一種含硫廢氣的脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種含硫廢氣的脫硫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的煤燃燒、硫酸生產(chǎn)、有色冶煉等工業(yè)過程產(chǎn)生的廢氣中均含有二氧化硫，含硫廢氣的脫硫方法有多種，氨法脫硫是其中比較重要和常用的一種。氨法脫硫是采用氨吸收廢氣中的二氧化硫，生成亞銨溶液(為亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的混合物，簡(jiǎn)稱亞銨溶液)的脫硫方法。亞銨溶液后續(xù)有許多不同的處理方法，可制成亞硫酸銨、硫酸銨或酸解再生生成二氧化硫氣體等。其中制成亞硫酸銨或硫酸銨產(chǎn)品，投資太大，用濕法磷酸酸解亞銨溶液可生成二氧化硫氣體和磷酸一銨溶液，酸解再生的二氧化硫氣體可去硫酸裝置回收利用，磷酸一銨溶液可去磷銨裝置回收利用。
[0003]1999年《硫酸工業(yè)》第5期，李偉、肖文德等發(fā)表《磷酸酸解亞硫酸銨生產(chǎn)磷銨和二氧化硫的研究》。2000年《磷肥與復(fù)肥》第2期，李偉、肖文德等發(fā)表《磷銨廠一轉(zhuǎn)一吸硫酸生產(chǎn)改造的新工藝》。2001年，肖文德等編著《二氧化硫脫除與回收》專著，由化學(xué)工業(yè)出版社出版。上述技術(shù)資料介紹的工藝流程為:硫酸尾氣用氨吸收，吸收液用磷酸酸解，酸解液用空氣進(jìn)行解吸，釋放出二氧化硫。磷銨料漿返回磷銨生產(chǎn)，二氧化硫氣體返回硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)。其使用的酸解設(shè)備為兩級(jí)動(dòng)力波酸解槽。上述現(xiàn)有的工藝技術(shù)的缺點(diǎn)為:①濕法磷酸酸解出的二氧化硫氣體含有400?1600mg/m3濃度的氟化物(主要為SiF 4與HF)，若直接去硫酸裝置，氟化物會(huì)腐蝕催化劑。硫酸裝置轉(zhuǎn)化工段催化劑要求進(jìn)轉(zhuǎn)化器的氣體中F ( 2mg/m3;②酸解再生效果不理想，酸解再生后得到的磷銨料漿中的亞硫酸根以SO 2表示的殘存量為1.0?2.0g/L，在磷銨加工過程中這部分殘存的亞硫酸根會(huì)釋放出SO2，污染環(huán)境；③現(xiàn)有技術(shù)的酸解過程中酸解生成的為磷銨料漿，為固液混合物，容易結(jié)垢，堵塞設(shè)備和管道；④裝置投資大，運(yùn)行費(fèi)高。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01010238635.7的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了一種含硫氣體氨法脫硫制備肥料級(jí)磷銨的方法，其工藝流程為:采用四個(gè)塔吸收氣體中的SO2，吸收劑為水、氨或亞硫酸銨溶液，二段吸收液得到的亞硫酸氫銨溶液用磷酸在酸解槽內(nèi)進(jìn)行酸解，生成磷酸一銨溶液，并放出氣體二氧化硫，磷酸一銨溶液經(jīng)脫水、結(jié)晶、干燥制成磷酸一銨產(chǎn)品，二氧化硫氣體經(jīng)冷凝、除沫后去硫酸裝置的干燥工序。此技術(shù)的缺點(diǎn)為:①采用四個(gè)塔進(jìn)行吸收，工藝流程太長(zhǎng)，投資大，運(yùn)行費(fèi)高；②由于采用四段脫硫，廢氣系統(tǒng)阻力大，需增加風(fēng)機(jī)，既增加投資，也增加電耗；③酸解出的二氧化硫氣體未經(jīng)過洗滌，直接送往硫酸裝置，其中所含的氟化物會(huì)腐蝕催化劑脫硫過程產(chǎn)生廢水，需要進(jìn)行廢水處理。
[0005]目前，開發(fā)脫硫率高，工藝流程短，廢氣中SO2能直接回收利用的廢氣脫硫方法一直是本領(lǐng)域急于突破的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有氨法脫硫技術(shù)對(duì)脫硫過程產(chǎn)生的亞銨溶液酸解不徹底，工藝流程復(fù)雜等技術(shù)問題，解決這些技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供了一種新的廢氣脫硫方法。
[0007]本發(fā)明廢氣脫硫方法包括以下步驟:
[0008]a、使含硫廢氣在脫硫塔中與亞銨吸收液充分接觸，廢氣中的302與亞硫酸銨反應(yīng)生成亞硫酸氫銨，稱為亞銨溶液；
[0009]b、將脫硫生成的亞銨溶液與濕法磷酸混合，在通入空氣鼓泡的條件下在鼓泡塔內(nèi)進(jìn)行酸解再生反應(yīng)，得到磷酸一銨溶液和含SO2的氣體；
[0010]C、將步驟b得到的含SO2的氣體經(jīng)氟洗滌塔進(jìn)行脫氟得到凈化的含SO 2氣體。
