阅读说明：本技术 一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法 (Flue gas desulfurization method using secondary zinc oxide soot as desulfurizer ) 是由 薛文涛 范泽圣 周济 杨庆先 邹嘉珍 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法,包括制浆工序、富氧制泡工序、泡沫脱硫工序、脱硫后浆液过滤工序、净化除杂工序和浓缩结晶工序,本发明的工艺方法将次氧化锌烟灰脱硫过程生成的难溶亚硫酸锌及时转化为硫酸锌,推动反应向有利于SO<Sub>2</Sub>吸收的方向进行,免去后续氧化脱硫副产物的冗长流程,利用泡沫吸收方式减少设备堵塞和结垢,同时实现冶金炉窑烟气高效脱硫生产硫酸锌产品,变环保治理投入为环保效益产出,一举多得,对国家大气污染防治具有积极的促进作用,经济环保效益显著。(the invention discloses a flue gas desulfurization method using secondary zinc oxide soot as a desulfurizing agent, which comprises a pulping process, an oxygen-enriched foam preparation process, a foam desulfurization process, a slurry filtration process after desulfurization, a purification and impurity removal process and a concentration and crystallization process 2 the absorption direction is carried out, the lengthy flow of subsequent oxidative desulfurization byproducts is removed, the foam absorption mode is utilized to reduce equipment blockage and scaling, the high-efficiency desulfurization production of zinc sulfate products by the smoke of the metallurgical furnace is realized, the environment-friendly treatment investment is changed into the environment-friendly benefit output, multiple purposes are achieved, and the national atmosphere pollution is preventedThe jig has positive promoting effect and obvious economic and environmental benefits.)

一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法

技术领域

本发明涉及工业含硫尾气治理技术领域，特别是涉及一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法。

背景技术

在现有技术中，烟气脱硫是指从工业炉窑产生的烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物，简称FGD技术，其实质是利用碱性物质吸收烟气中酸性硫氧化物的过程。最常用的碱性物质类型是石灰类、钠碱类。吸收方式有干式、湿式、半湿式等，其中湿式脱硫方法采用较多，主要有石灰(石)—石膏法、钠碱法、双碱法、氨吸收法等，采用这些方法的主要原因是技术成熟，设备要求不高，流程简单，脱硫剂(吸收剂)获取途径广，使用方便。但也存在许多缺点，如脱硫剂用量大、运行维护成本高，产出的含硫副产物渣(如石膏、亚硫胺产品等)综合利用率低，且易造成二次污染等问题。

早在20世纪末我国研究人员对次氧化锌烟灰用于烟气脱硫及脱硫副产物综合利用技术进行过研究，但因烟气脱硫过程吸收率低、设备适应性差等技术问题未能实现工业化应用。近年来，国内一些大型铅锌冶炼企业相继建立了氧化锌脱硫工业装置，均因脱硫过程亚硫酸锌不能及时转化成可溶性硫酸锌造成吸收率低、结垢、堵塞等关键技术问题未解决而没有成功。国内次氧化锌烟灰作为吸收剂用于烟气脱硫的工业化应用极少，氧化锌脱硫技术的成功应用案例当前仅有两例。现行技术仅应用于铅锌冶炼企业、且对次氧化锌品位和杂质要求高，在亚硫酸锌转化方面工艺冗长，后续处理需要将亚硫酸锌进行氧化溶解，工艺技术装备方面具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法，运用次氧化锌烟灰作为脱硫剂进行烟气脱硫并实现脱硫副产物综合利用生产工业级七水硫酸锌。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法，包括如下工艺步骤：

S1.制浆工序，将次氧化锌烟灰与清水或后续工序返回液混合浆化，控制液固比为(5-10)：1，常温下搅拌10－30min,溢流获得粒度均匀、活度强的浆液；

S2.富氧转化－泡沫脱硫工序，包括以下三个步骤：

S21.富氧制泡工序，将S1工序获得的浆液转入中转槽并加入浆液体积1％－5％的起泡剂，将配制好起泡剂的浆液注入脱硫装置的贮液池，含氧量体积百分数25％－40％的富氧空气通过泡沫发生器通入贮液池底部，泡沫直径10－25mm；

