浅谈硫酸生产尾气处理技术

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:黄杰
[导读] 摘要:在硫酸生产尾气之中硫含量较低,很难进行处理。
        广西柳州化工控股有限公司  广西柳州  545600
        摘要:在硫酸生产尾气之中硫含量较低,很难进行处理。现阶段氨-酸法这一技术最为成熟,应用范围较广,而有很多方法能够对烟气中二氧化硫加以处理,例如石灰乳法、氧化锌法、活性炭法以及离子液法等等,然在硫酸尾气处理中应用这些方法是否可以,需要同相应研究和实践才可得知。在硫酸工业发展中,探索具有良好经济效益、成熟的尾气处理技术具有重要意义。本文主要围绕处理硫酸生产尾气的技术进行探讨,首先研究硫酸生产工业和硫酸尾气,从而提出几种有效的处理技术,以供参考。
        关键词:硫酸;尾气处理;脱硫技术
        硫酸的传统生产方式主要是一转一吸工艺,这一工艺应用中会对环境产生一定,程度上产生污染和破坏。我国为在生产硫酸过程中减少对于环境的污染和破坏,不断探索和研究处理硫酸生产尾气的技术。在上世纪90年代中后叶,各种科学技术不断完善和更新,这也在一定程度上变革了生产硫酸的公益,从原本一转一吸工艺向二转二吸工艺转变,在这一工艺应用后,基本上排放硫酸生产尾气可以达到我国大气污染物排放标准要求。目前环境污染情况越来越严重,加上社会经济发展速度较快,为使硫酸生产工业满足社会发展要求,在2010年环保部门制定了排放硫酸污染物的标准。在这样情况下,硫酸工业生产中,应按照国家部门对于排放硫酸污染物标准来研究硫酸生产尾气达到标准的情况。以此提升硫酸生产企业所获得经济效益,并将硫酸生产尾气对于环境的破坏和污染减少,以此获得良好生态效益,并符合我国可持续发展战略。
        一、硫酸生产工业及硫酸尾气概述
        生产硫酸的工业有着较长发展历史,其生产的主要产品有磷肥、涂料、颜料以及精炼石油与酸洗钢铁等。在我国生产硫酸工业是重要经济生产部门,通过有关资料统计可知,我国有上千家硫酸生产企业,在世界上硫酸生产量第一。生产硫酸原材料有冶炼烟气、硫磺、硫化氢、硫铁矿和磷石膏等,我国硫酸生产中比较常用硫磺、冶炼烟气和硫铁矿,这是由于我国这三种原材料储藏相对丰富,具有较低的经济成本。目前我国硫酸生产中常用的处理硫酸生产尾气技术有氨法、氨-酸法、活性焦法、烧碱法及石灰石-石膏法等。使用这些处理技术能够保证脱硫处理效果可达到90%以上,以此在排放标准范围内控制生产硫酸尾气中产生的二氧化硫量。当二氧化硫整体转化率超过99.5%,那么回收硫酸尾气的效率将超过90%,生产硫酸尾气产生的二氧化硫为200mg/m3。会大幅降低硫酸生产尾气污染和破坏环境及空气的程度,所以合理选择处理硫酸尾气技术,提升尾气二氧化硫转化率能够获得良好生态效益和经济效益,并且能够推动硫酸生产企业进一步发展。
        二、硫酸生产尾气处理技术分析
        硫酸生产企业的经济和生态效益会受到处理硫酸生产尾气技术的影响,所以应该按照实际情况以及不同处理技术特点合理选用处理硫酸尾气的技术,将硫酸尾气之中的二氧化硫转化率提高,提升脱硫效果。
        (一)优化硫酸的催化剂性能
        通过优化催化剂的性能对硫酸尾气进行脱硫,具有以下几点优势:(1)催化剂性能优化后更加稳定,便于操作,能够通过原本工艺设备来操作,无需购置新型设备,可降成本投入大幅降低。(2)优化催化剂的性能不会形成二次污染,对于系统无需进行额外的降压处理,无需开拓新厂房空间,并且可在保证稳定消耗水电的基础上将硫酸产量增加,只需要添加催化剂用量,有利于铜和镍冶炼烟气进行硫酸生产,也能够有效改进硫磺装置[1]。但优化硫酸催化剂也有一定的缺陷存在着,主要有以下三方面的表现:(1)一些地区环境比较脆弱,硫酸尾气中所排放的二氧化硫达到200mg/m3,若是持续排放容易使这一地区硫酸工业排放的污染物超出标准。面对这样的问题时,若只是通过优化催化剂将脱硫系统吸收作用提升,将大幅提升脱硫工艺应用成本,同时会对催化剂向转化器内填充容量造成影响。(2)应用硫铁矿和冶炼烟气作为生产硫酸的原料时,由于其具有比较复杂的成分,尾气浓度将具有较强不稳定性,若通过优化催化剂性能来脱硫,基于制酸系统的催化剂性能来优化,将导致催化剂性能越来越低,无法确保排放尾气之中含有的二氧化硫是否达到标准。(3)优化催化剂性能这一方法,需要保证系统运行正常的情况才能够将脱硫工艺顺利完成,若生产系统有故障出现而停止运行,那么硫酸生产尾气含有的二氧化硫较高,则无法完成脱硫工艺,不能进行有效排放。
