一种用于制酸的冶炼烟气的控温净化方法与流程

本发明属于冶炼烟气净化技术领域，具体涉及一种用于制酸的冶炼烟气的控温净化方法。

背景技术：

有色金属冶炼产生的有色冶炼烟气如铜冶炼烟气、镍冶炼烟气、铅锌冶炼烟气等，烟气气量大，温度波动大（120℃-400℃），含有粉尘（主要成分为二氧化硅、氧化铅、氧化钙、氧化铜、三氧化二铁等）、二氧化硫、三氧化二砷、三氧化硫和水蒸气等，如果直接排放到大气中，严重污染环境。治理有色冶炼烟气大多数情况下围绕回收二氧化硫用于制取硫酸进行，兼顾回收粉尘和三氧化二砷。

有色冶炼烟气用于制取硫酸，需要将烟气中粉尘、三氧化二砷、三氧化硫除去，这个过程称为烟气的净化。烟气的净化分为湿法和干法。湿法净化流程包括静电收尘、洗涤降温除尘、静电除酸雾、92%硫酸干燥除水等环节。湿法净化流程受温度波动影响不大，但是存在的不足是工艺冗长，设备投资大，产生大量含砷酸性废水，含砷酸性废水治理还需二次投资。

较理想的状况是干法净化，成都易态科技有限公司公布了一种“冶炼烟气净化工艺”（cn107952342a），其步骤包括：a、脱除三氧化硫，使冶炼烟气中的三氧化硫受到主要由氢氧化镁、氢氧化钙、氧化镁及氧化钙中任意一种或几种物质形成粉末吸收剂的吸收；b、除尘，将待处理气体保持在温度高于三氧化二砷的凝华温度的状态下，高温除尘；c、收砷，将待处理冷却至三氧化二砷的凝华温度以下，回收三氧化二砷；d、将第三待处理气体通入二氧化硫制酸单元，从而通过二氧化硫制酸单元获得硫酸产品。该净化流程存在的不足是三氧化硫转化为硫酸镁、硫酸钙等含废固体物料、三氧化二砷在250℃以上凝华，凝华深度不够，晶粒成长不大，导致过滤去除不充分。当入口烟气温度低于170℃时，烟气中的三氧化硫和水蒸气会结露，除尘器会堵塞，除尘效率下降，甚至造成停产。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种工艺简单、过程可控稳定、除尘效率高、净化效果好的用于制酸的冶炼烟气的控温净化方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于制酸的冶炼烟气的控温净化方法，该方法包括以下步骤：

a、调控烟气温度：使有色冶炼烟气通入烟气调温装置，将烟气温度调整到180℃-230℃，在此温度下，三氧化硫和水蒸气不会结露，烟气在烟气调温装置中的流速为1m/min-2.5m/min，三氧化二砷凝华并附着在烟尘颗粒上；

b、除尘除砷：将步骤a中的180℃-230℃冶炼烟气通过保温烟道通入除尘器中，保持除尘器温度在180℃-230℃，冶炼烟气中的粉尘、凝华的三氧化二砷受到固气分离处理留置在除尘器中，除尘除砷后的冶炼烟气含尘小于5mg/nm³，留置在除尘器中的含砷粉尘定期排出，作进一步回收处理；

c、吸收三氧化硫和水：将除尘除砷后的冶炼烟气通入吸收塔，使冶炼烟气与浓硫酸逆流接触，浓硫酸吸收冶炼烟气中的三氧化硫和水分而形成硫酸，使三氧化硫得以回收。

进一步地，所述烟气调温装置包括换热器、变频鼓风机、电炉加热器和连锁控制系统，所述换热器、变频鼓风机、电炉加热器依次串联，所述连锁控制系统分别与换热器、变频鼓风机和电炉加热器连接。

进一步地，所述步骤b中除尘器为布袋除尘器。

进一步地，所述步骤c中硫酸的质量浓度为98%。

本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明用于制酸的冶炼烟气的控温净化方法将有色冶炼烟气的温度稳定在180℃-230℃，在此温度下中，三氧化硫和水蒸气不会结露；烟气在烟气调温装置中的流速为1m/min-2.5m/min，三氧化二砷凝华并附着在烟尘颗粒上，有利于随烟尘一并除去，并以固体方式回收，没有酸性含砷废水产生；然后用浓硫酸吸收冶炼烟气中的三氧化硫和水分而形成硫酸，使三氧化硫得以回收。本发明工艺简洁，过程可控、稳定，三氧化二砷深度凝华并附着在烟尘颗粒上，有利于随烟尘一并以固体形态回收，烟气中三氧化硫和水蒸气不会结露，且能够被浓硫酸吸收而形成硫酸产品，本发明除尘效率高、净化效果好，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

某铜冶炼烟气，冶炼烟气气量75000nm³/h，冶炼烟气温度130℃-350℃，冶炼烟气二氧化硫浓度5%-8%，冶炼烟气净化前烟气杂质含量如表1。

表1冶炼烟气净化前烟气杂质含量

根据烟气气量及换热器换热效率，按烟气温度从360℃降到175℃，烟气流速1.5m/min，设置换热器面积为100m²，设置电炉加热器功率为1000kw,变频鼓风机气量为10000nm³/h；按进口烟气烟尘3000mg/nm³，出口烟气烟尘1mg/nm³，设置反吹风式布袋除尘器滤料面积为3600m²；按进口烟气三氧化硫1%，进口烟气水分1%，出口烟气三氧化硫0.005%，出口烟气水分0.001%，设置浓酸吸收塔为填料塔，浓酸吸收塔直径为4米，填料为陶瓷环，填料高度为2.5米，设置高温浓硫酸泵1台，高温浓硫酸泵流量为300m³/h。

