許 斌，丁雙玉，紀(jì)昌磊

(河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南濟(jì)源 454650)

豫光鋅業(yè)硫酸尾氣脫硫技術(shù)改造

許 斌，丁雙玉，紀(jì)昌磊

(河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南濟(jì)源 454650)

分析對(duì)比治理硫酸尾氣SO2時(shí)采用的液態(tài)氫氧化鈉和工業(yè)過氧化氫2種吸收劑的反應(yīng)原理、工藝設(shè)備、處理效果及成本。介紹了將鈉堿法改為雙氧水法的改造措施、運(yùn)行優(yōu)勢(shì)和效果。從脫硫成本分析，采用工業(yè)過氧化氫具有明顯的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

硫酸尾氣 氫氧化鈉 過氧化氫 脫硫 技術(shù)改造

河南豫光鋅業(yè)有限公司(以下簡稱豫光鋅業(yè))有2條常規(guī)煉鋅生產(chǎn)裝置，配套2套硫酸系統(tǒng)。原采用鈉堿法脫硫工藝處理硫酸系統(tǒng)尾氣SO2，液體氫氧化鈉為吸收劑，脫硫副產(chǎn)品為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉。副產(chǎn)品部分出售，大部分進(jìn)入污酸處理系統(tǒng)進(jìn)行再處理，因而運(yùn)行費(fèi)用較高。2016年，豫光鋅業(yè)對(duì)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，采用雙氧水法脫硫工藝代替鈉堿法。

1 雙氧水法工藝流程

尾氣吸收改用雙氧水法后，尾吸循環(huán)液主要組分為稀硫酸[1-2]，循環(huán)吸收循環(huán)液因重力降落到塔底循環(huán)槽，再通過循環(huán)泵送至脫硫塔噴淋吸收層進(jìn)行循環(huán)吸收，循環(huán)吸收液吸收SO2后，酸濃逐步提升，當(dāng)尾吸循環(huán)液酸濃達(dá)到w(H2SO4)為5%～15%，由尾吸循環(huán)泵送至干吸工序儲(chǔ)槽用于干吸循環(huán)槽配酸。雙氧水法工藝流程見圖1。

制酸尾氣由原煙道進(jìn)入尾氣吸收塔，尾氣吸收系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，制酸尾氣由尾氣吸收塔入口進(jìn)入，在尾氣吸收塔內(nèi)與尾氣循環(huán)液逆向接觸，氣液兩相快速發(fā)生傳質(zhì)反應(yīng)，尾氣中SO2被充分吸收，向上經(jīng)尾氣吸收塔上部的捕沫器，捕沫器截留下煙氣中微小液滴，再經(jīng)尾氣電除霧器除霧后，由塔頂煙囪直接排放。

圖1 雙氧水法工藝流程

2 設(shè)備改造措施

將鈉堿法脫硫改為雙氧水法脫硫，尾氣吸收系統(tǒng)吸收方式不變，僅是吸收液發(fā)生變化，因此可以利用原有的尾氣吸收系統(tǒng)。但考慮到過氧化氫和氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)不同，豫光鋅業(yè)進(jìn)行一些局部改造。

1)大多數(shù)重金屬及其氧化物和鹽類均為活性催化劑，易導(dǎo)致過氧化氫加速分解。因此將原材質(zhì)為不銹鋼的尾氣吸收塔加水管道更換為鋼襯聚四氟乙烯材質(zhì)，拆除廢棄的不銹鋼加熱蒸汽管道。

2)將過氧化氫添加、輸送管道材質(zhì)由碳鋼更換為鋼襯聚四氟乙烯。

3)改用過氧化氫吸收尾氣后，尾氣吸收液組分主要為稀硫酸，由于稀硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，豫光鋅業(yè)將尾氣吸收塔中的各噴淋管道連接螺絲由普通碳鋼改為哈氏合金螺絲，各填料層的支撐由普通槽鋼更換為玻璃鋼槽鋼。

4)尾吸循環(huán)泵出口至干吸循環(huán)槽之間架設(shè)稀酸回用管道。

3 改造后的優(yōu)勢(shì)

