阅读说明：本技术 一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法 (Method for directly preparing refined sulfuric acid by using secondary lead smelting flue gas ) 是由 李小兵 卢军胜 李伟伟 卢海军 韩宏磊 王培元 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制用硫酸的方法,所述方法由再生铅冶炼烟气中回收二氧化硫制取精制硫酸,该方法包括以下步骤：烟气净化洗涤；吸附解吸脱硫；配气制酸；硫酸尾气脱硫；烟气除酸雾后排放。其与现有技术相比具有产品质量高,杂质少,直接产出精制硫酸；制酸系统不受冶炼系统周期性操作的波动影响,生产稳定,充分利用再生铅冶炼系统产出的余热,综合运行成本低等优点。(The invention provides a method for directly preparing sulfuric acid for refining by using secondary lead smelting flue gas, which is used for preparing refined sulfuric acid by recovering sulfur dioxide from the secondary lead smelting flue gas and comprises the following steps: purifying and washing flue gas; adsorption, desorption and desulfurization; distributing gas to prepare acid; desulfurizing the sulfuric acid tail gas; and (4) removing acid mist from the flue gas and then discharging. Compared with the prior art, the method has the advantages that the product quality is high, the impurities are few, and the refined sulfuric acid is directly produced; the acid making system is not affected by the fluctuation of the periodic operation of the smelting system, the production is stable, the waste heat produced by the secondary lead smelting system is fully utilized, and the comprehensive operation cost is low.)

一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法

技术领域

本发明涉属于再生铅冶炼环保技术领域，具体涉及一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法。

背景技术

近年来，中国铅冶炼工业得到了快速发展，铅的需求大幅增加，铅矿资源短缺现象日益严重。再生铅产业得到大力发展，成为中国铅工业可持续发展的重要组成部分。精制是铅消费的主要行业之一，再生铅的原料来源主要是废铅精制。随着汽车、通讯等工业的迅速发展，精制产销量不断增加，报废量随之剧增。为了充分利用铅废料，减少铅废料对环境的污染和资源的浪费，需采取合理科学的回收方式对铅精制进行无害化处理，使铅金属进入“生产—消费—再生利用”的良性循环。

再生铅冶炼通常包括对废铅精制等含铅金属废料进行预处理(如拆解、破碎、分选、预脱硫等)、火法冶炼和污染物处理等几个主要工序。国内再生铅厂基本采用传统的火法冶炼工艺。

再生铅采用火法冶炼时产生的含SO2烟气，目前多采用制硫酸的工艺方案，得到的产品硫酸为工业硫酸。再生铅企业通常把再生工厂与电池工厂合建，这样再生铅所得的铅作为精制的主要原料，减少了运输成本。而精制中所用到的硫酸品质，要求较高，需要达到《中华人民共和国化工行业标准蓄电池用硫酸HG/T 2692-2015中优等品的标准》HG/T 2692的要求。常规的再生铅冶炼烟气制酸得到的是普通的工业硫酸，需要进一步后处理(如采用蒸馏的办法)进行提纯后，才能作为精制酸使用。这也无疑增加了企业的运行成本。

现有的再生铅烟气制酸，基于烟气中SO2浓度较低的特点，通常采用“一转一吸+离子液脱硫”的制酸工艺，制备工业硫酸。已有的生产中，通常是将产出的工业硫酸，采用电加热进行蒸馏，制备精制用硫酸。该工艺的电耗较高，同时会产出部分废酸，运行成本相对较高，也不符合节能环保的理念。

发明专利CN 109675394 A公开了一种低浓度SO2冶炼烟气一转一吸制全分析纯的方法。该技术采用精密过滤器对转化后的烟气进行过滤，最后产出分析纯硫酸。而分析纯的硫酸中各项杂质含量均远低于精制用硫酸，如果将此分析纯产品用于精制有些浪费。

另外，该专利中只是提及了低浓度SO2冶炼烟气，没有说明适用的SO2浓度范围，针对再生铅冶炼烟气的特点(SO2浓度～2％左右，同时还存在波动) ，如果直接采用一转一吸工艺，转化自热平衡难以实现，需要大量补热，运行成本大大提高，经济上不合理。

