专利名称：氧化锌脱硫工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化锌脱硫工艺。
背景技术：
传统的氧化锌脱硫工艺如下含氧化锌(ZnO)的烟尘或纯的ZnO与水混合制成的浆液与含二氧化硫(SO2)烟气接触，发生反应，生成亚硫酸锌(SiSO3)，ZnSO3沉淀经过压滤机压滤后，形成的滤渣送焙烧车间；也有将SiSO3在有氧化空气鼓入的情况下，发生氧化反应，最终生成aiS04，含有aiS04、ZnSO3> ZnO及杂质的混合溶液，经过压滤机过滤后，滤液中含有大量SiSO4,被送往湿法系统的浸出工段。滤渣经过干燥后送往锌冶炼厂的渣处理系统或焙烧工段。总化学反应方程式如下ZnCHSO2-ZnSO3Zn0+S02+l/202-ZnS04但传统氧化锌脱硫工艺在国内还没有普遍的推广开，究其原因，大致有以下几占.
^ \\\ ·(I)ZnSO3粘性比较大，循环液中的SiSO3很容易在设备、管路中沉积，引起管路结垢堵塞，结垢后还非常不好清理；(2) ZnSO3氧化成SiSO4需要大量的氧化空气进行氧化，能耗比较高，氧化效果受很多因素控制，氧化效率很难控制；(3)由于有大量滤渣过滤出来，而滤渣又很难做到含水率很低，如果过滤不好，经常滤渣像稀泥一样，使得压滤机厂房一层操作环境非常差，而这些滤渣在外运的过程中，无法做到全封闭运输，对厂区造成二次污染；(4)要将SiSO4溶液与渣分离开，或将浆液中的SiSO3过滤出来，都需要压滤机，而为了连续操作，压滤机还得一用一备，这样就得安排工人进行操作及整理滤布，过滤出来的渣还得运走，还得建压滤机厂房，整个系统占地面积很大，运行费用和投资都很大；总体来说，由于尾气脱硫对企业来讲，不产生任何效益，所以一般投资越低、设备越简单越好，但是传统氧化锌脱硫工艺，从氧化锌制浆，到后续压滤机过滤，所有系统规模都不大，但要让整套工艺运行稳定可靠、操作环境好、自动化程度高，该配套的电、仪等辅助设施都要齐全，投资往往都超过了企业预期。结果很多设备能省就省，能简化就简化，导致氧化锌脱硫工艺没有一个非常好的示范性工程，无法普遍推广。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种氧化锌脱硫工艺，所述氧化锌脱硫工艺脱硫时没有任何废气、废液和废固的排放，实现了全封闭的操作。根据本发明实施例的一种氧化锌脱硫工艺，包括以下步骤
Si、将含硫烟气与含有氧化锌的吸收液在吸收塔中逆向接触以脱除所述含硫烟气的硫；S2、将脱硫后的吸收液输送到沉降槽中进行沉降得到固体杂质和上清液；S3、将所述上清液与含有氧化锌的吸收剂在浆化槽中搅拌浆化后输送回吸收塔内；S4、将所述固体杂质与废酸溶液在酸化槽中反应生成及酸化浆液；S5、将所述酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔内逆向接触以脱吸所述酸化浆液中的并得到脱吸后的浆液；以及S6、将步骤S4中生成的和步骤S5中生成的制酸。根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺，由于该系统的最终产物中的固体杂质与上清液搅拌浆化后送入吸收塔中循环使用，二氧化硫气体被送去制酸同时最终浆液被送去浸出系统，节省了各系统中的原料成本，且整个系统中没有任何废气、废液和废固的排放，实现了全封闭的操作，满足了环保的需求。此外，工艺简单，便于操作和维护，相比传统氧化锌脱硫，流程短且操作方便，能实现连续运转。另外，根据本发明的氧化锌脱硫工艺还具有如下附加技术特征将所述脱吸后的浆液的液固比控制为8-10 1、PH值控制为5. 0-5. 2以用于