S22.泡沫脱硫工序，向S21工序中脱硫装置的底部烟气入口接入70－90℃含硫烟气，脱硫装置为两组串联式，上下相通，烟气通过两组串联脱硫装置实现两段脱硫，保障烟气达标排放，处理后合格烟气经烟气管道排空，吸收烟气后浆液进入循环调节池循环使用，循环调节池脱硫后浆液经测定PH值、锌硫比合格后，进入下一工序；

S23.脱硫后浆液过滤工序，将S22工序脱硫后PH值3－5和锌硫比0.8－1.0的合格浆液经中转池澄清分离后所得底浆经压滤后渣返回炉窑配料，压滤后的滤液与中转池的上清液混合获得硫酸锌溶液进入下一工序；

S3.硫酸锌精制工序，包括以下两个步骤：

S31.净化除杂工序，将S23工序获得的硫酸锌溶液保持温度60－70℃，调节溶液PH值为4.0-5.0，加入杂质理论量1.2倍的净化剂，经二段连续逆流净化，经压滤获得渣返回还原炉配料进一步回收有价金属，滤液进入下一工序；

S32.浓缩结晶工序，将S31工序获得的滤液经蒸发浓缩，结晶分离，风干，包装一系列常规工艺后，获得工业级七水硫酸锌产品，七水流酸锌纯度≥98％，锌含量≥21％。

进一步的，如上所述的起泡剂为硫酸基、磺酸基中的一种或几种混合物表面活性物质，净化剂为锌粉、锑白粉的一种或混合物。

进一步的，如上所述的脱硫装置为一上下窄中宽圆柱塔状结构，下窄部为贮液池，中宽部为泡沫层，上窄部为隔板层，含硫烟气由脱硫装置下部接入，在中宽部泡沫层充分吸收。

进一步的，如上所述的中转槽中安装搅拌装置，浆液通过渣浆泵送至各个工序，泡沫发生器内部装有文氏管结构。

进一步的，如上所述的压滤操作选用板框压滤机。

进一步的，如上所述的常温环境是指温度处于20-25摄氏度。

进一步的，如上所述的脱硫装置为两组串联式，包括一段脱硫塔和二段脱硫塔，烟气从一段脱硫塔底部进入顶部流出并再次进入二段脱硫塔的底部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用富氧转化工艺，将次氧化锌烟灰脱硫过程生成的难溶亚硫酸锌及时转化为硫酸锌，推动反应向有利于SO₂吸收的方向进行，免去后续氧化脱硫副产物的冗长流程；采用泡沫脱硫工艺，泡沫吸收方式减少设备堵塞和结垢；脱硫后硫酸锌溶液经处理精制制得工业级七水硫酸锌产品。可解决次氧化锌烟灰综合回收问题，同时实现冶金炉窑烟气高效脱硫生产硫酸锌产品，一举多得，项目的实施对区域大气污染防治具有积极的促进作用，经济环保效益显著。将次氧化锌烟灰用于烟气脱硫生产硫酸锌产品，实现以废治废，资源综合利用。在环保行业、冶金行业都值得推广，具有显著的技术先进性和推广意义。

附图说明

图1为本发明的工艺路线图。

具体实施方式

下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。

如图1所示，本发明的一种次氧化锌烟灰作为脱硫剂的烟气脱硫方法，包括如下工艺步骤：

S1.制浆工序，将次氧化锌烟灰与清水或后续工序返回液混合浆化，控制液固比为(5-10)：1，常温下搅拌10－30min,溢流获得粒度均匀、活度强的浆液；

S2.富氧转化－泡沫脱硫工序，包括以下三个步骤：

S21.富氧制泡工序，将S1工序获得的浆液转入中转槽并加入浆液体积1％－5％的起泡剂，将配制好起泡剂的浆液注入脱硫装置的贮液池，含氧量体积百分数25％－40％的富氧空气通过泡沫发生器通入贮液池底部，泡沫直径10－25mm；

S22.泡沫脱硫工序，向S21工序中脱硫装置的底部烟气入口接入70－90℃含硫烟气，脱硫装置为两组串联式，上下相通，烟气通过两组串联脱硫装置实现两段脱硫，保障烟气达标排放，处理后合格烟气经烟气管道排空，吸收烟气后浆液进入循环调节池循环使用，循环调节池脱硫后浆液经测定PH值、锌硫比合格后，进入下一工序；