发明专利CN 109028982 A公开了一种再生铅冶炼尾气氨法脱硫封闭循环系统及脱硫方法。该技术没有生产硫酸，而是采用了氨法脱硫。硫资源虽然得到回收，但并不适合再生铅企业的产品需求。

发明专利CN 109879255 A公开了一种硫铁矿制酸系统生产精制硫酸的系统及方法。该技术主要是对硫铁矿制酸系统的干吸工段进行了优化改进，采用去离子水调节酸浓，

减少水带入的杂质，利用曝气管吹脱酸中溶解的二氧化硫。这只是局部的有效方法，不是适合处理再生铅烟气的整体工艺流程。

发明专利CN 105731394 A公开了一种精制硫酸制备装置及制备方法。该技术采用发烟酸吸收塔对转化后的烟气进行洗涤，去除烟气中的杂质，再进入烟气过滤器过滤精制，最后进入精制硫酸吸收塔，产出分析纯精制硫酸。该发明同样是产出更高规格的分析纯硫酸，运行成本也相对较高。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法，具体方案如下：

一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）烟气洗涤净化：通过动力波循环水进行一次洗涤，接着通过洗涤塔循环水进行二次洗涤冷却，净化烟气中的铅烟尘及其他杂质后再经电除雾除尘后引出洗涤塔；

（2）净化循环水处理：经脱盐装置后的净化污水汇入洗涤塔，洗涤塔的洗涤水大部分循环使用，小部分水夹带污泥送到污水处理装置处理；

（3）吸附解吸脱硫：经过洗涤、降温、除尘后冶炼烟气在进吸收塔前，经逆喷管，由脱硫富液管道逆喷，将SO2削峰填谷，并带动吸收塔底富液搅拌，再进吸收塔，在低温下，烟气中的SO2被贫液吸收，吸收后的尾气，经过步骤(6)的电除雾器除去酸雾后达标排放；吸收SO2后的富液打入贫富液换热器中换热，进入再生塔上部，经再沸器加热至再生，热源为再生铅冶炼配套的余热锅炉副产的低压蒸汽，解吸塔再生出浓度为99％的SO2气体，其余为水，作为后续制酸的原料；

（4）配气制酸：制酸的主体工艺采用一转一吸工艺或者是二转二吸工艺，其中用到的转化器、换热器及烟气管道采用304不锈钢，干吸塔、浓酸循环槽及浓酸管道采用钢衬PTFE；

（5）硫酸尾气脱硫：步骤（4）中经过吸收后的硫酸尾气中仍然含有一定量的SO2 ，需要进一步脱硫处理；

（6）烟气除酸雾后排放：步骤（3）吸收塔出口烟气和步骤（5）硫酸尾气脱硫后的烟气，合并送至电除雾器，进一步除去酸雾后，达标排放。

基于上述，步骤(2)的吸附解吸脱硫采用离子液脱硫、有机胺脱硫或者柠檬酸钠脱硫。

基于上述，步骤(4)的配气制酸配入的是空气或者纯氧气和纯氮气的混合气。

基于上述，步骤(4)的一转一吸工艺具体为：工艺系统中设置SO2的计量设施，通过计算所需要的氧气反馈给补气阀门，合理控制配入的空气量；空气在进入干燥塔前设置过滤器，以除去空气带入的杂质；经过过滤后的空气与解吸后的SO2烟气混合，经过干燥塔干燥后，进入转化器；转化器中设置一段触媒或两段触媒或三段触媒；经过转化后的SO3烟气进入吸收塔，吸收塔前设置气体过滤器，通过浓硫酸吸收烟气中的SO3产出硫酸。。

基于上述，步骤(5)中的脱硫工艺一种是直接返回到吸附解吸脱硫系统脱硫处理；一种是采用双氧水脱硫工艺处理；副产的稀硫酸作为工艺补水返回至步骤(4)中的浓酸循环槽中，脱硫后的烟气送至步骤(6)的电除雾器进一步处理。