湿法浸出。在步骤Sl中控制所述吸收液的含固量不高于8%，从而可降低SiSO3的含量，进而明显地减少了设备堵塞及结垢问题。较低的含固量可以减少设备、管道的结垢、堵塞问题， 同时降低磨损，提高使用寿命。在步骤Sl中控制所述吸收液的PH值大于5. 2，不会影响到的吸收效率。将所述含硫烟气从吸收塔的下部输送到吸收塔内且将所述含有氧化锌的吸收液从吸收塔的上部输送到吸收塔内。所述含有氧化锌的吸收剂为锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘。所述含有氧化锌的吸收液由锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘与水混合而成。所述吸收塔和所述二氧化硫脱吸塔均为空塔，设备简单，便于操作和维护且成本低。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的氧化锌脱硫方法采用的氧化锌脱硫系统的示意图；和图2是根据本发明实施例的氧化锌脱硫方法的工艺流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。下面首先参考图1描述根据本发明实施例的一种氧化锌脱硫工艺采用的氧化锌脱硫系统。根据本发明实施例的氧化锌脱硫系统，包括吸收塔1、沉降槽2、浆化槽3、酸化槽 4和二氧化硫脱吸塔5。如图1所示，吸收塔1内限定出反应腔室且为吸收塔1为空塔，且吸收塔1的侧壁下部设有进气口 11以便供入含硫烟气，吸收塔1的顶部设有出气口 12，吸收塔1的侧壁上部设有吸收液进口 13且底部设有吸收液出口 14。可选地，吸收液进口 13 为彼此间隔开的至少两个，且在每个吸收液进口 13内连接有多个吸收液喷口 15以便向吸收塔1的反应腔室内喷射含有氧化锌(SiO)的吸收液。由此，含硫烟气从进气口 11进入到吸收塔1内，含有氧化锌(SiO)的吸收液从吸收液进口 13进入到吸收塔ι内向下运动且与向上流动的含硫烟气在吸收塔1中逆向接触以脱除含硫烟气的硫，且控制吸收塔1内的循环吸收液的含固量在8%以内，并且控制吸收塔循环吸收液的内PH值大于5. 5。沉降槽2与吸收液出口 14连通以接收从吸收液出口 14输出的吸收液并搅拌沉降吸收液以得到上清液和固体杂质，其中固体杂质中含有SiSO3、未反应完全的ZnO及大量不参与反应的吸收液中的杂质。其中沉降槽2的上部形成有上清液出口 21以将沉降后的上清液溢出，沉降槽2的底部形成有用于排出沉降后的固体杂质的杂质出口 22。浆化槽3与沉降槽2连通以接收从沉降槽2中溢出的上清液，具体地，在浆化槽3 的上方设有上清液入口 32以接收上清液，浆化槽3的顶部设有吸收剂入口 31以加入含有氧化锌(SiO)的吸收剂，吸收剂与上清液搅拌浆化后送入吸收塔1内。具体地，在浆化槽3 的下部设有吸收剂出口 33，吸收剂与上清液搅拌浆化后通过吸收剂出口 33排出并循环入吸收塔1内，因此使得根据本发明实施例的氧化锌脱硫系统没有任何废弃固体杂质排出。 可选地，所述含有氧化锌的吸收剂为锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘，其氧化锌含量都高于50%。其中本领域内的普通技术人员熟知，锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，主要含氧化锌(ZnO)，硫酸锌(SiSO4)，硫化锌( 等。酸化槽4与沉降槽2的杂质出口 22相连，具体地，在酸化槽4的顶部设有杂质入口 44以接收含有大量SiSO3和未反应完全的SiO的固体杂质。酸化槽4的顶部设有用于供入废硫酸的废酸溶液入口 41，废硫酸为生产硫酸系统中产生的废酸且其中混有烟尘、砷、 汞、氟、氯等物质。酸化槽4的顶部还设有用于排出二氧化硫气体的气体出口 42，且酸化槽 4的侧壁下部设有酸化浆液出口 43，由此，废硫酸与固体杂质在酸化槽4中反应生成气体及含有SiSO4溶液的酸化浆液。在酸化槽4中调节酸化浆液的PH值，及液固比，使该浆液能够满足湿法中浸出系统的要求即液固比为8-10 IPH值为5. 0-5. 2。二氧化硫脱吸塔5与酸化槽4相连，具体地，在二氧化硫脱吸塔5的上部设有酸化浆液入口 M以接收酸化槽4内反应后流出的酸化浆液，二氧化硫脱吸塔5的顶部设有二氧化硫出口 51、底部设有浆液出口 52且侧壁上设有空气入口 53，将酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔5内逆向接触以脱吸酸化浆液中的并得到脱吸SO2后的浆液，该浆液送往浸出系统。