劉　斌

(黑龍江倍豐農(nóng)資集團(tuán)愛農(nóng)公司 , 黑龍江 哈爾濱　150020)

硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)改造

劉斌

(黑龍江倍豐農(nóng)資集團(tuán)愛農(nóng)公司 , 黑龍江 哈爾濱150020)

摘要：硫酸裝置SO2尾氣洗滌技術(shù)有著成本高、洗滌效率低及造成二次污染的缺點(diǎn),因此對(duì)該項(xiàng)目尾氣處理技術(shù)和設(shè)備按照國標(biāo)進(jìn)行改造,進(jìn)而取得了良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：硫酸 ； 尾氣洗滌技術(shù) ； 脫硫工藝 ； 改造

某公司有年產(chǎn)30萬t硫酸裝置,制酸后含SO21 600 mg/m3的尾氣用30%氫氧化鈉溶液進(jìn)行洗滌,存在著成本高、洗滌效率低的弊端,而且洗滌后的溶液直接排放到污水處理站造成了二次污染。根據(jù)新的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 26132-2010《硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》)要求,2013年10月1日起所有硫酸企業(yè)SO2將統(tǒng)一執(zhí)行400 mg/m3、發(fā)達(dá)地區(qū)執(zhí)行200 mg/m3的排放限值。公司原有洗滌設(shè)備及工藝已不能滿足新國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,故決定對(duì)尾氣處理工藝及設(shè)備進(jìn)行改造。

1脫硫工藝對(duì)比及工藝選擇

硫酸工業(yè)尾氣脫硫方法主要有活性炭法、新型催化劑法、超重力法、雙堿法、氨法、鈉堿法等。針對(duì)30萬t/a硫酸裝置處理SO21 600 mg/m3的煙氣,選擇了四種尾氣脫硫工藝進(jìn)行綜合比較,見表1。

表1　四種尾氣脫硫工藝方法比較

前三種硫脫方法普遍存在投資大、運(yùn)行成本高,生成物難以利用等問題。通過對(duì)以上幾種脫硫方法的對(duì)比分析和論證,該公司采用了過氧化氫法脫除硫酸尾氣中二氧化硫的工藝技術(shù)。

2過氧化氫法脫硫技術(shù)

2.1　基本原理

將過氧化氫溶液加入到吸收塔中,使其與含SO2的尾氣接觸,利用過氧化氫強(qiáng)氧化性將SO2氧化為硫酸。

過氧化氫法脫硫工藝的基本原理雖然簡(jiǎn)單,但是實(shí)際應(yīng)用到硫酸生產(chǎn)中,要充分滿足4個(gè)基本條件：①要具備高吸收效率；②要回收全部副產(chǎn)物稀硫酸；③不能產(chǎn)生新的“三廢”產(chǎn)物；④經(jīng)濟(jì)上是可行的。

2.2　工藝流程及主體設(shè)備

尾氣脫硫工藝流程示意如圖1所示。

圖1　過氧化氫尾氣脫硫工藝流程示意圖

將購入的27.5%濃度工業(yè)級(jí)雙氧水加水添加穩(wěn)定劑并稀釋到8.5%濃度(稀釋的目的是提高雙氧水的使用安全性)在儲(chǔ)罐中臨時(shí)存儲(chǔ),再由雙氧水泵連續(xù)補(bǔ)充至脫硫塔。硫酸尾氣從脫硫塔下部進(jìn)入,經(jīng)噴淋吸收段與過氧化氫溶液接觸,進(jìn)行吸收脫硫反應(yīng)并生成硫酸；脫硫后煙氣經(jīng)塔上部除霧沫段脫除霧沫后排放,吸收產(chǎn)生的稀酸輸送至硫酸系統(tǒng)干吸循環(huán)酸槽。通過計(jì)量泵向吸收塔內(nèi)計(jì)量補(bǔ)充吸收劑過氧化氫溶液,以補(bǔ)充其消耗損失。這樣就構(gòu)成了連續(xù)循環(huán)吸收、連續(xù)精確計(jì)量添加吸收劑、連續(xù)返回稀硫酸的尾氣處理系統(tǒng)。

脫硫塔塔型為噴淋空塔,內(nèi)部設(shè)一層絲網(wǎng)除霧層。該塔型可有效提高對(duì)SO2吸收率,降低系統(tǒng)阻力,減小能耗?？账\(yùn)行穩(wěn)定可靠,故障率低,同時(shí)維護(hù)方便。脫硫塔采用玻璃鋼制作,有良好的防腐性能。脫硫塔設(shè)一個(gè)煙氣進(jìn)口、三個(gè)噴淋液入口、一個(gè)工藝水入口、一個(gè)溢流口、并設(shè)有若干人孔。