基于上述，步骤(5)中的脱硫工艺采用石灰石石膏工艺脱硫、钠法脱硫、氨法脱硫、镁法脱硫。

基于上述，步骤(6)中进一步除去酸雾后，通过烟囱达标排放。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：

（1）所制备的硫酸质量高，杂质少，直接产出符合精制用酸要求的成品酸；

（2）制酸系统不受冶炼系统周期性操作的波动影响，生产稳定；

（3）再生铅生产企业最为合理的硫资源回收方案；

（4）充分利用再生铅冶炼系统产出的余热，综合运行成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例

本发明提供一种利用再生铅冶炼烟气直接制备精制硫酸的方法，其包括以下步骤：

（1）烟气洗涤净化：将来自再生铅冶炼系统约280℃烟气，首先通过动力波循环水进行一次洗涤，接着通过洗涤塔循环水进行二次洗涤冷却，净化烟气中的铅烟尘及其他杂质后再经电除雾除尘后引出洗涤塔，出烟气净化的烟气温度控制在40℃左右；

（2）净化循环水处理：经过净化后的冶炼烟气经脱盐装置后的净化污水汇入洗涤塔，洗涤塔的洗涤水大部分循环使用，小部分水夹带污泥送到污水处理装置处理；

（3）吸附解吸脱硫：经过洗涤、降温、除尘后冶炼烟气在进吸收塔前，经逆喷管，由脱硫富液管道逆喷，将SO2削峰填谷，并带动吸收塔底富液搅拌，再进吸收塔，在低温下，烟气中的SO2被贫液吸收，吸收后的尾气，经过步骤(6)的电除雾器除去酸雾后达标排放；吸收SO2后的富液打入贫富液换热器中换热，进入再生塔上部，经再沸器加热至再生，热源为再生铅冶炼配套的余热锅炉副产的低压蒸汽，解吸塔再生出浓度为99％的SO2气体，其余为水，作为后续制酸的原料；

（4）配气制酸：制酸的主体工艺采用一转一吸工艺或者是二转二吸工艺，其中用到的转化器、换热器及烟气管道采用304不锈钢，干吸塔、浓酸循环槽及浓酸管道采用钢衬PTFE；

（5）硫酸尾气脱硫：步骤（4）中经过吸收后的硫酸尾气中仍然含有一定量的SO2 ，需要进一步脱硫处理；

（6）烟气除酸雾后排放：步骤（3）吸收塔出口烟气和步骤（5）硫酸尾气脱硫后的烟气，合并送至电除雾器，进一步除去酸雾后，达标排放。

步骤(2)的吸附解吸脱硫采用离子液脱硫、有机胺脱硫或者柠檬酸钠脱硫。

步骤(4)的配气制酸配入的是空气或者纯氧气和纯氮气的混合气。

步骤(4)的一转一吸工艺具体为：工艺系统中设置SO2的计量设施，通过计算所需要的氧气反馈给补气阀门，合理控制配入的空气量；空气在进入干燥塔前设置过滤器，以除去空气带入的杂质；经过过滤后的空气与解吸后的SO2烟气混合，经过干燥塔干燥后，进入转化器；转化器中设置一段触媒或两段触媒或三段触媒；经过转化后的SO3烟气进入吸收塔，吸收塔前设置气体过滤器，通过浓硫酸吸收烟气中的SO3产出硫酸。。

步骤(5)中的脱硫工艺一种是直接返回到吸附解吸脱硫系统脱硫处理；一种是采用双氧水脱硫工艺处理；副产的稀硫酸作为工艺补水返回至步骤(4)中的浓酸循环槽中，脱硫后的烟气送至步骤(6)的电除雾器进一步处理。

步骤(5)中的脱硫工艺采用石灰石石膏工艺脱硫、钠法脱硫、氨法脱硫、镁法脱硫。

步骤(6)中进一步除去酸雾后，通过烟囱达标排放。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。