回转挥发窑含硫尾气脱硫方法及装置与流程

本发明涉及铅锌冶炼行业的环保技术领域，具体的说是锌冶炼浸出渣经回转挥发窑焙烧挥发出的含硫烟气的脱硫方法及装置。

背景技术：

二氧化硫是大气污染物中的主要污染因素，二氧化硫的排放会造成酸雨对水体、农作物、环境、建筑物等造成酸化和腐蚀，造成巨大的经济损失。有色冶炼行业中，铅锌冶炼同样也伴随着二氧化硫污染，对环境造成了较大影响，铅锌行业污染物排放标准对排放制定了严格的二氧化硫排放标准，既是对行业和企业的重大挑战，同时也是企业环保措施改进的机遇。

铅锌冶炼行业中，高品位锌精矿一般采取先焙烧得到氧化锌，然后再浸出得到硫酸锌，通过电解生产电解锌产品。氧化锌浸出后的浸出渣中含有部分铅锌有价元素，为实现无害化回收或有价元素的综合利用，一般混入燃料煤在回转挥发窑内高温焙烧，将矿中的铅锌等有价元素挥发到烟气中，再通过后续冷却、除尘回收方式得以回收。在焙烧的同时，矿中的硫元素，生成了二氧化硫挥发到烟气中。这部分二氧化硫属低浓度二氧化硫，约5000mg/Nm3,温度200-260℃，若不经处理直接排空，将会造成环境污染问题，且造成热能的浪费。以往常规的钠碱法、钙法、氧化镁法等，存在的突出问题是脱硫效率欠佳、浪费了尾气中的硫资源、且又产生了新的三废产物，在此应用存在很大局限，且脱硫效率也不尽如人意。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供有色冶金回转挥发窑含硫烟气脱硫方法及装置。该方法首先对回转挥发窑含硫烟气进行热能回收及脱硫综合处理。

具体说来，本发明采用以下技术方案：

一种回转挥发窑含硫尾气脱硫装置，包括热能回收装置1、洗涤降温塔2及脱硫塔4，其中洗涤降温塔2由洗涤降温泵3驱动洗涤降温液循环管路，脱硫塔4由脱硫泵5驱动循环管路，脱硫塔是双氧水脱硫塔，其中脱硫用双氧水由双氧水泵6从双氧水储槽7供应至脱硫塔中，脱硫塔具有稀酸输出管线用于将脱硫过程中产生的稀硫酸供应至下游工序，其特征在于，在脱硫塔中还装设有稳定器9，其中稳定器可用于在尾气脱硫装置初始开车或开停车时，使新加入的双氧水与稳定剂接触而发挥稳定剂的稳定作用，达到稳定新加入的双氧水不分解的目的。

在以上实施方案中，稳定器在作用在于可用于在尾气脱硫装置初始开车或开停车时，使新加入的双氧水与稳定剂接触而发挥稳定剂的稳定作用，达到稳定新加入的双氧水不分解的目的。在一种情况下，稳定器是一个管道，管道开口在循环槽，管道另一端与稳定剂源连接。需要时，稳定剂源通过该管道开口将稳定剂添加到循环槽中，所添加的稳定剂即与双氧水接触而达到稳定目的。在另一种情况下，稳定器中容纳用于防止双氧水分解的稳定剂，需要时稳定器打开，使得稳定剂释放到循环槽中。这两种情况都是稳定剂释放，达成稳定剂与双氧水接触。通过这种方式起作用的稳定剂可以是液态或固态，例如稳定剂溶液或颗粒状稳定剂。

稳定剂可以采用能够防止双氧水分解的各种试剂。一般来说，双氧水在弱酸性和中性条件下比较稳定，而在碱性条件下活化，在重金属离子存在下会快速分解。涉及到双氧水应用的领域中采用的能够阻止双氧水无控制地分解所添加的试剂称为双氧水稳定剂。双氧水稳定剂的类型有多种，例如吸附型、螯合型或混合型等，它们可以将重金属离子通过吸附和螯合等方式隔离，避免对双氧水产品影响。常用的双氧水稳定剂还有含硅或不含硅等类型。含硅稳定剂包含例如硅酸钠、硅酸镁稳定剂等硅酸盐，它们具有优良的吸附能力，对金属离子具有很好的物理化学吸附特性，从而降低金属离子的催化作用。不含硅稳定剂包含例如脂肪酸盐等类型。还有高分子稳定剂，它们通过形成高分子网状结构形成大型结构，具有很强的吸附作用，并且可以通过表面修饰获得很好的吸附隔离效果。一些常用的小分子螯合剂也是常用的双氧水稳定剂，将它们与高分子配合，可以获得很好的双氧水稳定效果。螯合型稳定剂一般为多价有机酸或其盐，例如羧酸盐、膦酸盐等。

