一種無石膏渣脫硫系統及其工藝的制作方法
【專利摘要】一種無石膏渣脫硫系統及其工藝，涉及工業含二氧化硫煙氣處理的技術領域，它包括煙氣管道(1)、淋洗塔(2)、脫硫塔(3)、次氧化鋅漿液儲槽(4)、漿液泵(5)、工藝進水管(6)、脫硫循環泵(7)、排煙煙囪(8)和濾渣處理裝置，所述煙氣管道(1)與淋洗塔(2)的進氣口相通，脫硫塔(3)設有廢氣進氣口、濾液入口、工藝水入口、排煙口、濾液循環入口、濾液循環出口和排渣口，所述淋洗塔(2)的出氣口通過管道與脫硫塔(3)的廢氣進氣口相通；脫硫效率高，無二次污染，實現脫硫過程與冶煉工藝的無縫對接；裝置一次性投資較低，與相同規模、相同裝備水平的石灰石?石膏法相比高約20％一30％。
【專利說明】
一種無石膏渣脫硫系統及其工藝
技術領域
[0001]本發明涉及工業含二氧化硫煙氣處理的技術領域，具體涉及一種無石膏渣脫硫系統及其工藝。
【背景技術】
[0002]氧化鋅法脫硫是一種很好的煙氣脫硫方法。氧化鋅吸收劑可以利用鉛鋅冶煉過程產生的含氧化鋅煙塵、氧化鋅焙砂及鋅焙燒煙塵;其產物亞硫酸鋅可通過酸分解、作為冶煉過程中的還原劑而被重新利用，硫酸鋅溶液可返回鋅電解系統。該技術不存在原料來源和副產品處置困難的問題，也不存在原材料采購及產品運輸問題，簡化了脫硫裝置物料的管理、降低了運行成本。如此形成一個無新生固體、液體、氣體廢棄物，吸收劑來源于冶煉過程副產品，產生副產品完全返回冶煉過程，無二次污染，實現變廢為寶，脫硫過程與冶煉工藝無縫對接的污染防治循環經濟產業鏈，從而取代傳統工藝，實現徹底消滅石膏危廢渣的目標。
[0003]目前國內采用氧化鋅法多存在收下問題:a.應用較多的湍球吸收塔和復擋除霧器頻繁故障，難以維持正常運轉;b.吸收漿液的pH調節上不去，脫硫效率低，尾氣中S02濃度不達標;c.氧化鋅和亞硫酸鋅漿液容易在管路中沉積、引起堵塞，需拆卸管道、人工清理后才能再次開車。
【發明內容】
[0004]本發明的目的主要是為了解決上述技術問題，而提供一種無石膏渣脫硫系統及其工藝。
[0005]本發明一種無石膏渣脫硫系統，它包括煙氣管道、淋洗塔、脫硫塔、次氧化鋅漿液儲槽、漿液栗、工藝進水管、脫硫循環栗、排煙煙囪和濾渣處理裝置，所述煙氣管道與淋洗塔的進氣口相通，脫硫塔設有廢氣進氣口、濾液入口、工藝水入口、排煙口、濾液循環入口、濾液循環出口和排渣口，所述淋洗塔的出氣口通過管道與脫硫塔的廢氣進氣口相通，所述次氧化鋅漿液儲槽通過漿液栗和管道與脫硫塔的濾液入口相通，所述工藝進水管分別與淋洗塔和脫硫塔的工藝水入口相通，所述脫硫循環栗的入口和出口分別與脫硫塔的濾液循環出口和濾液循環入口相通，所述排煙煙囪與脫硫塔的排煙口相通，所述濾渣處理裝置的濾渣入口與脫硫塔的排渣口相通。
[0006]所述濾渣處理裝置包括亞硫酸鋅分解罐和硫酸鋅儲槽，所述亞硫酸鋅分解罐通過管道與脫硫塔的排渣口相通，所述硫酸鋅儲槽的入口通過管道與亞硫酸鋅分解罐的硫酸鋅出口相通。
[0007]它的工藝包括以下步驟:
[0008]①.含二氧化硫煙氣淋洗，含二氧化硫煙氣通過煙氣管道通入淋洗塔，淋洗塔的噴淋系統對含二氧化硫煙氣淋洗；
[0009]②.次氧化鋅漿化，次氧化鋅在次氧化鋅漿液儲槽中加水漿化成次氧化鋅漿液；
[0010]③.將步驟①經過噴淋的煙氣和步驟②的次氧化鋅漿液分別通入到脫硫塔中，次氧化鋅漿液通過脫硫循環栗不斷的循環栗入脫硫塔塔頂，對含二氧化硫煙氣進行脫硫，二氧化硫與次氧化鋅反應生成亞硫酸鋅；
[0011]④.步驟③生成的亞硫酸鋅進入到亞硫酸鋅分解罐進行分解，分解成硫酸鋅和二氧化硫；
[0012]⑤.步驟④中產生的硫酸鋅和二氧化硫進行分別收集存儲。