[0011]其中，上述方法步驟a中的亞銨吸收液為摩爾比為1:1?1:4.5的亞硫酸銨和亞硫酸氫銨的混合溶液。與亞銨吸收液充分接觸脫硫后的廢氣經(jīng)除沫器除去霧沫后排放。
[0012]進(jìn)一步的，上述方法步驟a中的亞銨吸收液的pH值為5.0?7.0、質(zhì)量濃度為10%?38%。
[0013]更進(jìn)一步的，上述方法步驟a中的含硫廢氣在進(jìn)行脫硫前，需控制含塵量在200mg/m3 以下。
[0014]優(yōu)選的，上述方法步驟a中脫硫時(shí)使用脫硫塔，脫硫塔中液氣比為2?9L/m3、操作溫度20?100 °C、空塔氣速2?5m/s。
[0015]其中，上述方法步驟b中的濕法磷酸為按P2O5計(jì)的質(zhì)量濃度為10%?30%的濕法磷酸。
[0016]進(jìn)一步的，上述方法步驟b中的濕法磷酸的用量為按過量系數(shù)2?6使用。
[0017]其中，上述方法步驟b中通氣鼓泡是在20?70°C下進(jìn)行，時(shí)間0.5?3h。
[0018]進(jìn)一步的，上述方法步驟b中的通氣鼓泡是在鼓泡塔中進(jìn)行。
[0019]更進(jìn)一步的，上述方法步驟b中的通氣鼓泡是在3?7級(jí)串聯(lián)的鼓泡塔中進(jìn)行。
[0020]優(yōu)選的，上述方法步驟b中所述的通氣鼓泡的空塔氣速為0.01?0.lm/so
[0021]進(jìn)一步的，上述方法步驟c中的含SO2氣體經(jīng)2?4級(jí)空塔水洗脫氟。優(yōu)選的，空塔液氣比10?25L/m3，空塔氣速0.5?3.0m/s。
[0022]上述方法再生得到的磷酸一銨溶液可以去磷酸一銨或磷酸二銨裝置(簡(jiǎn)稱磷銨裝置)、復(fù)合肥裝置回收利用。酸解再生得到的含SO2氣體，經(jīng)脫氟后在FS 10mg/m 3時(shí)可去硫磺制酸裝置干燥塔生產(chǎn)硫酸(防止氟腐蝕轉(zhuǎn)化催化劑)，若F彡50mg/m3，亦還可去硫鐵礦或冶煉煙氣制酸裝置的爐氣凈化系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸，都能得到充分的利用。
[0023]本發(fā)明將脫硫生成的亞銨溶液與濕法磷酸按特定比例混合進(jìn)行酸解反應(yīng)，將酸解液采用鼓泡氣提的方式進(jìn)行處理，使得酸解再生反應(yīng)進(jìn)行得完全徹底。本發(fā)明技術(shù)還在酸解再生時(shí)將濕法磷酸過量系數(shù)從1.1提高到2?6，一方面使亞銨溶液酸解再生更容易進(jìn)行，并且再生更完全徹底，另一方面再生后的磷酸一銨為清液，完全不存在結(jié)垢、堵塞的問題，而且酸解再生得到的磷酸一銨溶液可以直接去磷銨或復(fù)合肥生產(chǎn)裝置利用，磷酸使用量的增加并不明顯增加脫硫成本。此外，本技術(shù)酸解再生得到的含SO2氣體采用空塔進(jìn)行水洗脫氟后氟含量降至50mg/m3或10mg/m3以下，脫氟后的含SO 2氣體可直接去硫酸裝置生產(chǎn)硫酸，避免了氟對(duì)硫酸生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化催化劑的腐蝕。
[0024]總體而言，本發(fā)明方法的優(yōu)勢(shì)為工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫成本低、302能回收利用。使用本發(fā)明方法可使酸解再生反應(yīng)非常徹底，磷酸一銨溶液中亞硫酸根殘留量少?，F(xiàn)有技術(shù)酸解所得磷酸一銨料漿中以SO2表示的亞硫酸根的殘留量為1.0?2.0g/L，本技術(shù)可降低到0.15g/L以下，是一種先進(jìn)的含硫廢氣脫硫方法，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1、本發(fā)明具體實(shí)施的流程示意圖。
[0026]圖2、本發(fā)明使用鼓泡塔酸解再生的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
[0028]本發(fā)明方法的主要流程可參見附圖1。
[0029]本發(fā)明可以通過以下方式進(jìn)行具體的實(shí)施。a、含硫廢氣進(jìn)入脫硫塔，與亞銨吸收液充分接觸進(jìn)行脫硫，廢氣中的二氧化硫被脫除，脫硫過程亞硫酸銨生成亞硫酸氫銨，脫硫廢氣經(jīng)除沫器除去霧沫后排放。
[0030]亞銨吸收液含有亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，兩者摩爾比為1:1?1:4.5。亞銨吸收液加氨控制pH為5.0?7.0、質(zhì)量濃度10%?38%。脫硫塔液氣比2?9L/m3、操作溫度20?100°C、空塔氣速2?5m/s。若含硫廢氣含塵量大，脫硫前需進(jìn)行除塵處理，使其含塵量降至200mg/m3以下。使用上述條件，脫硫步驟的脫硫率一般能達(dá)90%?95%。
[0031]b、脫硫生成的亞銨溶液與質(zhì)量濃度10%?30%