专利名称：一种吸收并转化二氧化硫气体的工艺路线的制作方法
技术领域：
本发明在当前环保技术领域中是“一种吸收并转化二氧化硫(SO2↑)气体的技术先进、工艺可行的综合工艺路线”。
目前，在冶炼金属铜的过程中，由密闭炉和转炉出口排出来的主要污染气体是二氧化硫(SO2↑)；近年，一种较新工艺，利用贫铜〔含铜(Cu)＞4％(重量)〕矿石〔碳酸铜(CuCO3)或硫化铜(CuS)〕和冶炼金属铜过程中所产生的“废”铜泥，采用“水解工艺”制造硫酸铜(CuSO45H2O)是化工技术领域里利“废”的一种较先进工艺。它虽然比传统用金属铜(Cu)作原料制造硫酸铜(CuSO4.5H2O)成本低约30％以上，“水解工艺”所使用的水可以循环使用等优点，但在煅烧铜〔特别是硫化铜(CuS)〕矿石过程中所产生的气体二氧化硫(SO2↑)，同冶炼金属铜一样造成污染。生产上述产品，许多厂家对二氧化硫(SO2↑)气体未得到吸收并转化成副产品，同时这也是工艺上的难点；因此造成污染，有的厂家每年只能冬季生产，严重影响产品产量等诸多利害。
据资料(统计)报道，我国每年排放二氧化硫(SO2↑)气体量就高达1800万吨。因之，吸收并转化二氧化硫(SO2↑)气体污染制成多种副产品，产生社会和经济效益乃迫在眉睫也是当务之急。
用“无焙烧的氧化法”直接反应制造硫酸铜(CuSO45H2O)其工艺简单、质量稳定、可达到国家一级品标准，而且具有能耗较低等特点。
鉴于此种情况，吸收二氧化硫(SO2↑)气体并转化成所谓多种副产品是指亚硫酸(H2SO3)/亚硫酸盐类(如Na2SO3等)或硫酸(H2SO4)/硫酸盐类(如CuSO45H2O、Na2SO410H2O等)，或转化成液体二氧化硫(SO2)及液体三氧化硫(SO3)，或转化成固体硫(S)等多种副产品。从经济角度而言，转化何种副产品均视国家及国内外市场需要，以销定产；并采用工艺可行的先进技术。而本发明的宗旨是一条工艺可行最佳吸收/转化的工艺路线。
本发明的吸收并转化二氧化硫(SO2↑)气体，除上述冶炼铜和制造硫酸铜(CuSO45H2O)过程中所排放出的二氧化硫(SO2)气体外，也包括利用二氧化硫(SO2↑)气体制造亚硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)及其二种盐类以及其他工业生产过程中所排放出的二氧化硫(SO2↑)气体。这些排放出的二氧化硫(SO2↑)气体需要净化和浓缩工艺后才能用以转化制成上述多种副产品。如采用冶炼铜的废热锅炉、二级吸收塔、中和罐、离心机、真空泵、气流烘干机、包装机等常规设备并应用相应的先进工艺技术如“二转二吸”工艺，利用余热制成的装置以加热方式的浓缩工艺和水洗/酸洗净化工艺〔使其二气化硫(SO2↑)气体浓度达到最佳浓度＞2％〕、固相法工艺制造硫酸盐等。
净化/浓缩后的二氧化硫(SO2)气体亦可降温(-10℃以下)或加大气压(一般在4个大气压)转化成液体二氧化硫(SO2)，这种副产品作为中间体原料直接广泛并大量应用于化工、制药等行业上。
实践证明，二氧化硫(SO2↑)气体的吸收率一般在70％以上，以80-90％以上为较佳，尤以95％以上为最佳。若采用“二转二吸”工艺，即对二氧化硫(SO2↑)气体进行二次转化二次吸收工艺，使其副产品转化率更高，如硫酸(H2SO4)可由原采的94-96％提高到98％，硫(S)的利用率提高5％，二氧化硫(SO2↑)气体在烟气排放量中可降到30PPM，环境污染得到很大改善。使原产品和转化成的副产品的产量和质量都将得到提高。
