淺談硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)

李玉紅

（青海銅業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 811600）

傳統(tǒng)的硫酸生產(chǎn)過(guò)程中，主要以一轉(zhuǎn)一吸工藝為主，這種生產(chǎn)方式會(huì)在一定程度上對(duì)環(huán)境造成污染與破壞。為了降低硫酸生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞與污染，我國(guó)曾對(duì)硫酸生產(chǎn)尾氣技術(shù)進(jìn)行大量研究與探索。在20世紀(jì)90年代后，各種科學(xué)技術(shù)的更新與完善，使硫酸生產(chǎn)工藝也發(fā)生較大變革，由以前的一轉(zhuǎn)一吸技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎D(zhuǎn)二吸，使硫酸生產(chǎn)尾氣的排放基本能夠達(dá)到我國(guó)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求[1]。但是隨著環(huán)境污染日益加重與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，我國(guó)環(huán)保部門于2010年頒發(fā)了《硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。因此，需要根據(jù)國(guó)家部門對(duì)硫酸工業(yè)污染物排放的新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硫酸生產(chǎn)尾氣的達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行新的研究。這不僅能夠提高硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能夠減少硫酸生產(chǎn)尾氣對(duì)環(huán)境的污染與破壞，具有較高的生態(tài)效益，同時(shí)符合可持續(xù)發(fā)展要求。

1 硫酸生產(chǎn)工業(yè)以及硫酸尾氣的基本概述

硫酸生產(chǎn)工業(yè)是發(fā)展歷史較長(zhǎng)的工業(yè)部門，硫酸生產(chǎn)工業(yè)的主要產(chǎn)品包括磷肥生產(chǎn)、涂料生產(chǎn)、顏料生產(chǎn)、石油精煉以及鋼鐵酸洗等。硫酸生產(chǎn)工業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)部門，根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)硫酸生產(chǎn)企業(yè)有上千家，全國(guó)硫酸生產(chǎn)量居世界第一位。硫酸生產(chǎn)的原材料包括硫磺、冶煉煙氣、硫鐵礦、硫化氫以及磷石膏等，但是我國(guó)最常用的硫酸生產(chǎn)材料是硫磺、硫鐵礦以及冶煉煙氣。主要是因?yàn)檫@三種原材料在我國(guó)的儲(chǔ)藏相對(duì)豐富，經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低[2]。

現(xiàn)階段，我國(guó)常用的硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)包括：氨-酸法、氨法、活性焦法、檸檬酸鈉法、石灰石-石膏法以及燒堿法等。采用這些硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)可以確保脫硫處理能夠達(dá)到90%以上的效果，從而將硫酸生產(chǎn)尾氣中排放的二氧化硫控制在硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。但是如果二氧化硫的總轉(zhuǎn)化率在99.5%以上，硫酸尾氣的回收率就能達(dá)到90%以上，而硫酸生產(chǎn)尾氣內(nèi)排放的二氧化硫就在200 mg/m3。硫酸生產(chǎn)尾氣對(duì)環(huán)境與空氣的污染程度會(huì)大大降低，因此選擇合適的硫酸尾氣處理技術(shù)，提高尾氣中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率具有較好的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益，同時(shí)也是促進(jìn)硫酸生產(chǎn)企業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

2 硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)分析

硫酸生產(chǎn)尾氣的處理技術(shù)對(duì)硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益有至關(guān)重要的影響，因此，要根據(jù)不同的硫酸尾氣處理技術(shù)特點(diǎn)選擇最合適的硫酸尾氣處理技術(shù)，提高硫酸生產(chǎn)尾氣中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，提高脫硫效果。具體研究以下三種硫酸尾氣處理技術(shù)。

2.1 改進(jìn)硫酸催化劑性能

使用改進(jìn)的催化劑進(jìn)行硫酸尾氣脫硫技術(shù)，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）改進(jìn)后的催化劑性能比較穩(wěn)定，操作方式比較簡(jiǎn)單，可以在原有的工藝設(shè)備上進(jìn)行操作，不用購(gòu)置新的設(shè)備，能夠大大減少成本投入。（2）使用改進(jìn)的催化劑不會(huì)產(chǎn)生二次污染，也不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行額外降壓處理，不用占用新的廠房空間，同時(shí)還能夠在確保水電消耗穩(wěn)定的情況下增加硫酸產(chǎn)量，僅僅需要增加催化劑用量即可，對(duì)鎳、銅冶煉煙氣生產(chǎn)硫酸與硫磺裝置的改進(jìn)極為有利。

但是使用改進(jìn)硫酸催化劑也存在較大的不足與缺陷，主要表現(xiàn)有以下三方面：（1）在一些環(huán)境本身比較脆弱的地區(qū)，硫酸生產(chǎn)尾氣中二氧化硫的排放量已經(jīng)達(dá)到200 mg/m3，如果繼續(xù)排放肯定會(huì)導(dǎo)致該地區(qū)硫酸工業(yè)生產(chǎn)污染物排放超標(biāo)。在這種情況下如果僅僅使用改進(jìn)催化劑來(lái)提升脫硫系統(tǒng)的吸收功能，會(huì)使脫硫工藝的成本大大增加。并且還會(huì)在一定程度上影響催化劑自轉(zhuǎn)化器內(nèi)的容量填充。（2）使用冶煉煙氣與硫鐵礦進(jìn)行硫酸生產(chǎn)的原料成分相對(duì)復(fù)雜，產(chǎn)生的尾氣濃度的不穩(wěn)定性比較強(qiáng)，如果使用改進(jìn)催化進(jìn)行脫硫，只在原本的制酸系統(tǒng)催化劑性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，會(huì)使催化劑性能逐漸降低，不能保證排放的尾氣內(nèi)二氧化硫含量的達(dá)標(biāo)情況。（3）僅僅改進(jìn)催化劑性能必須在系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀態(tài)下才能順利完成脫硫工藝，如果生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障停止運(yùn)行，硫酸生產(chǎn)尾氣中含量較高的二氧化硫并不能達(dá)到預(yù)期的脫硫目標(biāo)，不能進(jìn)行排放。

