白劑或其他有機產品的原料，可用來制造保險粉和亞硫酸鹽等產品，此外液體二氧化硫還可用于農藥、醫藥、人造纖維、有機合成、染料等工業部門。
本發明的吸收由冶煉銅或其他工業產品生產過程中所排放出的二氧化硫(SO2↑)氣體并轉化制成多種副產品，而亞硫酸(H2SO3)/鹽類或硫酸(H2SO4)/鹽類以及液體二氧化硫(SO2)或液體三氧化硫(SO3)或固體硫(S)見工藝路線圖(
圖1)。首先，冶煉銅或其他工業生產過程所排放出的二氧化硫(SO2↑)氣體需水洗/酸工藝進行凈化(提純)和濃縮(一般為0.18％)，凈化后以加熱方式采用冶煉銅的余熱制成的化工常規裝置，采用“二轉二吸”濃縮工藝，使二氧化硫(SO2↑)氣體濃度達到0.18-2％，以2％以上為最佳濃度。然后制成多種副產品，這是一個工藝可行的閉環工藝系統。
附圖1、一種吸收并轉化二氧化硫氣體的工藝路線圖附圖2、二氣化硫(SO2↑)氣體轉化液體二氧化硫(SO3)工藝流程圖
權利要求
1.一種工藝路線，其特征在于吸收/轉化工業產品生產過程中所排放出二氧化硫(SO2↑)氣體并代替硫黃(S)制成多種副產品液體二氧化硫(SO2)或三氧化硫(SO3)、固體硫黃(S)、亞硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)及其鹽類等。
2.按照權利要求1所述的工藝路線，其特征是采用常規現代化設備和最新工藝技術(利用廢銅泥或貧銅礦石為原料采用“水解法”/“直接氧化法”制造硫酸銅(CuSO45H2O)、采用“固相法”制造硫酸鹽、采用“二轉二吸”工藝凈化/濃縮二氧化硫(SO2↑)氣體等)制造多種副產品的一種技術先進，工藝可行的閉環綜合工藝系統；
3.按照權利要求1和2所述的工藝路線制造硫酸銅(CuSO45H2O)，其特征在于所用原料為含銅(Cu)＞4％(重量)礦石或/和“廢”銅泥；以含銅(Cu)＞5％(重量)礦石或/和“廢”銅泥為較佳；尤以含銅(Cu)＞8％(重量)礦石或/和“廢”銅泥為最佳；“水解法”的水可以循環使用；而用“無焙燒的氧化法”直接反應其工藝簡單，質量穩定，可達到國家級標準，具有能耗低等特點；
4.按照權利要求1和2所述的工藝路線制成的液體二氧化硫(SO2)，其特征在于，常溫下加適當壓力而制成，一般加不小于10個大氣壓，以不小于6-8個大氣壓為較佳，尤以不小于4個大氣壓為最佳。
5.按照權利要求1和2所述的工藝路線在制造多種副產品之前，其特征在于采用“二轉二吸”(二次轉化二次吸收)工藝，對二氧化硫(SO2↑)氣體進行水洗/酸洗和凈化或/和濃縮處理達到純度和濃度要求。使二氧化硫(SO2↑)氣體在煙氣排放量中可降低到30PPM，而硫(S)的利用率提高5％以上；并使二氧化硫(SO2↑)氣體的濃度以加熱方式(采用治煉銅的余熱制成的化工常規裝置)達到最佳濃度。
6.按照權利要求1和5所述的工藝路線，其特征在于使二氧化硫(SO2↑)氣體濃度一般在0.18-2％以上，以大于1.8％為較佳，尤以大于2％為最佳。
7.按照權利要求1和5所述的工藝路線，其特征在于二氧化硫(SO2↑)氣體的吸收量一般在75-80％以上，以80-90％以上為較佳，尤以90％以上為最佳。
8.按照權利要求1和2所述的工藝路線吸收/轉化二氧化硫(SO2↑)氣體并制造的多種副產品，其特征在于用濃縮到大于2％的二氧化硫(SO2↑)氣體代替硫磺(S)制造多種副產品，所需要的原料，采用常規設備和每種產品分別采用先進工藝來制造多種副產品，可降低成本約30％以上。
全文摘要
本發明是“一種吸收并轉化二氧化硫氣體的工藝路線”。本發明的工藝路線是將在工業產品,冶煉銅、用貧銅礦石或“廢”銅泥制造硫酸銅、制造硫酸等生產過程中,所排放出有污染的二氧化硫氣體,采用先進的吸收/轉化工藝并制造多種副產品。是當前環境保護技術領域中一種先進、工藝可行的綜合工藝路線。從而使排放煙氣中二氧化硫其含量可降低到30PPM,使環境污染得到很大改善;既有深遠社會效益又產生較高的經濟效益。
文檔編號B01D53/50GK1188022SQ97105028
公開日1998年7月22日 申請日期1997年1月16日 優先權日1997年1月16日
發明者楊再田 申請人:楊再田