本发明的目的是为了吸收冶炼金属铜和利用其“废”铜泥、贫铜矿石等采用“水解工艺”生产硫酸铜(CuSO45H2O)以及其他行业生产过程中所排放出的污染气体二氧化硫(SO2↑)并将其95％以上吸收制成多种副产品(含液体二气化硫等)而设计的一种最佳工艺路线。从而达到多种利“废”(如二氧化硫(SO2↑)气体、贫铜矿石、“废”铜泥等并制成上述副产品。可降低成本约30％以上，又达到消除污染(使二氧化硫在烟气中排放量可降低到30PPM)满足环保要求之目的，其经济效益可观，长远社会效益深远。
本发明的特点1、可增加冶炼金属铜的产量约一倍，其经济效益亦随之增加。
2、使二氧化硫(SO2↑)气体在烟气排放量中可下降到30PPM，环境污染得到很大改善。
3、增加副产品多种如亚硫酸/盐类、硫酸/盐类(如CuSO4·5H2O)及液体二氧化硫(SO2)等〕。
4、本发明的“一种吸收并转化二氧化硫气体的工艺路线”是综合治理二氧化硫(SO2↑)气体污染，同时又增加原产品生产周期和产量、增加副产品品种，从而增加经济效益的一个闭环系统工程—最佳工艺路线。
本发明的吸收并转化二氧化硫(SO2↑)气体的工艺路线所制成的多种副产品，例如硫酸盐类中的硫酸铜(CuSO4·5H2O)用途十分广泛，是目前供不应求的化工产品。它广泛在化工、电镀、印染、制革、医药等各个行业应用均较广泛，尤其在农业上作农药，如用硫酸铜(CuSO4·5H2O)制备的波尔多液杀菌剂，防治葡萄反腐病、霜霉病、马铃薯的晚疫病、苹果的落叶病，棉花的角斑病、炭疽病等有特效。据调查，我国每县市每年需用硫酸铜((CuSO4·5H2O)用量约在200-1000吨以上；另外我国每年还出口创外汇。发展(特别是利用“废”铜(Cu)矿石)，采用“水解工艺”制造硫酸铜(CuSO45H2O)其前景可观。
又如净化和浓缩后的二氧化硫(SO2↑)气体可直接转化成液体二氧化硫(SO2)只需常温下，加适当压力，一般加不小于10个大气压，以不小于6-8个大气压为较佳，尤以加不小于4个大气压为最佳。见工艺流程图(图2)。在吸收转化(SO2↑)气体制造硫酸(H2SO4)过程中所排出的浓度和纯度较高的二氧化硫(SO2↑)气体按工艺路线可直接转化成液体二氧化硫(SO2)。这种液体二氧化硫(SO2)，其制造工艺简单，储运方便，成本低(约比用纯硫磺降低成本约80％以上)是解决排放二氧化硫(SO2↑)气体污染的有效的极好的工艺路线之一。这种副产品用量大，用途广泛。在工业上液体二氧化硫是多种化合物的良好溶剂，可做为冷冻剂、防腐剂、漂白剂或其他有机产品的原料，可用来制造保险粉和亚硫酸盐等产品，此外液体二氧化硫还可用于农药、医药、人造纤维、有机合成、染料等工业部门。
本发明的吸收由冶炼铜或其他工业产品生产过程中所排放出的二氧化硫(SO2↑)气体并转化制成多种副产品，而亚硫酸(H2SO3)/盐类或硫酸(H2SO4)/盐类以及液体二氧化硫(SO2)或液体三氧化硫(SO3)或固体硫(S)见工艺路线图(
图1)。首先，冶炼铜或其他工业生产过程所排放出的二氧化硫(SO2↑)气体需水洗/酸工艺进行净化(提纯)和浓缩(一般为0.18％)，净化后以加热方式采用冶炼铜的余热制成的化工常规装置，采用“二转二吸”浓缩工艺，使二氧化硫(SO2↑)气体浓度达到0.18-2％，以2％以上为最佳浓度。然后制成多种副产品，这是一个工艺可行的闭环工艺系统。
