CN102160960A

CN102160960A - 烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺及系统

Info

Publication number: CN102160960A
Application number: CN2011100459112A
Authority: CN
Inventors: 张玉君; 杨春根
Original assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-08-24

Abstract

本发明公开了一种烧结烟气的钠碱法脱硫工艺及系统，为解决现有技术中污染严重等问题而发明。本发明采用碳酸钠作为脱硫剂，脱硫副产物为亚硫酸钠粉体，该工艺包括以下步骤：①含硫烟气经过降温后进入脱硫塔；②在脱硫塔内用碳酸钠或者氢氧化钠溶液作为吸收剂对步骤①中的含硫烟气进行净化，净化后的烟气经除雾器除雾后排放。上述的工艺方法，工序简单、脱硫效率高、节约能耗、节约占地、反应速度快、脱硫副产物价值高。

Description

烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺及系统

技术领域

本发明涉及一种工业冶炼行业处理烟气的湿法脱硫工艺，尤其涉及一种针对烧结球团生产过程中产生的高温烟气的湿法脱硫工艺。

背景技术

目前，我国钢铁行业烧结(球团)烟气成分复杂，波动性较大，具有以下特点：一是烟气量大，一吨烧结矿产生烟气在4000-6000m3；二是二氧化硫浓度变化大，范围在400-5000mg/Nm3之间；三是温度变化大，一般为80℃到180℃；四是流量变化大，变化幅度高达40％以上；五是水分含量大且不稳定，一般为10-13％；六是含氧量高，一般为15～18％；七是含有多种污染成份，除含有二氧化硫、粉尘外，还含有重金属、二恶英类、氮氧化物等。这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。目前主要的问题是：第一、缺乏成熟的烧结脱硫技术。目前已投入运行的烧结烟气脱硫装置采用的脱硫工艺主要有循环流化床法、氨-硫铵法、密相干塔法、石灰石-石膏法等，这些工艺在我国处于研发和试用阶段，实际脱硫效果，有待进一步验证和评估。第二、副产物利用途径少。彻底解决烧结烟气污染问题，不但要实现烟气高效脱硫，还要解决副产物的有效利用问题。由于烧结烟气脱硫产生的副产物成分复杂，目前还缺乏有效的利用途径。第三、脱硫装置投资大、运行费用高。烧结脱硫装置投资约占烧结机投资的20％～50％，吨烧结矿脱硫运行成本5～14元。投资大、运行成本高是制约安装脱硫装置的重要因素。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种投资省、脱硫副产物价值高，运行费用低、脱硫效率高的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺及系统。

为了达到上述目的，本发明的钠碱法脱硫工艺包括以下步骤：

①含硫烟气经过除尘降温后进入脱硫塔1；

②在脱硫塔1内吸收剂碳酸钠溶液(起始吸收)、亚硫酸钠溶液(终了吸收)反应，净化后的烟气经除雾器2除雾后排放；

③吸收得到的亚硫酸氢钠溶液在中和釜6加烧碱或者纯碱溶液进行反应，使亚硫酸氢钠全部转化为亚硫酸钠；同时除去重金属。

④通过去杂质装置7去除杂质的亚硫酸钠溶液在浓缩釜9进行蒸发浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度控制在95～100℃，待大量结晶析出便可放出，放出的结晶物经离心机10脱水。由离心机脱水后，再经沸腾干燥器热空气直接接触得到产品。离心干燥后的结晶水进入母液槽11送入化碱槽12供配置吸收剂溶液用。

本工艺吸收剂为碳酸钠，脱硫副产物为无水亚硫酸钠。初始Na₂CO₃溶液浓度质量百分比为5％-25％，为了避免烟气中的氧气把Na₂CO₃氧化为Na₂CO₄，添加对苯二胺作为抗氧剂。

吸收后的溶液当吸收液pH值达到4～7.5时，送去中和。中和温度应控制在38～60℃，溶液的pH＝7，然后加适量的烧碱中和，温度可提高到100-110℃，溶液的pH＝11～12，其目的是除掉部分的重金属同时可提高亚硫酸钠溶液的浓度。进行固液分离，重金属等杂质统一处理，液体进入下一步蒸发结晶。

