CN113828140A - 一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,所述方法为制备湿法脱硫用磷矿浆时,在浆液中加入铁、锰的硝酸盐或氧化物和有机酸等物质,能够减缓反应体系的pH值下降,增加脱硫***的稳定性;同时可增加浆液中过渡金属离子的含量,进而提高SO2的催化氧化去除率。通过本方法的强化作用,在一定条件下,磷矿浆湿法脱硫***的脱硫效率可提高15‑20%,从而提高磷矿石的利用率,同时实现脱硫装置节能降耗,降低***运行成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,属于大气污染防治和治理,特别涉及磷化工烟气净化技术领域。
背景技术
磷矿资源广泛应用于工业、农业、医药等领域,社会的发展离不开磷矿资源。因此,合理开发利用磷矿资源,对磷化工企业的可持续发展具有重要意义。我国磷矿资源丰富,磷矿中含有大量的杂质,主要有铁、铝、镁、钙、硅,还有锰、钒、碘、钾、锶等。磷化工行业经济效益好,但环境污染不可忽视,如何有效地把清洁生产和经济收益结合在一起,是磷化工企业面临的很严峻的问题。目前,对于磷化工行业烟气脱硫治理,湿法烟气脱硫应用较多,而湿法烟气脱硫主要有石灰石-石膏法、钠碱法、氨法、镁法、双碱法、磷矿浆法等。近年来,磷化工行业中有较为先进的企业因地制宜,采用专利号200610011003.0“磷矿浆催化氧化脱除低浓度二氧化硫的方法”中所述的方法,新建或改造了硫酸尾气净化装置,获得了良好的运行效果。
而磷矿浆湿法脱硫是一种较为新兴的脱硫方法,对于磷化工企业来说,其具有脱硫原料易得、脱硫的副产品可以再利用、操作简单等特点。但该方法也存在一些问题,如磷矿消耗量大、磷矿品位不一等因素导致脱硫效率波动较大,使得脱硫***不能稳定运行,加剧脱硫***本身存在的一些问题。近年来,专利号201110182586.4“一种石灰石-石膏湿法脱硫添加剂”,采用有机酸类物质、金属氧化物、盐类物质等制备脱硫添加剂,该添加剂在减少结垢、提高脱硫效率等方面的效果显著。专利号201410112266.5“一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫添加剂”,由有机酸、有机酸盐、无机金属盐等中的一种或几种组合而成,该添加剂能有效降低脱硫浆液固-液界面的传质阻力,稳定脱硫浆液的pH值,进而提高了脱硫效率。专利号201410072548.7“一种石灰石湿法烟气脱硫添加剂及其制作方法”,采用己二酸、柠檬酸钠、氧化镁等制备一种脱硫添加剂,该添加剂对高硫煤烟气具有显著的脱硫效果,并且能有效提高脱硫浆液的利用率和脱硫效率,具有降低能耗、防治脱硫***结垢等优点。
现有的磷矿浆脱硫技术中,由于磷矿本身的成分较复杂,不同产地的磷矿其性质也有所差异,这会导致脱硫***性能不稳定,使得磷矿得不到充分利用,进而导致脱硫效果不理想。
发明内容
为克服现有技术存在的不足,本发明提供一种不需要对设备进行大范围改造、减少脱硫反应周期、用量小、并能够较长时间提高脱硫效率的磷矿浆湿法脱硫添加剂,以达到脱硫效果稳定较好的目的。
本发明的技术方案是:
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,包括在湿法脱硫用磷矿浆液中添加铁的硝酸盐或氧化物、锰的硝酸盐或氧化物和有机酸等复合强化剂,各组分添加的用量与磷矿的质量百分比为0.5%~5%。
优选的,复合强化剂中铁的硝酸盐或氧化物至少一种,硝酸铁的用量与磷矿的质量百分比为2~3%,氧化铁的用量与磷矿的质量百分比为1~5%。
优选的,复合强化剂中锰的硝酸盐或氧化物至少一种,硝酸锰的用量与磷矿的质量百分比为1~2%,氧化锰的用量与磷矿的质量百分比为0.5~3%。
优选的,所述有机酸包括柠檬酸钠、柠檬酸、己二酸中的至少一种,与磷矿浆的质量百分比为1~5%。
本发明的优点为:
(1)现有技术运行过程中,当脱硫浆液pH在4以下时脱硫效率急剧下降,不能维持稳定的脱硫性能,使用本发明所述的强化方法,在脱硫浆液pH降至4及以下仍然具有优异的脱硫效果;
(2)本发明中硝酸铁、硝酸锰给脱硫体系提供过渡金属离子,在酸性浆液中,过渡金属离子与氧气共同作用,将SO2催化氧化成SO4 2-,而过渡金属离子几乎没有消耗。可增加脱硫***的稳定性,促进SO2的氧化脱除,进而提高脱硫效率;
(3)本发明中铁、锰氧化物在给脱硫体系提供过渡金属离子的同时,还能够达到充分高的价态从S4+中夺取电子,然后产生活跃的中介质,中介质又促进催化氧化反应,还能缓冲反应体系的pH值下降,使得磷矿的利用率更高;
(4)本发明中的有机酸类物质通过协同作用可以有效降低磷矿浆反应体系中固-液界面的传质阻力,提高磷矿浆的反应活性,促进磷矿浆中有效组分的溶解,大大缩短烟气和浆液的接触时间,在一定时间内,脱硫效率更高;另外,当柠檬酸钠、柠檬酸、己二酸混合使用时,能够形成pH缓冲体系,稳定脱硫体系磷矿浆pH值波动,它们相互之间还能通过协同作用进一步强化磷矿浆脱硫效果。