[0013]本發明優點是:脫硫效率高:采用氧化鋅法吸收脫硫，平均脫硫效率達到97%以上;裝置可兼有污酸利用的功能:可將制酸裝置的污酸送入吸收塔，利用煙氣帶來的熱量對污酸濃縮，利用污酸中的硫酸在塔內浸出氧化鋅，產出硫酸鋅溶液，排往鋅系統回收鋅;無二次污染:無新生固體、液體、氣體廢棄物，吸收劑來源于冶煉過程副產品，產生副產品完全返回冶煉過程，實現脫硫過程與冶煉工藝的無縫對接;裝置一次性投資較低，與相同規模、相同裝備水平的石灰石-石膏法相比高約20%-30%。運行成本較低，以脫除ltS02為基礎估算，硫酸尾氣脫硫裝置的脫硫劑成本約為600元/噸S02，與采用傳統典型的“石灰(石)-石膏”脫硫技術的相當；消耗能源的結構簡單，只需用工藝水、電，不需要蒸汽、循環水等。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明結構示意圖。
[0015]圖中:1、煙氣管道;2、淋洗塔;3、脫硫塔;4、次氧化鋅漿液儲槽;5、漿液栗;6、工藝進水管;7、脫硫循環栗;8、排煙煙囪；9、亞硫酸鋅分解罐;10、硫酸鋅儲槽。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發明一種無石膏渣脫硫系統，它包括煙氣管道1、淋洗塔2、脫硫塔3、次氧化鋅漿液儲槽4、漿液栗5、工藝進水管6、脫硫循環栗7、排煙煙囪8和濾渣處理裝置，所述煙氣管道I與淋洗塔2的進氣口相通，脫硫塔3設有廢氣進氣口、濾液入口、工藝水入口、排煙口、濾液循環入口、濾液循環出口和排渣口，所述淋洗塔2的出氣口通過管道與脫硫塔3的廢氣進氣口相通，所述次氧化鋅漿液儲槽4通過漿液栗5和管道與脫硫塔3的濾液入口相通，所述工藝進水管6分別與淋洗塔2和脫硫塔3的工藝水入口相通，所述脫硫循環栗7的入口和出口分別與脫硫塔3的濾液循環出口和濾液循環入口相通，所述排煙煙囪8與脫硫塔3的排煙口相通，所述濾渣處理裝置的濾渣入口與脫硫塔3的排渣口相通。
[0018]所述濾渣處理裝置包括亞硫酸鋅分解罐9和硫酸鋅儲槽10，所述亞硫酸鋅分解罐9通過管道與脫硫塔3的排渣口相通，所述硫酸鋅儲槽10的入口通過管道與亞硫酸鋅分解罐9的硫酸鋅出口相通。
[0019]它的工藝包括以下步驟:
[0020]①.含二氧化硫煙氣淋洗，含二氧化硫煙氣通過煙氣管道I通入淋洗塔2，淋洗塔2的噴淋系統對含二氧化硫煙氣淋洗；
[0021 ]②.次氧化鋅漿化，次氧化鋅在次氧化鋅漿液儲槽4中加水漿化成次氧化鋅漿液；
[0022]③.將步驟①經過噴淋的煙氣和步驟②的次氧化鋅漿液分別通入到脫硫塔3中，次氧化鋅漿液通過脫硫循環栗7不斷的循環栗入脫硫塔3塔頂，對含二氧化硫煙氣進行脫硫，二氧化硫與次氧化鋅反應生成亞硫酸鋅；
[0023]④.步驟③生成的亞硫酸鋅進入到亞硫酸鋅分解罐9進行分解，分解成硫酸鋅和二氧化硫；
[0024]⑤.步驟④中產生的硫酸鋅和二氧化硫進行分別收集存儲。
[0025]工作方式及原理:次氧化鋅煙氣脫硫工藝是利用次氧化鋅作為吸收劑，次氧化鋅加水調成漿液，通過噴淋塔，逆向與煙氣接觸，次氧化鋅與SO2反應生成亞硫酸鋅，從而實現硫的固定;亞硫酸鋅通過氧化、酸分解、熱分解等處理方式，轉化為硫酸鋅和S02，并分別返回電解鋅、硫酸生產系統回收制成鋅錠和工業硫酸，實現資源的循環利用。本工藝使用低廉的次氧化鋅粉為吸收劑，產生出易于回收利用的亞硫酸鋅，治理過程中不產生任何固體廢棄物，并充分利用煙氣中的二氧化硫來生產硫酸，是一條理想的低濃度SO2煙氣治理途徑。
[0026]氧化鋅漿液吸收SO2的過程，首先是煙氣中的SO2通過氣液傳質進入液相，后通過液相主體及液膜的傳遞過程，與氧化鋅漿液中懸浮的氧化鋅顆粒接觸反應生成亞硫酸鋅，然后溶解生成亞硫酸氫鋅等，其中主要的化學反應如下:
[0027]Zn0+S02+2H20 = ZnSO3.2H20 (I)
[0028]Zn0+2S02+H20 = Zn (HSO3) 2 (2)
[0029]ZnS03+S02+H20 = Zn (HSO3) 2 (3)
[0030]Zn(HSO3)2+Zn0+3H20 = 2(ZnSO3.2H20) (4)
