低SO2浓度再生铅冶炼烟气制酸成套装置是指以再生铅冶炼烟气为原料制酸技术,主要由烟气净化、离子液脱硫、转化、吸收等几个环节组成。单套系统配套达1~20万吨/年制酸不同规模的装置。
我们始终致力于制酸与环保技术的研发和推广,封闭净化、离子液吸收和解吸、转化和吸收这些技术的推广应用使制酸装置满足了严格的国家排放标准,也达到了节能降耗的目标。
1.烟气净化工段
高温烟气(320±10℃),通过高温管道输送,进入动力波洗涤器与喷射出的2~3%稀酸逆向相接触,经绝热增发洗涤,洗去其中的大部分尘、三氧化硫等杂质,烟气中大部分杂质经洗涤进入稀酸中。经动力波洗涤器,烟气中热量由显热转换成潜热,烟气中热量并未移走。经过气液分离槽分离后的气体再进入填料洗涤塔,经循环水冷却后,再进入两级电除雾器,经过电雾处理,使烟气中的酸雾含量降至≤0.05g/Nm3。烟气中夹带的其他杂质也进一步被清除,净化后的烟气由引风机去离子液吸收塔。
因为进入净化系统的烟气有一定的含尘量,动力波洗涤循环稀酸含有尘等杂质,从动力波气液分离槽中抽出一定量的稀酸送至过滤器过滤,过滤器的底流定时排入污泥池。过滤后清液大部分回高效洗涤器的循环槽,进入动力波洗涤器循环系统循环使用,另一部分去脱吸塔,脱吸其中的SO2,流入污泥池,送污水处理。
2.离子液吸收和解吸工段
制酸尾气进入净化填料塔进口,与烟气一起洗涤和除雾,进入离子液吸收塔。
离子液脱硫工艺:
离子液脱硫工艺采用的吸收剂是以有机阳离子、无机阴离子为主,添加少量活化剂、抗氧化剂组成的复合胺水溶液;该吸收剂对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力;其脱硫机理如下:
SO2 + H2O ←→ H+ + HSO3- (1)
R + H +←→ RH+ (2)
总反应式:
SO2 + H2O + R ←→ RH+ + HSO3- (3)
上式中R代表复合胺吸收剂,(3)式是可逆反应,低温下反应(3)从左向右进行,高温下反应(3)从右向左进行。离子液循环吸收法正是利用此原理,在低温下吸收二氧化硫,高温下将吸收剂中二氧化硫再生出来,从而达到脱除和回收烟气中SO2的目的。
“离子液循环吸收法脱除和回收烟气中二氧化硫技术”,采用的吸收剂蒸汽压极低,吸收剂再生时产生高纯SO2气体。本工艺副产的高纯SO2气体去制酸系统生产硫酸。
再生铅冶炼烟气在动力波洗涤降温后,与制酸尾气混合后,进入填料塔增湿、洗涤,再经两级电除雾器除雾后,经引风机进离子液脱硫系统。
烟气进入离子液脱硫塔下部,在脱硫塔内与从脱硫塔上部进入的脱硫贫液逆流接触,气体中的SO2与离子液反应被吸收。经离子液脱硫后的烟气经回收吸收剂(离子液)后达标排放。
吸收SO2后的溶液称为富液,从吸收塔底进入各自富液储槽,经富液泵加压后,进入贫富液换热器,与热贫液换热后进入再生塔再生,持续释放二氧化硫气体。富液在再生塔里经过两段填料后进入再沸器,继续加热再生解析出其中的二氧化硫后成为贫液。从再生塔底出来的贫液经贫富液换热器初步降温后,经贫液泵加压,再经贫液冷却器降温,进入贫液储槽,再送吸收塔上部,重新吸收烟气中的SO2。
从再生塔内解吸出的SO2随同水蒸汽由再生塔塔顶引出,进入冷凝器,冷却至40℃,经洗涤除去夹带的离子液液滴后去干燥塔进口,与空气混合为9~10%的气体。
冷凝器的冷凝液经回流液泵送回再生塔顶以维持系统水平衡。
再生塔底部设置一台再沸器,采用蒸汽对塔底溶液间接加热,以保证塔底温度在105~110℃左右,维持溶液再生。
该技术具有自主知识产权,所有设备均可实现国产化。离子液溶液,经国家权威部门检测,无毒、无害、不燃、不爆,符合环保业的要求。
3.干燥吸收过程
(1)干吸酸循环吸收系统采用两种浓度的硫酸循环,干燥塔采用92.5~93%H2SO4循环干燥,吸收塔采用98%H2SO4循环吸收。由一台干燥塔酸冷却器和一台吸收塔酸冷却器组成循环酸冷却系统。酸冷却循环系统基本设置为:槽→泵→酸冷却器→塔→槽。
(2)离子液脱硫工段来的二氧化硫气体经配比一定量的空气,控制进入转化系统的炉气中SO2含量,由底部进气口进入干燥塔,经自塔顶喷淋的~93%浓硫酸吸收炉气中水份,使出塔炉气中水份≤0.1g/Nm3,吸收水分后的干燥酸自塔底流入干燥塔酸循环槽,用来自吸收塔酸循环泵串酸混合至~93%浓度,由干燥塔酸循环泵送至干燥塔酸冷却器进行冷却,冷却后的浓酸进入干燥塔进行循环喷淋。
(3)来自转化器出口来的气体,经换热器降温冷却后进入吸收塔,经自塔顶喷淋的98%浓硫酸吸收炉气中的SO3,吸收后的酸自塔底流入吸收塔酸循环槽,由酸循环泵送至吸收酸冷却器进行冷却,冷却后的浓酸进入吸收塔进行循环喷淋。串酸采用93%酸。
(4)从吸收塔出来的工艺尾气经过管道输送到净化工段填料塔进口,经洗涤、除雾后进离子液脱硫。
4.转化系统
(1)为了提高SO2的转化率、充分有效地利用硫资源、减少工艺尾气中SO2的排放量,本设计采用优质催化剂、一次转化工艺;为了充分利用转化过程中的反应余热,维持转化系统的自热平衡,在正常生产时不使用外加热源,转化率~94%。
(2)经干燥塔干燥并经塔顶金属丝网除雾器除雾后的冷气体,由SO2鼓风机升压后进入转化换热器的管程加热后,温度升到420℃进入转化器进行转化。反应后炉气经换热器换热降温后进入98%硫酸吸收塔。
(3)为开车时炉气升温,设置了一台电加热炉。为调节和控制转化工段的温度,设置了必要的工艺管道副线和调节阀。
5.工艺技术特点
采用再生铅冶炼烟气为原料,通过酸洗净化,离子液吸收和解吸,一转一吸工艺,93%酸干燥、98%酸吸收。
本制酸工艺技术成熟可靠,生产操作稳定,硫酸产品质量好,可从根本上解决冶炼烟气环境污染问题,真正实现了变废为宝。
采用先进的自动化控制手段和可靠的设备,装置运行更可靠,对冶炼装置影响小。