同时酸化槽4和二氧化硫脱吸塔5中排出的二氧化硫气体被送入到硫酸系统中进行制酸。根据本发明实施例的氧化锌脱硫系统，通过控制吸收塔1内的循环的吸收液的含固量在8%以内，以降低SiSO3的含量，从而明显地减少了设备堵塞及结垢问题。较低的含固量可以减少设备、管道的结垢、堵塞问题，同时降低磨损，提高使用寿命。而含固量降低后， 只要控制吸收塔1内的吸收液的PH值大于5. 2，则不会影响到SO2的吸收效率。另外，由于该系统的最终产物中的固体杂质与上清液搅拌浆化后送入吸收塔1中循环使用，二氧化硫气体被送去制酸同时最终浆液被送去浸出系统，节省了各系统中的原料成本，且整个系统中没有任何废气、废液和废固的排放，实现了全封闭的操作，满足了环保的需求。此外，设备简单，便于操作和维护且成本低，相比传统氧化锌脱硫，流程短且操作方便，能实现连续运转。如图1所示，根据本发明的一个实施例，氧化锌脱硫系统进一步包括第一搅拌组件61，第一搅拌组件61包括第一搅拌件611和第一驱动装置612，其中第一搅拌件611可旋转地设在沉降槽2内以对沉降槽2内的吸收液进行搅拌沉降，第一驱动装置612驱动第一搅拌件611可旋转。可选地，如图1中所示，沉降槽2包括柱状段20a和锥状段20b，锥状段20b连接在柱状段20a的下方且形成为倒圆锥形状，从而使得固体杂质更便于沉降且排出，其中杂质出口 22形成在锥状段20b的底部。在本发明的进一步的实施例中，氧化锌脱硫系统还包括第一阀门71，第一阀门71 设在沉降槽2的杂质出口 22与酸化槽4之间以控制固体杂质从沉降槽2中排出的流量，如图1所示。根据本发明的一个实施例中，氧化锌脱硫系统还进一步包括第二搅拌组件62和第三搅拌组件63。第二搅拌组件62包括第二搅拌件621和第二驱动装置622，其中第二搅拌件621可旋转地设在浆化槽3内以对浆化槽3内的吸收剂与上清液进行搅拌，第二驱动装置622驱动第二搅拌件621可旋转。第三搅拌组件63包括第三搅拌件631和第三驱动装置632，其中第三搅拌件631 可旋转地设在酸化槽4内以对酸化槽4内的固体杂质与废酸溶液搅拌并反应，第三驱动装置632驱动第三搅拌件631可旋转。氧化锌脱硫系统进一步包括第一泵81、第二泵82和第三泵83，第一泵81连接在吸收塔1的下游以将吸收塔1内的一部分吸收液输送入沉降槽2内且另一部分吸收液通过吸收液进口 13循环送入到吸收塔1内，第二泵82连接在浆化槽3和吸收塔1之间，第三泵 83连接在酸化槽4和二氧化硫脱吸塔5之间。可选地，如图1所示，在第一泵81和沉降槽2之间还设有第二阀门72，以控制从吸收塔1中被泵入到沉降槽2中的吸收液的流量。 如图1所示，氧化锌脱硫系统还可包括第四泵84，第四泵84与二氧化硫脱吸塔5 的浆液出口 52连接以适于将二氧化硫脱吸塔5中流出的浆液送往下一步工序即湿法浸出系统。 下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺。一种氧化锌脱硫工艺，包括以下步骤Si、将含硫烟气与含有氧化锌的吸收液在吸收塔1中逆向接触以脱除含硫烟气中的硫。S2、将脱硫后的吸收液输送到沉降槽2中进行沉降得到固体杂质和上清液，其中固体杂质中含有SiSO3、未反应完全的ZnO及大量不参与反应的吸收液中的杂质。S3、将上清液与含有氧化锌的吸收剂在浆化槽3中搅拌浆化后输送回吸收塔1内， 可选地，所述含有氧化锌的吸收剂为锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘。S4、将固体杂质与废酸溶液在酸化槽4中反应生成及酸化浆液，酸化浆液中含有硫酸锌SiSO4溶液。S5、将酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔5内逆向接触以脱吸酸化浆液中的SO2 并得到脱吸SO2后的浆液。