附图1、一种吸收并转化二氧化硫气体的工艺路线图附图2、二气化硫(SO2↑)气体转化液体二氧化硫(SO3)工艺流程图
权利要求
1.一种工艺路线，其特征在于吸收/转化工业产品生产过程中所排放出二氧化硫(SO2↑)气体并代替硫黄(S)制成多种副产品液体二氧化硫(SO2)或三氧化硫(SO3)、固体硫黄(S)、亚硫酸(H2SO3)或硫酸(H2SO4)及其盐类等。
2.按照权利要求1所述的工艺路线，其特征是采用常规现代化设备和最新工艺技术(利用废铜泥或贫铜矿石为原料采用“水解法”/“直接氧化法”制造硫酸铜(CuSO45H2O)、采用“固相法”制造硫酸盐、采用“二转二吸”工艺净化/浓缩二氧化硫(SO2↑)气体等)制造多种副产品的一种技术先进，工艺可行的闭环综合工艺系统；
3.按照权利要求1和2所述的工艺路线制造硫酸铜(CuSO45H2O)，其特征在于所用原料为含铜(Cu)＞4％(重量)矿石或/和“废”铜泥；以含铜(Cu)＞5％(重量)矿石或/和“废”铜泥为较佳；尤以含铜(Cu)＞8％(重量)矿石或/和“废”铜泥为最佳；“水解法”的水可以循环使用；而用“无焙烧的氧化法”直接反应其工艺简单，质量稳定，可达到国家级标准，具有能耗低等特点；
4.按照权利要求1和2所述的工艺路线制成的液体二氧化硫(SO2)，其特征在于，常温下加适当压力而制成，一般加不小于10个大气压，以不小于6-8个大气压为较佳，尤以不小于4个大气压为最佳。
5.按照权利要求1和2所述的工艺路线在制造多种副产品之前，其特征在于采用“二转二吸”(二次转化二次吸收)工艺，对二氧化硫(SO2↑)气体进行水洗/酸洗和净化或/和浓缩处理达到纯度和浓度要求。使二氧化硫(SO2↑)气体在烟气排放量中可降低到30PPM，而硫(S)的利用率提高5％以上；并使二氧化硫(SO2↑)气体的浓度以加热方式(采用治炼铜的余热制成的化工常规装置)达到最佳浓度。
6.按照权利要求1和5所述的工艺路线，其特征在于使二氧化硫(SO2↑)气体浓度一般在0.18-2％以上，以大于1.8％为较佳，尤以大于2％为最佳。
7.按照权利要求1和5所述的工艺路线，其特征在于二氧化硫(SO2↑)气体的吸收量一般在75-80％以上，以80-90％以上为较佳，尤以90％以上为最佳。
8.按照权利要求1和2所述的工艺路线吸收/转化二氧化硫(SO2↑)气体并制造的多种副产品，其特征在于用浓缩到大于2％的二氧化硫(SO2↑)气体代替硫磺(S)制造多种副产品，所需要的原料，采用常规设备和每种产品分别采用先进工艺来制造多种副产品，可降低成本约30％以上。
全文摘要
本发明是“一种吸收并转化二氧化硫气体的工艺路线”。本发明的工艺路线是将在工业产品,冶炼铜、用贫铜矿石或“废”铜泥制造硫酸铜、制造硫酸等生产过程中,所排放出有污染的二氧化硫气体,采用先进的吸收/转化工艺并制造多种副产品。是当前环境保护技术领域中一种先进、工艺可行的综合工艺路线。从而使排放烟气中二氧化硫其含量可降低到30PPM,使环境污染得到很大改善;既有深远社会效益又产生较高的经济效益。
文档编号B01D53/50GK1188022SQ97105028
公开日1998年7月22日 申请日期1997年1月16日 优先权日1997年1月16日
发明者杨再田 申请人:杨再田