[0031]ZnS03+H2S04 = ZnS04+S02+H20 (5)
[0032]在上述過程中，氧化鋅是以固體形式與溶解于水中的SO2反應，因此氧化鋅吸收SO2是“氣-液-固”3相反應過程，在SO2吸收初期，上述反應(I)和反應(2)均存在。隨著反應的進行，懸浮液吸收SO2達到飽和，溶液pH值逐步降下降，SO2吸收率下降，這是由于固相中的氧化鋅完全反應生成亞硫酸鋅，SO2吸收主要由反應(2)來完成。同時，部分亞硫酸鋅開始被O2氧化生成硫酸鋅。生成的亞硫酸鋅通過酸分解反應(5)，轉化為硫酸鋅和SO2，硫酸鋅溶液作為冶煉中間產品出售給電解鋅生產企業，二氧化硫濃度較高，通過制酸系統生產硫酸，所產生的廢液經除氟、氯后循環利用。
[0033]通過測試及分析，SO2水溶液與氧化鋅反應的活化能與Ca(OH)2和SO2反應的活化能接近，氧化鋅脫硫效率與石灰法脫硫效率接近。
[0034]在鋅冶煉系統中，氧化鋅粉塵經硫酸浸出后才能生成硫酸鋅，硫酸鋅再被送到鋅電解車間生產金屬鋅。可見，本項目采用先進的氧化鋅脫硫工藝得到亞硫酸鋅產品，煙氣中的二氧化硫用于生產硫酸，硫酸再與亞硫酸鋅反應，使亞硫酸鋅變為了硫酸鋅和二氧化硫，從而在減排煙氣中的二氧化硫的同時使硫資源得以回收，節省了冶煉中所需的硫酸。本項目采用氧化鋅吸收法替代石灰吸收法，形成一個無新生固體、液體、氣體廢棄物，并且氧化鋅吸收劑來源于冶煉過程副產品，產生副產品完全返回冶煉過程，無二次污染，變廢為寶，脫硫過程與冶煉工藝無縫對接的污染防治循環經濟產業鏈。從而取代傳統石灰法脫硫工藝，實現含重金屬和硫工業廢氣資源化利用。
【主權項】
1.一種無石膏渣脫硫系統，其特征在于它包括煙氣管道(I)、淋洗塔(2)、脫硫塔(3)、次氧化鋅漿液儲槽(4)、漿液栗(5)、工藝進水管(6)、脫硫循環栗(7)、排煙煙囪(8)和濾渣處理裝置，所述煙氣管道(I)與淋洗塔(2)的進氣口相通，脫硫塔(3)設有廢氣進氣口、濾液入口、工藝水入口、排煙口、濾液循環入口、濾液循環出口和排渣口，所述淋洗塔(2)的出氣口通過管道與脫硫塔(3)的廢氣進氣口相通，所述次氧化鋅漿液儲槽(4)通過漿液栗(5)和管道與脫硫塔(3)的濾液入口相通，所述工藝進水管(6)分別與淋洗塔(2)和脫硫塔(3)的工藝水入口相通，所述脫硫循環栗(7)的入口和出口分別與脫硫塔(3)的濾液循環出口和濾液循環入口相通，所述排煙煙囪(8)與脫硫塔(3)的排煙口相通，所述濾渣處理裝置的濾渣入口與脫硫塔(3)的排渣口相通。2.根據權利要求1所述的一種無石膏渣脫硫系統，其特征在于所述濾渣處理裝置包括亞硫酸鋅分解罐(9)和硫酸鋅儲槽(10)，所述亞硫酸鋅分解罐(9)通過管道與脫硫塔(3)的排渣口相通，所述硫酸鋅儲槽(10)的入口通過管道與亞硫酸鋅分解罐(9)的硫酸鋅出口相通。3.根據權利要求1或2所述的一種無石膏渣脫硫系統，其特征在于它的工藝包括以下步驟: ①.含二氧化硫煙氣淋洗，含二氧化硫煙氣通過煙氣管道(I)通入淋洗塔(2)，淋洗塔(2)的噴淋系統對含二氧化硫煙氣淋洗； ②.次氧化鋅漿化，次氧化鋅在次氧化鋅漿液儲槽(4)中加水漿化成次氧化鋅漿液； ③.將步驟①經過噴淋的煙氣和步驟②的次氧化鋅漿液分別通入到脫硫塔(3)中，次氧化鋅漿液通過脫硫循環栗(7)不斷的循環栗入脫硫塔(3)塔頂，對含二氧化硫煙氣進行脫硫，二氧化硫與次氧化鋅反應生成亞硫酸鋅； ④.步驟③生成的亞硫酸鋅進入到亞硫酸鋅分解罐(9)進行分解，分解成硫酸鋅和二氧化硫； ⑤.步驟④中產生的硫酸鋅和二氧化硫進行分別收集存儲。
【文檔編號】B01D53/96GK105879647SQ201610019635
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】韋建初, 周林, 潘善業, 王志權
【申請人】韋建初