具体实施方式
为了更加清楚阐述本发明的技术内容,在此结合具体实例进行说明。但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,在磷矿浆液中添加硝酸铁、三氧化二铁、柠檬酸钠和己二酸,各组分的用量为:硝酸铁与磷矿浆的质量百分比为2%,三氧化二铁与磷矿浆的质量百分比为2%,柠檬酸钠与磷矿浆的质量百分比为2%,己二酸与磷矿浆的质量百分比为2%。加入到磷矿浆后通过配浆槽搅拌均匀,管道输送至喷淋塔。
处理烟气为某硫酸厂尾气,SO2浓度为3000mg/m3~3500mg/m3,喷淋矿浆固液比为5%,反应温度为25℃。矿浆循环120min后实测脱硫效率96.3%,比强化前脱硫效率提高约15.6%。当pH降至4时,脱硫效率仍可保持在85%以上。
实施例2
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,在磷矿浆液中添加二氧化锰、三氧化二铁、柠檬酸钠和柠檬酸,各组分的用量为:二氧化锰与磷矿浆的质量百分比为2%,三氧化二铁与磷矿浆的质量百分比为2%,柠檬酸钠与磷矿浆的质量百分比为2%,柠檬酸与磷矿浆的质量百分比为1%。加入到磷矿浆后通过配浆槽搅拌均匀,管道输送至喷淋塔。
处理烟气为某燃煤电厂尾气,SO2浓度为3800mg/m3~4200mg/m3,喷淋矿浆固液比为15%,反应温度为25℃。矿浆循环120min后实测脱硫效率95.5%,比强化前脱硫效率提高约17.2%。当pH降至4时,脱硫效率仍可保持在85%以上。
实施例3
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,在磷矿浆液中添加硝酸铁、二氧化锰和柠檬酸钠,各组分的用量为:硝酸铁与磷矿浆的质量百分比为4%,二氧化锰与磷矿浆的质量百分比为0.5%,柠檬酸钠与磷矿浆的质量百分比为3%。加入到磷矿浆后通过配浆槽搅拌均匀,管道输送至喷淋塔。
处理烟气为某磷酸盐厂硫酸车间尾气,SO2浓度为800mg/m3~1000mg/m3,喷淋矿浆固液比为15%,反应温度为25℃。矿浆循环120min后实测脱硫效率99.5%,比强化前脱硫效率提高约16.3%。当pH降至4时,脱硫效率仍可保持在90%以上。
实施例4
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,在磷矿浆液中添加二氧化锰、三氧化二铁和己二酸,各组分的用量为:二氧化锰与磷矿浆的质量百分比为2%,三氧化二铁与磷矿浆的质量百分比为1%,己二酸与磷矿浆的质量百分比为1%。加入到磷矿浆后通过配浆槽搅拌均匀,管道输送至喷淋塔。
处理烟气为某磷肥厂硫酸车间尾气,SO2浓度为1200mg/m3~1800mg/m3,矿浆固液比为20%,反应温度为25℃。矿浆循环120min后实测脱硫效率99.2%,比强化前脱硫效率提高约18.1%。当pH降至4时,脱硫效率仍可保持在85%以上。
实施例5
一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,在磷矿浆液中添加硝酸铁、柠檬酸钠、柠檬酸和己二酸,各组分的用量为:硝酸铁与磷矿浆的质量百分比为5%,柠檬酸钠与磷矿浆的质量百分比为0.5%,柠檬酸与磷矿浆的质量百分比为0.5%,己二酸与磷矿浆的质量百分比为1%。加入到磷矿浆后通过配浆槽搅拌均匀,管道输送至喷淋塔。
处理烟气为某硫酸厂尾气,SO2浓度为2800mg/m3~3200mg/m3,喷淋矿浆固液比为10%,反应温度为25℃。矿浆循环120min后实测脱硫效率97.4%,比强化前脱硫效率提高约16.6%。当pH降至4时,脱硫效率仍可保持在85%以上。
以上所述仅为本发明的实施例子,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种磷矿浆湿法脱硫的强化方法,其特征在于所述方法为磷矿浆湿法脱硫过程中加入复合强化剂,所述复合强化剂包括铁的硝酸盐或氧化物、锰的硝酸盐或氧化物和有机酸,各组分添加的用量与磷矿的质量百分比为0.5%~5%。
2.根据权利要求1所述的磷矿浆湿法脱硫的强化方法,其特征在于,复合强化剂中铁的硝酸盐或氧化物至少一种,硝酸铁的用量与磷矿的质量百分比为2~3%,氧化铁的用量与磷矿的质量百分比为1~5%。
3.根据权利要求1所述的磷矿浆湿法脱硫的强化方法,其特征在于,复合强化剂中锰的硝酸盐或氧化物至少一种,硝酸锰的用量与磷矿的质量百分比为1~2%,氧化锰的用量与磷矿的质量百分比为0.5~3%。
4.根据权利要求1所述的磷矿浆湿法脱硫强化方法,其特征在于,所述有机酸包括柠檬酸钠、柠檬酸、己二酸中的至少一种,与磷矿浆的质量百分比为1~5%。
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