改用雙氧水法脫除尾氣中SO2有以下優(yōu)勢(shì)：①流程短、脫硫效率高、費(fèi)用低；②易精確操作控制；③無結(jié)晶、不堵塔，阻力??；④尾氣吸收液可全部回收，無二次污染物產(chǎn)生。

4 運(yùn)行效果及成本分析

4.1 運(yùn)行效果

硫酸系統(tǒng)尾氣ρ(SO2)在1.0～1.2 g/m3，流量為8×104m3/h左右，壓力為1～2 kPa，在φ1.4 m管道內(nèi)尾氣流速約為15 m/s。

采用w(H2O2)為27.5%的過氧化氫溶液，稀釋到w(H2O2)為5%左右進(jìn)行尾氣吸收。吸收的尾氣ρ(SO2)均控制在200 mg/m3以下，經(jīng)脫硫系統(tǒng)處理后的硫酸系統(tǒng)尾氣ρ(SO2)為40～100 mg/m3。

4.2 成本分析

1)吸收劑成本。試驗(yàn)期間，w(H2O2)為27.5%，平均消耗量為134 t/月；若正常使用，氫氧化鈉平均消耗79 t/月，目前w(NaOH)為30%氫氧化鈉與w(H2O2)為27.5%的過氧化氫溶液市場價(jià)格分別為1 752元/t和1 154元/t。

2)硫酸回用效益。使用工業(yè)過氧化氫每天回用w(H2SO4)為10%的硫酸尾液25 m3；折合每天回用3 t的w(H2SO4)98%硫酸，w(H2SO4)98%硫酸目前市場銷售價(jià)格為160元/t。

3)節(jié)約電能。地溝泵每天可減少運(yùn)行3 h。

4)尾液處理。使用液態(tài)氫氧化鈉后，硫酸鈉排放量達(dá)50 m3/d，處理成本為7.43元/m3。

5)減少濾布成本產(chǎn)生的效益。采用工業(yè)過氧化氫期間，更換新750AB濾布200條/月、清洗750AB濾布720條/月、更換新621濾布450條/月；使用氫氧化鈉期間更換新750AB濾布100條/月、清洗750AB濾布550條/月、更換新621濾布200條/月。成本按新750AB濾布成本75元/條、清洗750AB濾布成本33元/條、新621濾布成本34元/條計(jì)。

豫光鋅業(yè)采用雙氧水法和鈉堿法的脫硫月成本對(duì)比見表1。

表1 豫光鋅業(yè)采用雙氧水法和鈉堿法的脫硫月成本對(duì)比

由表1可見：采用過氧化氫法吸收尾氣中的SO2比采用鈉堿法的運(yùn)行成本低31 395元/月。

5 結(jié)語

經(jīng)試驗(yàn)和成本分析，雖然使用不同吸收劑尾氣處理效果差別不大，但使用工業(yè)過氧化氫的成本較液態(tài)氫氧化鈉成本低31 395元/月，因而具有較好的運(yùn)行價(jià)值。

[1] 王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京：化工工業(yè)出版社，2012：73-74.

[2] 盧麗君.朱麗華.王國華，等.雙氧水氧化半干法脫硫灰中CaSO3的實(shí)驗(yàn)研究[J].武鋼技術(shù)，2014(4)：25-27.

Technical innovation for tail gas desulphurization

XUBin，DINGShuangyu，JIChanglei

(Henan Yuguang Zinc Industry Co.,Ltd., Jiyuan， Henan, 454650，China)

Reaction principles, process equipment, treatment effect and cost of sodium hydroxide and hydrogen peroxide two absorbents for treating sulphur dioxide in tail gas are analyzed and compared. Innovation measures of transforming natrium alkali method into hydrogen peroxide solution are described apart from operation advantages and effects. From the view point of desulphurization cost, hydrogen peroxide solution owns obvious feasibility and economy.

sulphuric acid tail gas；sodium hydroxide；hydrogen peroxide；desulphurization；technical innovation

2016-12-24。

許斌，男，河南豫光鋅業(yè)有限公司助理工程師，從事鋅冶金工藝技術(shù)管理工作。電話：15039170658；E-mail：340616551@qq.com。

TQ111.16

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1002-1507(2017)04-0050-02