一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。該裝置脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口，脫硫塔體內(nèi)部設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層，最頂端的過氧化氫溶液噴淋層上設(shè)有充填有活性炭的固定床，充填有活性炭的固定床上設(shè)有稀硫酸噴淋層，充填有活性炭的固定床和稀硫酸噴淋層為一組，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口，過氧化氫溶液噴淋層依次通過泵和閥門順次連接雙氧水儲存槽、雙氧水調(diào)配槽，稀硫酸噴淋層通過泵和閥門連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池上部，酸性溶液沉積池底部通過泵和閥門順次連接再生池和成品酸槽。該裝置能將冶煉系統(tǒng)的煙氣中脫硫后生成硫酸。該裝置實現(xiàn)了冶煉煙氣中二氧化硫資源化利用。
【專利說明】
一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]硫酸是重要的化學(xué)用品，廣泛應(yīng)用于肥料、藥物、化學(xué)品、洗滌劑、水處理等產(chǎn)品生產(chǎn)。截至2014年底，中國硫酸產(chǎn)能達到123Mt/a。目前，硫酸生產(chǎn)主要有3種原料:硫磺制酸、 硫鐵礦制酸和冶煉煙氣制酸，分別占硫酸總產(chǎn)量的45%、25%和30%。
[0003]有色金屬冶煉煙氣中含有大量的二氧化硫，直接排放會對大氣造成嚴(yán)重污染，造成自然生態(tài)毀滅性的失衡，也是對硫資源的浪費。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對有色金屬的需求猛增，按照綠色環(huán)保的宗旨，對有色金屬冶煉煙氣的治理就顯得尤為重要，其中冶煉煙氣制酸是對冶煉煙氣中二氧化硫回收利用的主要手段。利用冶煉煙氣制酸不僅能夠有效的減少污染性氣體的排放使其資源化利用，而且在制酸領(lǐng)域產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。
[0004]針對不同濃度S〇2有色冶煉煙氣，處理方法不盡相同。對于S〇2濃度在3.5%以上的煙氣采用一轉(zhuǎn)一吸法制酸;對于S02濃度在7%?12%的冶煉煙氣，主要采用傳統(tǒng)的接觸法制酸， 比如兩轉(zhuǎn)兩吸技術(shù)，從煙氣中回收S〇2生成H2SO4;對于S〇2在20%以上的富氧冶煉煙氣采用三轉(zhuǎn)三吸技術(shù);傳統(tǒng)接觸法制酸工藝復(fù)雜，且成本較高。冶煉煙氣的不穩(wěn)定性也使得冶煉煙氣制酸受到一定的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本實用新型提供一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置。該裝置實現(xiàn)了冶煉煙氣中二氧化硫的資源化利用，本實用新型技術(shù)方案通過以下實現(xiàn)。
[0006]—種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，包括脫硫塔體、冶煉煙氣入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸噴淋層3、尾氣出口 4、過氧化氫溶液噴淋層5、雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和閥門14,所述脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口 1，冶煉煙氣入口 1上方脫硫塔體內(nèi)部設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層5，最頂端的過氧化氫溶液噴淋層5上設(shè)有充填有活性炭的固定床2，充填有活性炭的固定床2上設(shè)有稀硫酸噴淋層3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸噴淋層3為一組，具體的組數(shù)根據(jù)情況而定，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口 4，過氧化氫溶液噴淋層5依次通過栗13和閥門14順次連接雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7,稀硫酸噴淋層3通過栗13和閥門14連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池上部，酸性溶液沉積池底部通過栗13和閥門14順次連接再生池和成品酸槽 12。
[0007]所述充填有活性炭的固定床2采用雙床層。
[0008]上述利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置應(yīng)用方法，其具體步驟如下:
[0009] (1)首先將冶煉系統(tǒng)的煙氣經(jīng)除塵凈化換熱降溫至溫度為85°C以下，然后從冶煉煙氣入口 1進入到脫硫塔體中，過氧化氫溶液噴淋層5中噴淋的過氧化氫溶液為市售過氧化氫溶液稀釋所得，其濃度為27.5wt%以下，單層過氧化氫溶液噴淋層的噴淋量依其濃度及煙氣流量和濃度而調(diào)整，從而煙氣中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉積到酸性溶液沉積池中；
[0010](2)經(jīng)步驟(1)處理而未被過氧化氫溶液的煙氣上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，經(jīng)催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與稀硫酸噴淋層3中噴出的含有過氧化氫、濃度為52.2wt%以下的稀硫酸混合生成硫酸沉積到酸性溶液沉積池中，單層稀硫酸噴淋層(3)噴淋量根據(jù)實際生產(chǎn)而調(diào)整；
[0011](3)將步驟(1)和(2)得到的沉積到酸性溶液沉積池中硫酸通過栗13和閥門14進入到再生池中，最后存儲到成品酸槽12。[0〇12]所述步驟(1)中冶煉系統(tǒng)的煙氣中二氧化硫含量為50000mg/m3?800000mg/m3，控制冶煉系統(tǒng)的煙氣的流量為50000?200000m 3/h。[〇〇13]本實用新型的反應(yīng)原理如下:
[0014]①過氧化氫溶液噴淋吸收段內(nèi)發(fā)生反應(yīng):
[0015]H2〇2+S〇2^H2S〇4
[0016]過氧化氫溶液中的H2O2與煙氣中的S〇2反應(yīng)生成H2SO4,從而達到二氧化硫的處理。
[0017]②充填有活性炭的固定床層內(nèi)的反應(yīng):
[0018]S〇2(g)—S〇2*
[0019]〇2(g)—〇2*
[0020]H2〇(g)—H2〇*
[0021]S〇2*+ 〇2*—S03*
[0022]S〇3*+H20*^H2S〇4*[〇〇23]式中含*的代表吸附態(tài)。[〇〇24]當(dāng)冶煉系統(tǒng)的煙氣中S02通過物理吸附到達活性炭表面上時，由于活性炭表面具有催化作用，會把s〇2氧化成S〇3，而當(dāng)遇到稀硫酸中的水時就會變成H2S〇4,從而利于這個吸附反應(yīng)連續(xù)的除去s〇2。催化反應(yīng)生成的硫酸富集在活性炭的炭基孔隙中，當(dāng)脫硫一段時間后孔隙中的硫酸達到飽和后用再生液沖洗出硫酸，活性炭再生脫硫能力得到恢復(fù)。
[0025]本實用新型的有益效果是:本實用新型能夠有效利用冶煉煙氣中的S02制取 H2S〇4 ;本實用新型可以根據(jù)調(diào)節(jié)過氧化氫溶液的濃度以及噴淋層數(shù)來處理不同濃度的二氧化硫煙氣，適應(yīng)范圍廣;活性炭可再生，吸收液循環(huán)利用;無二次污染符合環(huán)保發(fā)展趨勢?！靖綀D說明】
[0026]圖1是本實用新型工藝流程圖。
[0027]圖中:1_冶煉煙氣入口，2-充填有活性炭的固定床，3-稀硫酸噴淋層，4-尾氣出口， 5-過氧化氫溶液噴淋層，6-雙氧水儲存槽，7-雙氧水調(diào)配槽，8-稀酸循環(huán)栗，9-再生池I，10-再生池n，11 -成品酸栗，12-成品酸槽，13-栗，14-閥門?！揪唧w實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明。
[0029]實施例1
[0030]如圖1所示，該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，包括脫硫塔體、冶煉煙氣入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸噴淋層3、尾氣出口 4、過氧化氫溶液噴淋層 5、雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13(包括稀酸循環(huán)栗8、成品酸栗 11以及其它栗)和閥門14，所述脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口 1，冶煉煙氣入口 1上方脫硫塔體內(nèi)部設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層5,最頂端的過氧化氫溶液噴淋層5上設(shè)有充填有活性炭的固定床2，充填有活性炭的固定床2上設(shè)有稀硫酸噴淋層3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸噴淋層3為一組，本裝置中設(shè)有兩組，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口 4,過氧化氫溶液噴淋層5依次通過栗13和閥門14順次連接雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7,稀硫酸噴淋層3通過栗13(稀酸循環(huán)栗8)和閥門14連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池上部，酸性溶液沉積池底部通過栗13(成品酸栗11)和閥門14順次連接再生池和成品酸槽12。其中充填有活性炭的固定床2采用雙床層。