在另一个实施方案中，稳定剂是采用固定在载体上的稳定剂或者稳定剂本身是高分子固态稳定剂，例如水玻璃及聚丙烯酰胺稳定剂。在这种情况下，稳定剂容纳在稳定器中，稳定器在需要时呈开放型态或者一直呈开放型态，使得需要时双氧水能与稳定剂接触，达到稳定双氧水不分解的目的。

双氧水稳定剂可以从供应商处购得，例如购自江苏澄天环保科技有限公司的ST-1/2稳定剂，也可以自己配制，例如采用EDTA作为螯合剂来稳定双氧水。

稳定器设置在脱硫吸收塔中，埋没在吸收液中，在初始开车循环槽内配入双氧水溶液后，起到稳定双氧水不分解之目的。开车时，将稳定器内的稳定剂与首次进入脱硫器的双氧水配制溶液同时或者在双氧水之前置入，起到稳定双氧水配制溶液的作用。并且稳定剂将一直随着液体的循环在脱硫器中循环，而不需要另外添加，或者也可以在运行一段时间后再添加，以保证循环中一定的稳定剂浓度。

脱硫吸收塔可以是本领域中常用的形式，例如空塔、填料塔等设备形式，可以根据实际情况采用一级或多级脱硫吸收。

在一种优选实施方案中，稳定器是用于向循环槽中添加稳定剂的装置，以用于向循环槽中添加固态或液态稳定剂。

进一步，所述稳定器是与稳定剂源连通的通道或者是用于容纳稳定剂的容器。

在另一个优选实施方案中，稳定器是设置在循环槽的容纳稳定剂的装置，其中所容纳的稳定剂是固态稳定剂，固态稳定剂固定在稳定器中，在需要双氧水与稳定剂接触时稳定器呈开放型态或者稳定器持续呈开放型态，以便于双氧水与稳定剂接触。

另外优选地，在稀酸输出管线上还设置有还原器8，所述还原器中装设有还原剂，所输出的稀硫酸在进入下游工序之前先与还原器中的还原剂接触以对该稀硫酸产物进行还原处理。

分离出来的稀硫酸在排出之前，优选进入还原器进行处理。还原器装置设置在稀硫酸管线上，还原器装置中容纳有用于分解副产稀硫酸中残余双氧水的还原剂，用于在稀硫酸通过管线运送时发挥作用，以达到分解稀硫酸中残留的过氧化氢的目的。用于容纳还原剂的还原器为非金属材质制作的容器，内部装填有可以分解稀硫酸中残余双氧水的还原剂物质，配备液体入口、液体出口和气体排放口；含有残余双氧水的稀硫酸自液体入口进入，喷洒在内部装填的还原剂上面，残余双氧水被分解为水和氧气自气体排放口排空，液体自液体出口排出。双氧水分解是和前面所述的稳定作用相反的作用，因此只要能加速双氧水分解的试剂都可以用作此处所用的还原剂，优选是经过固定的催化剂，例如金属氧化物床，例如以包含二氧化锰催化剂的材料制成的固体床，所述还原剂还可以自商家购得，所购得的还原剂可以是以各种原理达成本发明作用的还原剂，例如购自江苏澄天环保科技有限公司的ST-1还原剂。

本发明还公开一种回转挥发窑含硫尾气脱硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）热能回收，对于200-280℃的回转挥发窑含硫烟气，采用热能回收装置回收烟气热量，副产低压蒸汽回收能源；2）洗涤降温，在洗涤降温塔中，采用循环洗涤液将烟气温度降低至小于40℃，循环洗涤液积聚的热量采用直接冷却或循环水间接冷却的方式去除热量，降低温度至35℃以下，然后仍循环做为洗涤液降低回转挥发窑含硫烟气；3）脱硫，在脱硫设备内采用双氧水对上述步骤中产生的洗涤降温后的40℃的烟气进行脱硫，其中双氧水浓度为0.01-10%，所产生的稀硫酸浓度保持在0-30%，并且脱硫步骤更包括在烟气进入脱硫塔中之前，脱硫塔内充入双氧水循环喷淋，循环喷淋的双氧水与烟气接触脱除二氧化硫，所产生的稀酸浓度积累到一定程度时自循环洗涤液排出，其中充入的双氧水在循环过程中与设置在塔内的稳定器中所包含的稳定剂接触。

优选地，排出的稀酸在进入后续工序之前，会先经过设置在排出管路上的还原器，与其中所容纳的还原剂接触以对稀酸进行还原处理。经过处理的稀硫酸中双氧水的含量可以接近甚至达到零，即完全不能检测到。