除去杂质的亚硫酸钠溶液进行浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度应控制在80～120℃，待大量结晶析出后便可放出，放出的结晶物经离心机脱水后，再经沸腾干燥器用热空气直接接触，得到无水亚硫酸钠结晶。

一种用于烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺系统，包括设置有气体进口和液体进、出口的吸收塔，所述吸收塔液体进口连接有化碱槽，所述吸收塔连接除雾器，液体出口依次连接吸收液贮罐、中和釜、压滤泵、板框压滤机、中和液贮罐、浓缩釜、离心机，离心机固体出口依次连接皮带输送机、喂料机、包装机、除尘器、布袋除尘器和烘干引风机，离心机液体出口依次连接母液槽和化碱槽。

上述的工艺方法及系统，具有以下优点：

1、本发明工序简单、脱硫效率高。在本发明中，本发明中，吸收液为溶液状态，吸收质成离子状态，脱硫效率很容易达到95％以上。

2、本发明能够节约能耗。在本发明中，液气比比传统湿法液气比小，可减少循环泵的流量，从而降低能耗。同样的原因烟气侧的阻力也远远小于传统湿法，从而降低增压风机的能耗，在烧结机或球团脱硫中甚至不用增加增压风机，靠主抽风机的余压基本就能满足脱硫装置的压力损失。

3、本发明节约占地。在本发明中，吸收过程属于离子间反应，反应速度快，可以缩短反应时间，降低脱硫塔高度，减小脱硫塔经，从而节约用地。

4、脱硫副产物价值高。本发明中，脱硫发产物亚硫酸钠纯度可达96％，主要用于印染工业作为脱氧剂和漂白剂，用于各种棉织物的煮炼，可防止棉布纤维局部化而影响纤维强度，并提高煮炼物的白度。感光工业用作显影剂。有机工业用作间苯二胺、2，5-二氯吡唑酮、蒽醌-1-磺酸、1-氨基蒽醌、氨基水杨酸钠等生产的还原剂，可防止反应过程中半成品的氧化。造纸工业用作木质素脱除剂。纺织工业用作人造纤维的稳定剂。电子工业用于制造光敏电阻。水处理工业用于电镀废水、饮用水的处理。用途广，价值高。

附图说明

图1为本发明的烧结钠碱法脱硫工艺的具体布置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明的钠碱法脱硫工艺包括以下步骤：

①含硫烟气经过除尘降温后进入脱硫塔1；

③吸收得到的亚硫酸氢钠溶液加烧碱或者纯碱溶液进行反应，使亚硫酸氢钠全部转化为亚硫酸钠；同时除去重金属。

④去除杂质的亚硫酸钠溶液进行蒸发浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度控制在95～100℃，待大量结晶析出便可放出，放出的结晶物经离心机脱水。由离心机脱水后，再经沸腾干燥器热空气直接接触得到产品。

吸收剂为碳酸钠，脱硫副产物为无水亚硫酸钠。初始Na2CO3溶液浓度质量百分比为5％-25％，为了避免烟气中的氧气把Na2CO3氧化为Na2CO4，添加对苯二胺作为抗氧剂。吸收后的溶液当吸收液pH值达到4～7.5时.送去中和。中和温度应控制在38～60℃，溶液的pH＝7，然后加适量的烧碱中和，温度可提高到100-110℃，溶液的pH＝11～12，其甘的是除掉部分的重金属同时可提高亚硫酸钠溶液的浓度。进行固液分离，重金属等杂质统一处理，液体进入下一步蒸发结晶。除去杂质的亚硫酸钠溶液进行浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度应控制在80～120℃.待大量结晶析出后便可放出，放出的结晶物经离心机10脱水后，再经沸腾干燥器用热空气直接接触，得到亚硫酸钠产品，该产品经皮带输送机13和喂料机14、除尘器、布袋除尘器16、烘干引风机17及包装机15进行包装。离心干燥后的结晶水进入母液槽11送入化碱槽12供配置吸收剂溶液用。