[0031]該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置應(yīng)用方法，其具體步驟如下:[〇〇32](1)首先將冶煉系統(tǒng)的煙氣經(jīng)除塵凈化換熱降溫至溫度為85°C以下，然后從冶煉煙氣入口 1進入到脫硫塔體中，過氧化氫溶液噴淋層5中噴淋出濃度為3wt%的過氧化氫溶液，控制單層過氧化氫溶液噴淋層的噴淋量為120m 3/h，從而煙氣中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉積到酸性溶液沉積池中；其中冶煉系統(tǒng)的煙氣中二氧化硫含量為200000mg/m3， 控制冶煉系統(tǒng)的煙氣的流量為l〇〇〇〇〇m3/h;經(jīng)過此段二氧化硫處理量達到99.6%;[〇〇33](2)經(jīng)步驟(1)處理而未被過氧化氫溶液的煙氣上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，經(jīng)催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與稀硫酸噴淋層3中噴出的含有過氧化氫、濃度為8.lwt%的稀硫酸(含有過氧化氫稀硫酸從酸性溶液沉積池上部通過稀酸循環(huán)栗8連通稀硫酸噴淋層3)混合生成硫酸沉積到酸性溶液沉積池中，其中控制單層稀硫酸噴淋層3噴淋量為30m 3/h;使得該部分的脫硫率達到80%，脫硫后尾氣中S02濃度為160mg/m3， 低于國家標(biāo)準(zhǔn)400mg/m3;[〇〇34](3)將步驟(1)和(2)得到的沉積到酸性溶液沉積池中硫酸通過栗13和閥門14進入到再生池(再生池的作用是循環(huán)利用生成的硫酸，提高硫酸濃度)中，最后存儲到成品酸槽 12。
[0035]實施例2
[0036]該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，包括脫硫塔體、冶煉煙氣入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸噴淋層3、尾氣出口 4、過氧化氫溶液噴淋層5、雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和閥門14,所述脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口 1，冶煉煙氣入口 1上方脫硫塔體內(nèi)部設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層5，最頂端的過氧化氫溶液噴淋層5上設(shè)有充填有活性炭的固定床2,充填有活性炭的固定床2上設(shè)有稀硫酸噴淋層3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸噴淋層3為一組，具體的組數(shù)根據(jù)情況而定，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口 4,過氧化氫溶液噴淋層5依次通過栗13和閥門14順次連接雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7,稀硫酸噴淋層3通過栗13和閥門14連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池上部，酸性溶液沉積池底部通過栗13和閥門14順次連接再生池和成品酸槽12。
[0037]該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置應(yīng)用方法，其具體步驟如下:[〇〇38](1)首先將冶煉系統(tǒng)的煙氣經(jīng)除塵凈化換熱降溫至溫度為85°C以下，然后從冶煉煙氣入口 1進入到脫硫塔體中，過氧化氫溶液噴淋層5中噴淋出濃度為7wt%的過氧化氫溶液，控制單層過氧化氫溶液噴淋層的噴淋量為200m 3/h，從而煙氣中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉積到酸性溶液沉積池中；其中冶煉系統(tǒng)的煙氣中二氧化硫含量為800000mg/m3， 控制冶煉系統(tǒng)的煙氣的流量為200000m 3/h;經(jīng)過此段二氧化硫處理量達到99.7%;[〇〇39] (2)經(jīng)步驟(1)處理而未被過氧化氫溶液的煙氣上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，經(jīng)催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與稀硫酸噴淋層3中噴出的含有過氧化氫、濃度為17.7wt%的稀硫酸混合生成硫酸沉積到酸性溶液沉積池中，其中控制單層稀硫酸噴淋層3噴淋量為35m 3/h;使得該部分的脫硫率達到90%，脫硫后尾氣中S02濃度為 320mg/m3，低于國家標(biāo)準(zhǔn)400mg/m3;
[0040] (3)將步驟(1)和(2)得到的沉積到酸性溶液沉積池中硫酸通過栗13和閥門14進入到再生池(再生池的作用是循環(huán)利用生成的硫酸，提高硫酸濃度)中，最后存儲到成品酸槽 12。[〇〇41 ] 實施例3