S23.脱硫后浆液过滤工序，将S22工序脱硫后PH值3－5和锌硫比0.8－1.0的合格浆液经中转池澄清分离后所得底浆经压滤后渣返回炉窑配料，压滤后的滤液与中转池的上清液混合获得硫酸锌溶液进入下一工序；

S3.硫酸锌精制工序，包括以下两个步骤：

S31.净化除杂工序，将S23工序获得的硫酸锌溶液保持温度60－70℃，调节溶液PH值为4.0-5.0，加入杂质理论量1.2倍的净化剂，经二段连续逆流净化，经压滤获得渣返回还原炉配料进一步回收有价金属，滤液进入下一工序；

S32.浓缩结晶工序，将S31工序获得的滤液经蒸发浓缩，结晶分离，风干，包装一系列常规工艺后，获得工业级七水硫酸锌产品，七水流酸锌纯度≥98％，锌含量≥21％。

进一步的，所述的起泡剂为硫酸基、磺酸基中的一种或几种混合物表面活性物质，净化剂为锌粉、锑白粉的一种或混合物。所述的脱硫装置为一上下窄中宽圆柱塔状结构，下窄部为贮液池，中宽部为泡沫层，上窄部为隔板层，含硫烟气由脱硫装置下部接入，在中宽部泡沫层充分吸收。所述的中转槽中安装搅拌装置，浆液通过渣浆泵送至各个工序，泡沫发生器内部装有文氏管结构。所述的压滤操作选用板框压滤机。所述的常温环境是指温度处于20-25摄氏度。所述的脱硫装置为两组串联式，包括一段脱硫塔和二段脱硫塔，烟气从一段脱硫塔底部进入顶部流出并再次进入二段脱硫塔的底部。

实施例一：

用某环保企业的危废处理冶金炉烟气脱硫，待处理烟气量60000m³/h，烟气SO₂浓度3500mg/m³，所用次氧化锌烟灰成分为:锌26.8％、锡2.56％、铅0.74％、铜1.25％、镍0.98％。

将上述次氧化锌烟灰按以下工艺步骤：

1.制浆，将次氧化锌烟灰与清水或后续工序返回液混合浆化，控制液固比为6：1，常温下搅拌30min,溢流后浆液送往富氧转化－泡沫脱硫工序；

2.富氧转化－泡沫脱硫，将前段工序溢流浆液在中转槽中配入1％的起泡剂，搅拌后分别注入一、二段泡沫脱硫塔底部贮液池通入富氧空气鼓泡，控制一段泡沫层体积为10m³，二段泡沫层体积为20m³，打开烟气截流阀向一段泡沫脱硫塔底部通入均匀烟气。经一段脱硫后烟气从二段脱硫塔底部进入泡沫层进行二段脱硫，脱硫合格烟气排放浓度197mg/m³。一段泡沫脱硫塔底部浆液经测定PH值小于4.5后，排出进行液固分离，溶液含锌85g/l，送往硫酸锌精制工序，渣返回火法冶金炉配料。二段泡沫脱硫塔底部浆液经循环池，补入中转槽配好起泡剂的新鲜浆液调节锌硫比为1.1，返回一段泡沫脱硫塔底部贮液池循环脱硫。

3.硫酸锌精制，将上一工序硫酸锌溶液调节温度至60－70℃，按理论量1.2倍分别加入锌粉、锑白粉等净化剂进行二段连续逆流净化，净化终点溶液中锌浓度100g/l、铜、镍浓度小于20mg/l，经压滤获得渣返回还原炉配料进一步回收锡、铅等有价金属，滤液进行常规蒸发浓缩→结晶分离→风干→包装，蒸发浓缩终点温度不大于60℃，结晶开始温度严格控制在39℃以下，经上述工序获得工业级七水硫酸锌产品，七水流酸锌纯度≥98％，锌含量≥21％。

实施例二：

用某环保企业的危废处理冶金炉烟气脱硫，待处理烟气量60000m³/h，烟气SO₂浓度3500mg/m³，所用次氧化锌烟灰成分为:锌61.36％、锡0.09％、铅2.74％、铜0.25％、镍0.08％。