一种用于烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺系统，包括设置有气体进口和液体进、出口的吸收塔1，所述吸收塔液体进口连接有化碱槽12，所述吸收塔连接除雾器2，液体出口依次连接吸收液贮罐、中和釜、压滤泵、板框压滤机、中和液贮罐、浓缩釜、离心机，离心机固体出口依次连接皮带输送机、喂料机、包装机、除尘器、布袋除尘器和烘干引风机，离心机液体出口依次连接母液槽和化碱槽。

实施方案1，在某年产30万吨球团厂，原始烟气参数如下表：

项目	单位	数据
			进入的烟气量
标况烟气流量	Nm3/h	77446
			工况烟气量	m3/h	120000
SO2浓度	mg/Nm3	1500～2000
			烟气温度	℃	120-200
烟尘浓度	mg/Nm3	≤100
			排烟温度	℃	55

采用本发明后，总投资约400万元，可年产亚硫酸钠约2000t，按每吨3000元计算，扣除费用，年盈利可达400万元。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的烧结钠碱法脱硫工艺都是本发明的一种变形，均应认为落在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：采用碳酸钠作为脱硫剂，脱硫副产物为亚硫酸钠粉体，该工艺包括以下步骤：

①含硫烟气经过降温后进入脱硫塔(1)；

②在脱硫塔(1)内用碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液作为吸收剂对步骤①中的含硫烟气进行净化，净化后的烟气经除雾器(2)除雾后排放。

2.根据权利要求1所述的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：采用Na₂CO₃溶液或氢氧化钠溶液做初始吸收液，初始吸收液吸收烟气中的SO₂后，转变为Na₂SO₃溶液，作为吸收剂使用。

3.根据权利要求2所述的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：所述Na₂CO₃溶液浓度质量百分比为5％-40％，添加对苯二胺作为抗氧剂。

4.根据权利要求3所述的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：所述步骤②中的碳酸钠溶液与含硫烟气反应后得到的亚硫酸氢钠溶液在中和釜(6)中加烧碱或者纯碱溶液进行中和反应，使亚硫酸氢钠全部转化为亚硫酸钠；同时除去重金属杂质。

5.根据权利要求4所述的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：亚硫酸氢钠溶液pH值达到4～7.5时进行中和反应；中和反应的温度控制在38～60℃，溶液pH＝7时，加适量的烧碱中和，温度提高到100-110℃，溶液pH＝11～12时，除掉重金属同时提高亚硫酸钠溶液的浓度；进行固液分离，将该重金属杂质进行统一处理，液体进入下一步蒸发结晶。

6.根据权利要求5所述的烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺，其特征在于：除去杂质的亚硫酸钠溶液进行浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度应控制在80～120℃.待大量结晶析出后便放出，放出的结晶物经离心机脱水后，再经沸腾干燥器用热空气直接接触，得到无水亚硫酸钠结晶。

7.根据权利要求6所述的烧结烟气的钠碱法脱硫工艺，其特征在于：通过去杂质装置(7)去除杂质的亚硫酸钠溶液进入浓缩釜(9)进行蒸发浓缩，用间接蒸汽加热到沸腾，温度控制在95～100℃，待大量结晶析出后放出，放出的结晶物经离心机(10)脱水后，再经沸腾干燥器热空气直接接触得到的脱硫副产物为无水亚硫酸钠结晶。

8.根据权利要求7所述的烧结烟气的钠碱法脱硫工艺，其特征在于：离心干燥后的结晶水进入母液槽(11)并送入化碱槽(12)供配置吸收剂溶液用。

9.根据权利要求1-8任一所述的烧结烟气的钠碱法脱硫工艺，其特征在于：吸收塔中液气比控制在0.25-6之间，脱硫效率大于99％。

10.一种用于烧结烟气的钠碱湿法脱硫工艺系统，其特征在于，包括设置有气体进口和液体进、出口的吸收塔，所述吸收塔液体进口连接有化碱槽，所述吸收塔连接除雾器，液体出口依次连接吸收液贮罐、中和釜、压滤泵、板框压滤机、中和液贮罐、浓缩釜、离心机，离心机固体出口依次连接皮带输送机、喂料机、包装机、除尘器、布袋除尘器和烘干引风机，离心机液体出口依次连接母液槽和化碱槽。