[0042]該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，包括脫硫塔體、冶煉煙氣入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸噴淋層3、尾氣出口 4、過氧化氫溶液噴淋層5、雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和閥門14,所述脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口 1，冶煉煙氣入口 1上方脫硫塔體內(nèi)部設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層5，最頂端的過氧化氫溶液噴淋層5上設(shè)有充填有活性炭的固定床2,充填有活性炭的固定床2上設(shè)有稀硫酸噴淋層3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸噴淋層3為一組，具體的組數(shù)根據(jù)情況而定，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口 4,過氧化氫溶液噴淋層5依次通過栗13和閥門14順次連接雙氧水儲存槽6、雙氧水調(diào)配槽7,稀硫酸噴淋層3通過栗13和閥門14連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池上部，酸性溶液沉積池底部通過栗13和閥門14順次連接再生池和成品酸槽12。
[0043]該利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置應(yīng)用方法，其具體步驟如下:
[0044] (1)首先將冶煉系統(tǒng)的煙氣經(jīng)除塵凈化換熱降溫至溫度為85°C以下，然后從冶煉煙氣入口 1進入到脫硫塔體中，過氧化氫溶液噴淋層5中噴淋出濃度為27.5wt%的過氧化氫溶液，控制單層過氧化氫溶液噴淋層的噴淋量為l〇〇m 3/h，從而煙氣中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉積到酸性溶液沉積池中；其中冶煉系統(tǒng)的煙氣中二氧化硫含量為50000mg/m3， 控制冶煉系統(tǒng)的煙氣的流量為50000m 3/h;經(jīng)過此段二氧化硫處理量達到99.7%;[〇〇45] (2)經(jīng)步驟(1)處理而未被過氧化氫溶液的煙氣上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，經(jīng)催化氧化反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與稀硫酸噴淋層3中噴出的含有過氧化氫、濃度為52.2wt%的稀硫酸混合生成硫酸沉積到酸性溶液沉積池中，其中控制單層稀硫酸噴淋層3噴淋量為20m 3/h;使得該部分的脫硫率達到70%，脫硫后尾氣中S02濃度為 120mg/m3，低于國家標(biāo)準(zhǔn)400mg/m3;[〇〇46] (3)將步驟(1)和(2)得到的沉積到酸性溶液沉積池中硫酸通過栗13和閥門14進入到再生池(再生池的作用是循環(huán)利用生成的硫酸，提高硫酸濃度)中，最后存儲到成品酸槽 12。[〇〇47]以上結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，其特征在于:包括脫硫塔體、冶 煉煙氣入口( 1)、充填有活性炭的固定床(2 )、稀硫酸噴淋層(3 )、尾氣出口( 4)、過氧化氫溶 液噴淋層(5 )、雙氧水儲存槽(6 )、雙氧水調(diào)配槽(7 )、再生池、成品酸槽(12 )、栗(13 )和閥門 (14)，所述脫硫塔體下部一側(cè)設(shè)有冶煉煙氣入口( 1 )，冶煉煙氣入口( 1)上方脫硫塔體內(nèi)部 設(shè)有若干層過氧化氫溶液噴淋層(5)，最頂端的過氧化氫溶液噴淋層(5)上設(shè)有充填有活性 炭的固定床(2)，充填有活性炭的固定床(2)上設(shè)有稀硫酸噴淋層(3)，充填有活性炭的固定 床(2)和稀硫酸噴淋層(3)為一組，具體的組數(shù)根據(jù)情況而定，脫硫塔體頂部設(shè)有尾氣出口 (4 )，過氧化氫溶液噴淋層(5 )依次通過栗(13 )和閥門(14 )順次連接雙氧水儲存槽(6 )、雙氧 水調(diào)配槽(7)，稀硫酸噴淋層(3)通過栗(13)和閥門(14)連接脫硫塔體中的酸性溶液沉積池 上部，酸性溶液沉積池底部通過栗(13)和閥門(14)順次連接再生池和成品酸槽(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用過氧化氫與活性炭對冶煉煙氣制酸的裝置，其特征在于: 所述充填有活性炭的固定床(2)采用雙床層。
【文檔編號】C01B17/80GK205575642SQ201620170310
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月7日
【發(fā)明人】王 華, 邢艷彬, 鄭敏, 翟康, 程鵬澤, 李孔齋, 祝星, 魏永剛, 施從志, 曾良鵬
【申請人】昆明理工大學(xué)