S6、将步骤S4中生成的和步骤S5中生成的制酸。根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺，由于该系统的最终产物中的固体杂质与上清液搅拌浆化后送入吸收塔1中循环使用，二氧化硫气体被送去制酸同时最终浆液被送去浸出系统，节省了各系统中的原料成本，且整个系统中没有任何废气、废液和废固的排放， 实现了全封闭的操作，满足了环保的需求。此外，工艺简单，便于操作和维护，相比传统氧化锌脱硫，流程短且操作方便，能实现连续运转。其中，将脱吸SO2后的浆液的液固比控制为8-10 1、PH值控制为5. 0-5. 2以用于湿法浸出，例如可通过控制在步骤S4中酸化槽内的酸化浆液的液固比和PH值，来达到脱吸SO2后的浆液的液固比控制为8-10 1、PH值控制为5. 0-5. 2。在步骤Sl中控制所述吸收液的含固量不高于8%，从而可降低SiSO3的含量，进而明显地减少了设备堵塞及结垢问题。较低的含固量可以减少设备、管道的结垢、堵塞问题， 同时降低磨损，提高使用寿命。进一步地，在步骤Sl中含固量降低后，控制吸收液的PH值大于5. 5，则不会影响到Sh的吸收效率。可选地，将含硫烟气从吸收塔的下部输送到吸收塔内且将含有氧化锌的吸收液从吸收塔的上部输送到吸收塔内。其中，所述含有氧化锌的吸收液由锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘与水混合而成。在本发明的一些示例中，吸收塔1和二氧化硫脱吸塔5均为空塔，设备简单，便于操作和维护且成本低。下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺的脱硫过程。含硫烟气从进气口 11进入到吸收塔1内，含有氧化锌(SiO)的吸收液从吸收液进口 13进入到吸收塔1内向下运动且与向上流动的含硫烟气在吸收塔1中逆向接触，吸收液吸取含硫烟气中的二氧化硫与氧化锌(SiO)发生反应，生成SiSO3或亚硫酸氢锌ai(Hso3)2， 为了防止SiSO3的结垢问题，控制吸收塔ι内的循环吸收液的含固量，使含固量不高于8%，并且控制吸收塔循环吸收液的内PH值大于5. 5。反应完全后，吸收液从吸收液出口 14排出吸收塔1，其中一部分吸收液通过第一泵81被送入沉降槽2中进行搅拌沉降，另一部分通过吸收液进口 13重新循环吸收到吸收塔1内。送往沉降槽2内的一部分吸收液，通过第一搅拌组件61的搅拌沉降作用，将 SiSO3、未反应完全的ZnO及大量不参与反应的焙砂杂质一并沉降下来，沉降槽2的底流含固量控制在30 40%，由此固体杂质可通过杂质出口 22自流到酸化槽4内，而上清液通过沉降槽2的上清液出口 22流出并通过浆化槽3的上清液入口流入到浆化槽3内。含有氧化锌(ZnO)的吸收剂通过加料系统(图未示出)输入到浆化槽3的吸收剂入口 31进而加入到浆化槽3内，在浆化槽3内吸收剂与上清液搅拌浆化后，通过第二泵82 送往吸收塔1内以形成循环的吸收液。从沉降槽2的杂质出口 22流出的含有大量&iS03、ZnO等的固体杂质进入到酸化槽4内，混有烟尘、砷、汞、氟、氯等物质的废硫酸通过废酸溶液入口 41进入到酸化槽4内， 固体杂质与废硫酸进行反应，生成SO2及含有SiSO4溶液的浆液，其中通过第三搅拌组件63 搅拌加速反应。在酸化槽4中调节酸化浆液的PH值及液固比，使最终浆液能够满足湿法中浸出系统的要求即液固比为8-10 1、PH值为5.0-5. 2。从酸化槽4的酸化浆液出口 43排出的酸化浆液通过酸化浆液入口 M进入到二氧化硫脱吸塔5中，空气从空气入口 53进入到二氧化硫脱吸塔5中，由此酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔5内逆向接触以脱吸酸化浆液中的Sh并得到脱吸SO2后的浆液，该浆液送往浸出系统。同时酸化槽4和二氧化硫脱吸塔5中排出的二氧化硫气体被送入到硫酸系统中进行制酸。