2.2 過(guò)氧化氫脫硫技術(shù)

過(guò)氧化氫脫硫技術(shù)是將過(guò)氧化氫溶液添加到吸收塔內(nèi)，讓過(guò)氧化氫溶液能夠與硫酸生產(chǎn)尾氣充分接觸，然后借助過(guò)氧化氫溶液的強(qiáng)氧化性將尾氣內(nèi)的二氧化硫氧化成硫酸。過(guò)氧化氫脫硫技術(shù)的操作過(guò)程十分簡(jiǎn)單便捷，但是對(duì)實(shí)際的硫酸生產(chǎn)有較高要求，一般要滿足以下四個(gè)條件才能使用過(guò)氧化氫脫硫技術(shù)：（1）吸收塔內(nèi)的吸收率必須保證在較高水平；（2）要確保能夠?qū)⒏碑a(chǎn)物稀硫酸全部回收；（3）在脫硫過(guò)程中不能產(chǎn)生新的“三廢”產(chǎn)物；（4）硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件允許。

使用過(guò)氧化氫溶液脫硫技術(shù)進(jìn)行脫硫時(shí)，要根據(jù)硫酸生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，構(gòu)建具有連續(xù)循環(huán)吸收、連續(xù)返回稀硫酸以及連續(xù)精確計(jì)量添加吸收劑的硫酸尾氣處理系統(tǒng)，具體操作如下：首先，為了確保過(guò)氧化氫溶液的安全性，在采購(gòu)的濃度為27.5%的工業(yè)級(jí)過(guò)氧化氫溶液內(nèi)加入穩(wěn)定劑，將其稀釋到8.5%的濃度，并將其臨時(shí)存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐內(nèi)。其次，使用過(guò)氧化氫溶液水泵將其連續(xù)補(bǔ)充到脫硫塔內(nèi)，使硫酸生產(chǎn)尾氣從脫硫塔的下方進(jìn)入，經(jīng)過(guò)噴淋吸收段確保其與過(guò)氧化氫溶液充分接觸吸收脫硫制成硫酸；最后，脫硫完成后的煙氣要經(jīng)過(guò)脫硫塔上方除霧沫段對(duì)霧沫進(jìn)行脫除后才能排放。同時(shí)還要將吸收產(chǎn)生的稀硫酸運(yùn)送到硫酸系統(tǒng)干吸循環(huán)酸槽內(nèi)。

2.3 新型催化脫硫技術(shù)

新型催化脫硫技術(shù)的主要原理是：利用硫酸尾氣溫度范圍比較容易發(fā)生反應(yīng)且不含塵的特點(diǎn)，確保二氧化硫都能夠在體積分?jǐn)?shù)小于3%的催化劑處理范圍之內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)水分完成脫硫。在這一脫硫工藝中，硫酸尾氣生產(chǎn)裝置可以進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)內(nèi)，將管道內(nèi)與適量的蒸汽相混合，然后使用風(fēng)機(jī)將尾氣運(yùn)輸?shù)矫摿蛩?nèi)，使用釩系催化劑進(jìn)行捕捉，可以生成硫酸，然后對(duì)其進(jìn)行凈化后直接排放即可。這種脫硫工藝的操作流程比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)催化劑的體積分?jǐn)?shù)要求較高。同時(shí)，新型催化脫硫技術(shù)能夠有效提升硫酸生產(chǎn)尾氣的二氧化硫轉(zhuǎn)化率，在一定程度上可以提高硫酸生產(chǎn)企業(yè)的

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)的種類較多，并且隨著各種技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，硫酸生產(chǎn)尾氣的處理技術(shù)也在不斷改進(jìn)與優(yōu)化。因?yàn)榱蛩嵘a(chǎn)尾氣內(nèi)含有的二氧化硫會(huì)對(duì)環(huán)境與空氣造成較大程度上的污染與破壞，不符合我國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，同時(shí)還會(huì)威脅到人們的身體健康。所以，硫酸生產(chǎn)企業(yè)必須根據(jù)實(shí)際的硫酸生產(chǎn)情況與企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)水平選擇合適的硫酸生產(chǎn)尾氣處理技術(shù)，盡可能將硫酸生產(chǎn)尾氣內(nèi)的二氧化硫進(jìn)行轉(zhuǎn)化，降低尾氣內(nèi)的二氧化硫含量，使尾氣排放能夠達(dá)到我國(guó)規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低硫酸生產(chǎn)企業(yè)對(duì)環(huán)境與空氣的污染，促進(jìn)硫酸行業(yè)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)效益[3]。