該裝置正常運(yùn)行操作時(shí),僅需保證吸收塔的液位、周期性協(xié)調(diào)向過氧化氫溶液儲(chǔ)槽內(nèi)補(bǔ)充的吸收劑、監(jiān)管1臺(tái)吸收循環(huán)泵及1臺(tái)計(jì)量泵的運(yùn)行即可,崗位操作由干吸崗位人員監(jiān)管,無需另增加人員。

2.3　運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益

過氧化氫尾氣脫硫裝置在該公司30萬t/a制酸系統(tǒng)運(yùn)行12個(gè)月以來收到了良好的效果,脫硫后排放SO2濃度小于20 mg/m3,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值。各項(xiàng)消耗指標(biāo)見表2。

如表2所示,生產(chǎn)1 t 98%硫酸運(yùn)行成本為6.73元。年產(chǎn)30萬t 98%硫酸共需費(fèi)用202萬元。回收25%硫酸5 500 t,按80元/t計(jì)算,計(jì)44萬元?？鄢擁?xiàng)費(fèi)用,過氧化氫脫硫裝置年運(yùn)行成本為158萬元。

表2　過氧化氫脫硫運(yùn)行費(fèi)用明細(xì)表

原裝置采用30%氫氧化鈉溶液洗滌尾氣,洗滌液直接排放至污水站。年消耗氫氧化鈉1 650 t,按每噸3 000元計(jì),消耗費(fèi)用為495萬元。改造后每年可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用337萬元。

2.4　工藝特點(diǎn)

總結(jié)實(shí)際應(yīng)用情況,使用過氧化氫尾氣脫硫工藝具有以下特點(diǎn)：①脫硫裝置高效、方便,過氧化氫尾氣脫硫活性強(qiáng)、反應(yīng)速率快,二氧化硫的排放限值小于20 mg/m3,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26132-2010規(guī)定的限值。②采用單塔設(shè)計(jì),吸收反應(yīng)和副產(chǎn)品的回收均在一個(gè)塔內(nèi),配套設(shè)備少而精,流程簡(jiǎn)短,控制簡(jiǎn)便,可操作性強(qiáng),無需額外增加操作人員,有效節(jié)約投資成本、運(yùn)行成本和占地空間。③脫硫副產(chǎn)品為稀硫酸,不存在結(jié)晶堵塔等問題,吸收塔為大開孔率填料塔或空塔,系統(tǒng)阻力小(不超過1000 Pa),節(jié)省主鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗。④根據(jù)吸收前后二氧化硫濃度,采用計(jì)量控制系統(tǒng)精確的控制過氧化氫吸收劑的加入量,在保證脫硫效果的同時(shí),降低了運(yùn)行成本。⑤系統(tǒng)產(chǎn)生的稀硫酸直接返回至硫酸系統(tǒng)干吸工序用于調(diào)節(jié)干燥及吸收酸濃度,副產(chǎn)品不需二次加工,回收成本大大降低。⑥整個(gè)生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生新的三廢產(chǎn)物,無二次污染,屬典型的清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)。⑦該工藝的缺點(diǎn)：過氧化氫具有很強(qiáng)的氧化性,長(zhǎng)途運(yùn)輸具有一定危險(xiǎn)性,需就近采購；另外雙氧水具有熱不穩(wěn)定性,溫度過高時(shí)可發(fā)生分解產(chǎn)生氧氣并放熱,導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力增大,溫度上升,嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生爆炸,因此雙氧水儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置壓力安全閥,保護(hù)儲(chǔ)罐安全。

3結(jié)束語

該公司選用新工藝對(duì)裝置進(jìn)行了改造。新工藝處理硫酸尾氣產(chǎn)生的稀硫酸可以全部回收使用,沒有新的三廢生成。脫硫效果顯著,尾氣排放量小于20 mg/m3,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)的限值,改造取得了很好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益,獲得了圓滿成功。

作者簡(jiǎn)介：劉斌(1977-),男,碩士,高級(jí)工程師,從事化工設(shè)備管理工作,電話：15956060205。

收稿日期：2015-04-07

中圖分類號(hào)：TQ111.19

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2015)07-0034-02