雙氧水脫硫技術在硫酸尾氣脫硫中的工程應用

吳越

摘 要：以某鋅冶煉廠硫酸尾氣脫硫為例，介紹了雙氧水脫硫技術在硫酸尾氣上的應用。運行數據顯示該系統(tǒng)每年雙氧水（27%）的消耗量為 1204 t/a，減少了SO2的排放量為1224 t/a，被吸收的SO2被送回制酸工藝，每年可增產100%硫酸937 t/a，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經濟效益的雙贏。

關鍵詞：雙氧水;脫硫;硫酸尾氣。

1 概述

硫酸作為重要的基礎化學品，廣泛應用于各種工業(yè)領域，但我國硫酸產業(yè)SO2的排放量達全國SO2總排放量的0.4%[1]，生產企業(yè)都迫切尋求經濟可靠的脫硫技術，加上硫酸尾氣含硫量低、較難處理的特性，脫硫技術的發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。目前，各行業(yè)研究的脫硫技術有一百多種，但工業(yè)應用的只有十多種，主要有石灰石--石膏法、氨法、離子液法、雙氧水法等[2]。這些方法各有千秋，需要根據不同的工程條件選取最適宜的脫硫技術。

本文主要以某鋅冶煉廠的硫酸尾氣脫硫項目為例，討論雙氧水脫硫技術的工藝特點、技術參數等，為有色冶煉的煙氣脫硫處理提供參考。

2 項目概況

該鋅冶煉廠二、三期共年產電鋅9萬t，副產品硫酸17萬t。本脫硫系統(tǒng)待處理的煙氣為該鋅冶煉廠二、三期硫酸尾氣的混合煙氣，其基本煙氣情況如下表所示：

3 雙氧水脫硫工藝

3.1 基本原理

雙氧水脫硫是利用雙氧水的強氧化性將煙氣中的SO2氧化吸收，該過程是單向氧化還原反應，觸發(fā)迅速、反應徹底，能夠很好適應硫酸尾氣含硫量不高的特點。理論上對于不同SO2濃度的煙氣均可以通過控制雙氧水的量來保證脫硫效果，并且雙氧水含量越高脫硫程度越高。但在實際運行中，要控制雙氧水含量穩(wěn)定在一個較低水平，一方面由于反應迅速、煙氣含硫量不高，提高雙氧水過量程度對提高脫硫程度沒有明顯效果，另一方面過多的雙氧水含量意味著增加更多的經濟投入。

3.2 系統(tǒng)配置

該脫硫系統(tǒng)包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、稀酸儲存和雙氧水儲存四個部分。來自二、三期的硫酸尾氣經過混氣筒和增壓風機進入吸收塔。吸收塔采用玻璃鋼材質，φ5.8x16m規(guī)格，塔內裝有120m3的塑料規(guī)整填料，確保雙氧水與SO2的充分接觸。雙氧水氧化SO2產生的稀酸[3]送至制酸車間作稀釋水使用。本系統(tǒng)設置一個稀酸儲罐進行中間儲存，再利用泵將其送至硫酸系統(tǒng)中。由于雙氧水需要外購，系統(tǒng)設置了雙氧水儲罐提供三天的緩沖儲量，設置計量泵保證雙氧水的定量供給，控制脫硫塔內的雙氧水含量。

3.3 技術優(yōu)勢

①工藝簡單：雙氧水脫硫系統(tǒng)的流程及配置簡單，有效的節(jié)約投資，減少土地及人力資源占用;②高效可控：雙氧水氧化SO2的過程迅速徹底，脫硫效率高，當尾氣含硫量波動時，可以通過控制吸收劑的添加量，靈活地適應不同的煙氣條件;③資源回收：SO2經過吸收后以稀硫酸的形式被吸收下來，送入制酸系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)了硫的回收;④清潔生產：進入系統(tǒng)的尾氣、雙氧水和工藝水都很干凈，因此塔內的污泥量很少，不易產生堵塞。并且該脫硫系統(tǒng)不產生二次污染，符合清潔生產的要求。

4 生產運行與評價

該脫硫系統(tǒng)自2016年7月開始穩(wěn)定運行至今，圖1為其連續(xù)三天的生產數據，可以看到硫酸尾氣經脫硫系統(tǒng)后，SO2濃度可由1200mg/m3有效控制到90 mg/m3以下，大大地減少了SO2的排放，且該系統(tǒng)操作靈活，可以適應煙氣波動。

根據該廠的運行經驗，循環(huán)液中雙氧水濃度控制在約0.2%時系統(tǒng)運行較為經濟，而稀硫酸濃度控制在約25%時可以滿足該廠硫酸車間對補水的需求。這兩個指標可以根據煙氣濃度的波動來調節(jié)循環(huán)液中雙氧水含量，在實現(xiàn)脫硫效果的同時降低雙氧水的消耗，而稀酸濃度需要根據硫酸車間的補水需求具體控制。

雙氧水脫硫系統(tǒng)可以實現(xiàn)副產物的有效利用，該系統(tǒng)每年雙氧水（27%）的消耗量為 1204 t/a，減少了SO2排放量為1224 t/a，被吸收的SO2送回制酸工藝，每年可增產100%硫酸937t/a，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經濟效益的雙贏。

5 結語

雙氧水脫硫技術流程短，效率高，操作簡單，考慮到稀硫酸的回收應用，該技術比較適合于硫酸行業(yè)使用，可實現(xiàn)清潔生產。從該鋅冶煉廠的應用可以看到，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，經濟和環(huán)境效益明顯。但雙氧水的安全使用，系統(tǒng)自動化，尾氣酸霧控制等方面仍需進一步加強和完善。

參考文獻：

[1]唐玉鳳，劉超，任吉萍，等.硫酸尾氣處理技術現(xiàn)狀與趨勢[J].四川化工，2012（1）：12-15.

[2]曹輝，陳思濤，徐德和，等.過氧化氫脫硫法在硫酸工業(yè)尾氣處理中的應用[J].硫磷設計與粉體工程，2013（2）：41-45.

[3]王祥光.脫硫技術[M].北京：化工工業(yè)出版社，2012：73-74.