第四章冶金废气的治理和利用.ppt

4.4 二氧化硫烟气的净化回收 目前，烟气脱硫仍被认为是有效的途径，应用最广泛，其次是循环流化床燃烧脱硫，正在推广应用。其他脱硫技术尚未达到商业广泛应用的程度。 对高浓度SO2烟气，可用接触法自然生产硫酸，而低浓度SO2烟气比较复杂。 4.4.2 高浓度二氧化硫烟气的净化回收 凡能满足接触法生产硫酸的SO2烟气(SO2 >2%)称为高浓度SO2烟气。此类烟气常采用接触法生产硫酸。 我国冶炼烟气制酸最早的一套装置于1941年建于葫芦岛锌厂，它从德国引进鲁奇公司的硫酸技术，设计规模为15 kt/a，回收多膛炉产出的SO2气体，1945年5月建成，同年6月正式投产，8月停产，直到1953年才恢复生产。 早期主要为水洗和酸洗 20世纪60年代末，出现了干法和热浓酸洗流程 稀酸洗和双接触工艺 单系列装置的规模愈来愈大(单系列规模已达到600 kt/a); 技术和装备愈来愈先进，如美国孟山都环境化学公司的动力波烟气净化设备，加拿大凯密迪公司的全不锈钢转化器 自动化水平发展较快。大的硫酸装置（贵冶、金隆、株冶、大冶、中条山、金川等）都已应用了集散系统( DCS)控制。 到20世纪70年代初，全国建成投产了10余套冶炼烟气制酸装置，产量约360 kt/a。 到1985年，建成30余套制酸装置，设计能力近1 800 kt/a，实际硫酸产量1 100 kt/a。 从1953年到1985年32年间，冶炼烟气制酸产量年增长率为14. 5%，快于同期全国硫酸总量8.8%的年增长率。 到1999年，已拥有90余套制酸装置，设计能力约5 500 kt/a，实际硫酸产量为4 318 kt/a。期间年增长率为10. 25%，仍大于同期全国硫酸总量的年增长率。1999年10种有色金属产量达到655.4万t，位居世界前列。有色冶炼烟气制酸共生产硫酸431.8万t，其中国有大中型企业生产硫酸386.0万t，2000年更达到426.2万t 4.4.3 低浓度二氧化硫烟气的净化回收 凡不能满足接触法生产硫酸的二氧化硫烟气（SO2的浓度在2%以下）称为低浓度SO2烟气。 处理工艺： 低浓度SO2烟气制酸工艺； 烟气脱硫技术； 低浓度SO2烟气制酸工艺 一般有两种思路： 一种是设法提高SO2烟气的浓度，采用常规法制酸；二是直接采用低浓度SO2烟气制酸。 （1）低浓度SO2烟气采用常规法制酸必须满足两个条件：一是烟气必须连续；二是烟气在达到转化器之前必须保证SO2浓度在4%以上。为此，可通过加强冶炼设备密闭性、对低浓度SO2烟气进行返烟操作、富氧冶炼等措施来提高烟气中SO2的浓度。其中，最常用的方法是焚硫配气法。 （2）低浓度烟气SO2直接制酸工艺目前主要有非稳态法和托普索WSA工艺。 非稳态法 前苏联科学院新西伯利亚分院催化剂研究所20世纪70年代中期开发。 非稳态法是利用转化器触媒蓄热，周期性改变送气方向，使触媒两端交替放热与蓄热，从而实现低浓度SO2烟气制酸的自热平衡。 优点：无中间换热器、流程简单，同时由于触媒是在封闭状态下蓄热、放热，因而热损失小。 缺点：转化率低，仅仅在85%-90%之间，尾气仍不能达标，必须另外增加尾气处理设施。 托普索WSA工艺 20世纪80年代中期丹麦TOPSOE公司开发的一种将净化后的烟气不进行任何干燥而生产浓硫酸的催化湿气体制酸( WSA)新工艺。 优点：无论烟气中SO2浓度高或低都能生产出96%以上浓度的硫酸，不会产生任何废物或废水，不使用任何化学吸附剂，二氧化硫的转化率可达99.3%-99.5%。尾气能达到环保排放标准，而且可将反应热、水合热以及部分硫酸冷凝热在系统内充分利用。 缺点：对烟气净化的质量要求较高，常规净化设备不能满足要求，需采用动力波或可调文丘里气体净化装置；因WSA工艺采用湿式转化，对触媒要求非常严格。对设备要求高，投资相对较大。 2、烟气脱硫技术 实例：烧结废气脱SOX 烧结废气中的SO2主要来自铁矿石和烧结用的燃料。铁矿石中的硫含量随产地不同有较大差异，范围在0.01%~0.3%。 国际上自20世纪60年代后期开始烧结尾气脱硫的研宄，我国早在20世纪50年代就开始从事烟气脱硫的研究，但是大量的工作是从20世纪70年代开始的，20世纪90年代以前绝大部分烟气脱硫为小试和中试。目前一些钢厂已经采取措施，建设烧结废气脱硫设施。 目前石灰-石膏法较多，Mg(OH)2法也在增加，二者都是湿法；只有一种干法为活性炭吸附法。 石灰-石膏法 预冷塔： 烟气降温至50 ～60℃，同时除去 粉尘和硫酸雾 吸收剂为5%~15% 的石灰石、氢氧化钙 吸收塔： 二氧化硫与吸收液 反应生成亚硫酸钙 氢氧化镁浆液吸收法 氨水回收-硫铵回收法 2．冶炼废气除尘 烟气收尘分干式、湿式两类。