将该冶炼烟气进行控温净化，包括以下步骤：

a、调控烟气温度：使有色冶炼烟气通入烟气调温装置，将烟气温度调整到180℃-230℃，烟气调温装置包括换热器、变频鼓风机、电炉加热器和连锁控制系统，换热器、变频鼓风机、电炉加热器依次串联，连锁控制系统分别与换热器、变频鼓风机和电炉加热器连接。换热器换热方式为：冶炼烟气从换热器管内通过，外部空气从换热器管间通过，当冶炼烟气温度低于180℃时，连锁控制系统控制电炉加热器启动，变频鼓风机所吹空气，经电炉加热器加热后，向换热器管间吹入，通过间接换热，将有色冶炼烟气温度升到180℃以上；当有色冶炼烟气温度高于230℃时，连锁控制系统控制电炉加热器关闭，变频鼓风机所吹空气经电炉加热器不加温，向换热器管间吹入冷风，通过间接换热，将冶炼烟气温度降到230℃以下。在180℃-230℃温度条件下，三氧化硫和水蒸气不会结露，烟气在烟气调温装置中的流速为1m/min，三氧化二砷凝华并附着在烟尘颗粒上。

b、除尘除砷：将步骤a中的180℃-230℃冶炼烟气通过保温烟道通入布袋除尘器中，保持布袋除尘器温度在180℃-230℃，冶炼烟气中的粉尘、凝华的三氧化二砷受到固气分离处理留置在布袋除尘器中，留置在布袋除尘器中的含砷粉尘定期排出，作进一步回收处理。

c、吸收三氧化硫和水：将除尘除砷后的冶炼烟气通入吸收塔，使冶炼烟气与质量浓度为98%的浓硫酸逆流接触，浓硫酸吸收冶炼烟气中的三氧化硫和水分而形成硫酸，使三氧化硫得以回收。

该冶炼烟气净化后烟气含量如表2。

表2铜冶炼烟气净化后烟气含量

实施例2

某镍冶炼烟气，冶炼烟气气量200000nm³/h，冶炼烟气温度135℃-380℃，冶炼烟气二氧化硫浓度8%-10%，冶炼烟气净化前烟气杂质含量如表3。

表3镍冶炼烟气净化前烟气杂质含量

根据烟气气量及换热器换热效率，按烟气温度从390℃降到175℃，烟气流速1.5m/min，设置换热器面积为400m²，设置电炉加热器功率为3000kw,变频鼓风机气量为40000nm³/h；按进口烟气烟尘2500mg/nm³，出口烟气烟尘1mg/nm³，设置反吹风式布袋除尘器滤料面积为10000m²；按进口烟气三氧化硫0.3%，进口烟气水分1%，出口烟气三氧化硫0.005%，出口烟气水分0.001%，设置浓酸吸收塔为填料塔，浓酸吸收塔直径为6米，填料为陶瓷环，填料高度为2.5米，设置高温浓硫酸泵1台，高温浓硫酸泵流量为480m³/h。

将该冶炼烟气进行控温净化，包括以下步骤：

a、调控烟气温度：使有色冶炼烟气通入烟气调温装置，将烟气温度调整到180℃-230℃，烟气调温装置包括换热器、变频鼓风机、电炉加热器和连锁控制系统，换热器、变频鼓风机、电炉加热器依次串联，连锁控制系统分别与换热器、变频鼓风机和电炉加热器连接。换热器换热方式为：冶炼烟气从换热器管内通过，外部空气从换热器管间通过，当冶炼烟气温度低于180℃时，连锁控制系统控制电炉加热器启动，变频鼓风机所吹空气，经电炉加热器加热后，向换热器管间吹入，通过间接换热，将有色冶炼烟气温度升到180℃以上；当有色冶炼烟气温度高于230℃时，连锁控制系统控制电炉加热器关闭，变频鼓风机所吹空气经电炉加热器不加温，向换热器管间吹入冷风，通过间接换热，将冶炼烟气温度降到230℃以下。在180℃-230℃温度条件下，三氧化硫和水蒸气不会结露，烟气在烟气调温装置中的流速为2.5m/min，三氧化二砷凝华并附着在烟尘颗粒上。

b、除尘除砷：将步骤a中的180℃-230℃冶炼烟气通过保温烟道通入布袋除尘器中，保持布袋除尘器温度在180℃-230℃，冶炼烟气中的粉尘、凝华的三氧化二砷受到固气分离处理留置在布袋除尘器中，留置在布袋除尘器中的含砷粉尘定期排出，作进一步回收处理。

c、吸收三氧化硫和水：将除尘除砷后的冶炼烟气通入吸收塔，使冶炼烟气与质量浓度为98%的浓硫酸逆流接触，浓硫酸吸收冶炼烟气中的三氧化硫和水分而形成硫酸，使三氧化硫得以回收。

该冶炼烟气净化后烟气含量如表4。

表4镍冶炼烟气净化后烟气含量