将上述次氧化锌烟灰按以下工艺步骤：

1.制浆，将次氧化锌烟灰与清水或后续工序返回液混合浆化，控制液固比为10：1，常温下搅拌30min,溢流后浆液送往富氧转化－泡沫脱硫工序；

2.富氧转化－泡沫脱硫，将前段工序溢流浆液在中转槽中配入3％的起泡剂，搅拌后分别注入一、二段泡沫脱硫塔底部贮液池通入富氧空气鼓泡，控制一段泡沫层体积为10m³，二段泡沫层体积为20m³，打开烟气截流阀向一段泡沫脱硫塔底部通入均匀烟气。经一段脱硫后烟气从二段脱硫塔底部进入泡沫层进行二段脱硫，脱硫合格烟气排放浓度98mg/m³。一段泡沫脱硫塔底部浆液经测定PH值小于4.5后，排出进行液固分离，溶液含锌121g/l，送往硫酸锌精制工序，渣返回火法冶金炉配料。二段泡沫脱硫塔底部浆液经循环池，补入中转槽配好起泡剂的新鲜浆液调节锌硫比为1.1，返回一段泡沫脱硫塔底部贮液池循环脱硫。

3.硫酸锌精制，将上一工序硫酸锌溶液调节温度至60－70℃，按理论量1.2倍分别加入锌粉、锑白粉等净化剂进行二段连续逆流净化，净化终点溶液中锌浓度145g/l、铜、镍浓度小于20mg/l，经压滤获得渣返回还原炉配料进一步回收锡、铅等有价金属，滤液进行常规蒸发浓缩→结晶分离→风干→包装，蒸发浓缩终点温度不大于60℃，结晶开始温度严格控制在39℃以下，经上述工序获得工业级七水硫酸锌产品，七水流酸锌纯度≥98％，锌含量≥21％。

实施例三：

用某环保企业的危废处理冶金炉烟气脱硫，待处理烟气量60000m³/h，烟气SO₂浓度3500mg/m³，所用次氧化锌烟灰成分为:锌39.12％、锡0.08％、铅5.04％、铜3.25％、镍1.28％。

将上述次氧化锌烟灰按以下工艺步骤：

1.制浆，将次氧化锌烟灰与清水或后续工序返回液混合浆化，控制液固比为8：1，常温下搅拌30min,溢流后浆液送往富氧转化－泡沫脱硫工序；

2.富氧转化－泡沫脱硫，将前段工序溢流浆液在中转槽中配入3％的起泡剂，搅拌后分别注入一、二段泡沫脱硫塔底部贮液池通入富氧空气鼓泡，控制一段泡沫层体积为10m³，二段泡沫层体积为20m³，打开烟气截流阀向一段泡沫脱硫塔底部通入均匀烟气。经一段脱硫后烟气从二段脱硫塔底部进入泡沫层进行二段脱硫，脱硫合格烟气排放浓度167mg/m³。一段泡沫脱硫塔底部浆液经测定PH值小于4.5后，排出进行液固分离，溶液含锌105g/l，送往硫酸锌精制工序，渣返回火法冶金炉配料。二段泡沫脱硫塔底部浆液经循环池，补入中转槽配好起泡剂的新鲜浆液调节锌硫比为1.1，返回一段泡沫脱硫塔底部贮液池循环脱硫。

3.硫酸锌精制，将上一工序硫酸锌溶液调节温度至60－70℃，按理论量1.2倍分别加入锌粉、锑白粉等净化剂进行二段连续逆流净化，净化终点溶液中锌浓度120g/l、铜、镍浓度小于20mg/l，经压滤获得渣返回还原炉配料进一步回收锡、铅等有价金属，滤液进行常规蒸发浓缩→结晶分离→风干→包装，蒸发浓缩终点温度不大于60℃，结晶开始温度严格控制在39℃以下，经上述工序获得工业级七水硫酸锌产品，七水流酸锌纯度≥98％，锌含量≥21％。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被认为“安装在”另一个元件上，它可以直接安装在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

通过以上实施例中的技术方案对本发明进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。