有益效果：本发明与现有脱硫工艺相比较，可分类回收烟气能源：即充分回收烟气热量能源、又综合回收了硫资源、副产硫酸，最终实现了回转挥发窑尾气的资源回收和深度脱硫。

附图说明

图1为本发明的回转挥发窑含硫烟气脱硫设备示意图。

在图中：1热能回收装置，2洗涤降温塔，3洗涤降温泵，4脱硫塔，5脱硫泵，6双氧水泵，7双氧水储槽，8还原器，9稳定器。

具体实施方式

本发明通过回转挥发窑含硫烟气分布处理，回收蒸汽能源、降低烟气温度、最后采用双氧水法脱除烟气中的二氧化硫，回收可以利用的稀硫酸供锌冶炼制酸装置或电解装置。

热能回收。对于高于200℃的环集烟气，热能回收有很大价值。优选采用热能回收装置回收烟气热量，副产蒸汽能源。热能回收装置更优选采用热管锅炉，降低低温腐蚀；可以根据蒸汽的使用要求，生产0.2MPa-0.6MPa的蒸汽能源，回收蒸汽后烟气温度降低至130℃-160℃。

洗涤降温。130℃-160℃的回转挥发窑含硫烟气再采用洗涤降温塔，采用循环洗涤液将烟气温度降低至小于40℃。循环洗涤液积聚的热量采用直接冷却或循环水间接冷却的方式去除热量，降低温度至35℃以下，然后仍循环做为洗涤液降低回转挥发窑含硫烟气。

双氧水脱硫。回转挥发窑含硫烟气经过热能回收及洗涤降温处理后，再采进入脱硫塔内，采用双氧水法脱硫工艺进行脱硫，含硫尾气中二氧化硫含硫可以降低至20mg/Nm³以下，同时回收了副产的25-30%的稀硫酸。此部分脱硫副产的稀硫酸全部返回到锌冶炼硫酸装置或电解装置使用。

如上所述，经过回转挥发窑含硫烟气的热能回收、洗涤降温及双氧水法脱硫，回收了蒸汽能源、实现了二氧化硫的深度减排、回收副产的稀硫酸并得以综合利用。

具体来说，本发明采用的技术方案如下：

回转挥发窑含硫烟气脱硫方法及装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，热能回收。对于200-280℃的回转挥发窑含硫烟气，如锌冶炼浸出渣焙烧回转挥发窑含硫烟气，采用热能回收装置回收烟气热量，副产低压蒸汽回收能源，更优选采用热管锅炉，降低低温腐蚀；

步骤二，洗涤降温。在洗涤降温塔中，采用循环洗涤液将烟气温度降低至小于40℃。循环洗涤液积聚的热量采用直接冷却或循环水间接冷却的方式去除热量，降低温度至35℃以下，然后仍循环做为洗涤液降低回转挥发窑含硫烟气。洗涤塔可以为空塔、填料塔等能够实现此功能的多种塔器设备。

步骤三，脱硫。包含脱硫和稀硫酸的回收利用。在脱硫设备内采用双氧水对上述步骤二中产生的洗涤降温后的40℃的烟气进行脱硫。脱硫塔可采用填料塔、空塔等有利于高效传质吸收的安全可靠的设备。双氧水浓度可选用0.01-10%，优选0.01-1%,更优选0.01-0.1%。稀硫酸浓度可保持在0-30%，更优选25-30%。

本发明通过分步骤回收蒸汽能源、降温、二氧化硫深度减排等，副产稀硫酸可以回用。

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1为本发明的装置流程图，在图1中示意标出了回转挥发窑含硫烟气的处理装置和双氧水法脱硫装置。

热能回收：

200-280℃温度较高的回转挥发窑含硫烟气首先进入热能回收装置，烟气温度降低至120-160℃如热管锅炉，烟气热量传给热管锅炉，再传热给水，产生的水蒸气通蒸汽管网输送到蒸汽利用点。

洗涤降温：

在洗涤降温塔中，含硫烟气进入洗涤塔底部，脱硫泵运行将烟气温度降低至小于40℃。循环洗涤液积聚的热量采用直接冷却方式去除热量，既循环洗涤洗涤降温后，进入冷却水塔循环降温，循环洗涤液在冷却水塔降温后，继续做为洗涤降温液体使用。

脱硫：

洗涤降温后的回转挥发窑含硫烟气，是饱和了的水蒸气的含硫烟气。含硫烟气降温后，进入脱硫内，经塔顶喷淋而下的循环液洗涤脱除二氧化硫，伴随吸收反应时间的延长，稀酸浓度累积到25%时，自循环洗涤也适度排出。伴随反应的进行，连续适量补充双氧水和水，以保证脱硫装置的水平衡。

具体实施例：

某铅锌冶炼企业，根据挥发窑含硫烟气的组成，（1）锌浸出渣焙烧渣时烟气挥发烟气，气量70000Nm3/h，温度220℃，含尘30mg/Nm3，二氧化硫5000mg/Nm3。

对于（1）回转挥发窑炉的220℃的烟气温度较高，设置热管锅炉，回收烟气热能，副产0.2-0.6MPa的饱和蒸汽；

对于（2）热能回收后含硫烟气，采用循环洗涤冷却方式，对烟气进行降温至小于40℃。

对于（3）洗涤降温后含硫烟气，采用双氧水为吸收二氧化硫的介质。期间补充双氧水消耗和水的消耗，保持平衡。

上面结合附图和具体实施例对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。