根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺，用焙砂或锌焙烧烟尘作为吸收剂，最终产物可以又回到湿法浸出系统，实现了没有任何废弃物排放，且吸收液内的含固量低，可以解决管道和设备堵塞及结垢问题。另外，相比传统氧化锌脱硫工艺中的设备，根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺中省去了氧化风机、吸收塔侧搅拌器、压滤机等大设备，而且没有任何废渣产生，不需要再安排人员去操作及运渣，动力消耗、维护费用、运行费用更低，设备简单，流程短，操作方便，能够实现连续运转，在酸化过程中，又可以对全厂的废硫酸进行综合回收利用，使整体工艺动力消耗、运行费用、总体投资更低。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种氧化锌脱硫工艺，其特征在于，包括以下步骤51、将含硫烟气与含有氧化锌的吸收液在吸收塔中逆向接触以脱除所述含硫烟气的硫；52、将脱硫后的吸收液输送到沉降槽中进行沉降得到固体杂质和上清液；53、将所述上清液与含有氧化锌的吸收剂在浆化槽中搅拌浆化后输送回吸收塔内；54、将所述固体杂质与废酸溶液在酸化槽中反应生成及酸化浆液；55、将所述酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔内逆向接触以脱吸所述酸化浆液中的 SO2并得到脱吸SO2后的浆液；以及56、将步骤S4中生成的和步骤S5中生成的制酸。
2.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，将所述脱吸后的浆液的液固比控制为8-10 1、PH值控制为5.0-5. 2以用于湿法浸出。
3.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，在步骤Sl中控制所述吸收液的含固量不高于8%。
4.根据权利要求3所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，在步骤Sl中控制所述吸收液的PH值大于5. 2。
5.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，将所述含硫烟气从吸收塔的下部输送到吸收塔内且将所述含有氧化锌的吸收液从吸收塔的上部输送到吸收塔内。
6.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，所述含有氧化锌的吸收剂为锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘。
7.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，所述含有氧化锌的吸收液由锌精矿焙烧得到的焙砂和/或烟尘与水混合而成。
8.根据权利要求1所述的氧化锌脱硫工艺，其特征在于，所述吸收塔和所述二氧化硫脱吸塔均为空塔。
全文摘要
本发明公开了一种氧化锌脱硫工艺，包括以下步骤将含硫烟气与含有氧化锌的吸收液在吸收塔中逆向接触以脱除含硫烟气的硫；将脱硫后的吸收液输送到沉降槽中进行沉降得到固体杂质和上清液；将上清液与含有氧化锌的吸收剂在浆化槽中搅拌浆化后输送回吸收塔内；将固体杂质与废酸溶液在酸化槽中反应生成SO2及酸化浆液；将酸化浆液和空气在二氧化硫脱吸塔内逆向接触以脱吸酸化浆液中的SO2并得到脱吸SO2后的浆液；将生成的SO2制酸。根据本发明实施例的氧化锌脱硫工艺，节省了各系统中的原料成本，且整个系统中没有任何废气、废液和废固的排放，实现了全封闭的操作，满足了环保的需求。此外，工艺简单，流程短且操作方便，能实现连续运转。
文档编号B01D53/80GK102423622SQ20111032390
公开日2012年4月25日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者魏甲明 申请人:中国恩菲工程技术有限公司