        (二)过氧化氢脱硫技术
        这一技术是在吸收塔内添加过氧化氢溶液,使过氧化氢溶液充分接触硫酸生产尾气,并使用过氧化氢溶液较强的氧化性氧化二氧化硫成为硫酸。操作这一技术十分便捷和简单,但在实际生产硫酸时有着较高的要求,通常这一技术的应用需要满足以下四个条件:(1)需要保证吸收塔有较高水平的吸收率;(2)需保证可全部回收副产物的稀硫酸;(3)进行脱硫时不应产生“三废”产物;(4)生产硫酸企业具有良好经济条件。应用该技术脱硫时,应充分考虑硫酸生产企业具体情况,建立能够不断循环吸收、稀硫酸不断返回和添加吸收剂不断精确计量的硫酸尾气处理系统,以下为其具体操作:第一应该保证过氧化氢溶液具有安全性,在浓度为27.5%的过氧化氢溶液之中添加稳定剂,并稀释其浓度至8.5%,并放置在储罐内临时储存[2]。第二通过过氧化氢溶液水泵向脱硫塔内进行补充,确保硫酸生产尾气由下方进入脱硫塔,通过喷淋吸收段保证其充分接触过氧化氢溶液,以此吸收脱硫,并制作成硫酸。第三完成脱硫工艺后,烟气应通过脱硫塔上除雾沫段脱除雾沫后即可排放。并且运送吸收产生稀硫酸至硫酸系统的干吸循环酸槽之中。
        (三)新型催化脱硫技术
        这一技术的原理主要是:运用硫酸尾气容易发生反映的温度范围并不含尘这一特征,保证二氧化硫可在体积分数不超过3%的催化剂处理范围内,对水分加以调节完成脱硫。通过脱硫工艺,生产硫酸尾气装置进入脱硫系统内,使管道内混合相应蒸汽,并运用风机传输尾气至脱硫塔内,通过钒系催化剂来捕捉,以此生成硫酸,在净化后可以直接排放。此脱硫工艺有着较为简单的操作流程,但较高的要求着催化剂体积分数。此外,该技术可将硫酸生产尾气之中的二氧化硫转化率提高,从而能够提升企业经济效益[3]。图1为新型催化法脱硫工艺的流程。
       
        图1新型催化法脱硫工艺流程
        (四)氨-硫酸铵法烟气脱硫
        氨属于碱性吸收剂,氨对二氧化硫进行吸收为中和反应,是一种比较容易进行的反应,并且是气-液或者是气-气的相气膜控制,有着快速并且彻底的反应速率,有着极高的氨利用率和脱硫率,容易达到烟气排放标准。我国有着较为丰富的氨资源,合成氨生产时产生的氨水以及废氨水能够进行烟气脱硫[3]。可对合成氨生产中水平衡以及废氨水过多问题加以缓和,实现以废治废和变废为宝,有效降低了烟气脱硫成本。这一技术有较快吸收二氧化硫的反应速率,并且塔径规格小,占地少,成本低,厂家可尽快实施。因为氨法可快速吸收二氧化硫,通过较小液气既能达到排放烟气的标准,脱硫泵有着较低的电功耗,并且运行成本低。
        结束语
        处理硫酸生产尾气技术有较多种类,随着技术不断发展科优化和改进处理技术。由于硫酸尾气中的二氧化硫会在一定程度上污染破坏环境与空气,与我国环保经济和绿色经济发展理念不符,并且会对人类身体健康造成威胁。因此生产硫酸企业应结合硫酸具体生产情况和自身经济水平合理选择处理硫酸尾气技术,尽量转化硫酸尾气二氧化硫,减少二氧化硫含量,使排放尾气达到相关标准,推动硫酸行业进一步发展。
        参考文献
        [1]李玉红.浅谈硫酸生产尾气处理技术[J].智能城市,2019,5(5):137-138.
        [2]刘文兴.硫酸生产尾气处理技术[J].环球市场,2017,(24):142.
        [3]刘斌.硫酸生产尾气处理技术改造[J].河南化工,2015,(7):34-35.
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