CN206138987U - 一种提铜尾渣脱除烟气中so2和资源化的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用提铜尾渣脱除烟气中SO2和资源化的装置,属于环境保护技术领域。本实用新型利用提铜尾渣中含有脱硫活性物质,在水溶液中,与含有SO2的烟气接触,SO2被吸收,烟气得以净化;通过分步加入硫化铵、碳酸氢铵、石灰乳,使脱硫浆液中的铁离子、锌离子、铜离子、铵离子等得以资源化再利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用提铜尾渣脱除烟气中SO2并进一步资源化的装置,属于环境保护技术领域。
背景技术
随着我国炼铜工业的持续发展,铜矿资源已日趋枯竭,目前含铜0.2~0.3%的铜矿已被开采利用,而在铜冶炼过程产出的炉渣其含铜量却在0.5%以上。炉渣中含铜量比原生铜矿的含铜量还高,有必要进行回收,该工艺称为炉渣的贫化处理,经贫化处理分离提取铜后的炉渣称为提铜尾渣。
提铜尾渣具有很强的吸收SO2能力,对提铜尾渣组分进行了热力学参数分析表明,铁橄榄石、铁酸镁、钙铁辉矿等为脱除SO2的活性物质,可以代替目前普遍使用的石灰、石灰石以及氨水等脱硫剂,且在脱硫过程中回收其产品,物尽其用,为提铜尾渣开辟了一条资源化利用新路。
火法冶炼工艺过程中多硫化物如黄铁矿(FeS2)和黄铜矿(CuFeS2),在炉中分解出硫,被空气中的氧继续氧化成SO2随烟气排出,烟气中SO2含量很高。如空气鼓风,反应炉出口烟气中SO2含量达7.7%;富氧鼓风烟气中SO2含量高达15%,反应炉出口烟气大多设有回收SO2生产成硫酸的装置,但回收SO2后的烟气仍然还含有较高的SO2,面源污染强度加大,治理更加困难;另一方面,无论是硫酸尾气还是面源散烟排放尾气的净化,目前采用的脱硫方法面临成本高、原料来源不便、综合利用等困难,给企业的发展带来了沉重的环保负担。因此,针对有色冶金的大气污染大户,开发高效、适用、因地制宜的低浓度SO2与重金属协同控制技术势在必行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种提铜尾渣脱除烟气中SO2和资源化的装置,通过以下技术方案实现:
一种提铜尾渣脱除烟气中SO2和资源化的装置,包括:加压鼓风机1、一级脱硫塔2、二级脱硫塔3、除雾器4、浆泵Ⅰ5、循环泵Ⅰ6、循环泵Ⅱ7、调浆槽8、脱硫浆贮槽9、浆泵Ⅱ10、脱硫浆高位槽11、真空过滤机Ⅰ12、接受槽Ⅰ13、真空泵Ⅰ14、除锌槽15、螺杆泵16、板框压滤机17、除铁槽18、浆泵Ⅲ19、浓缩槽20、真空过滤机Ⅱ21、接受槽Ⅱ22、真空泵Ⅱ23、干燥器24、污水贮槽25、污水泵26、氨-石灰水蒸馏塔27、分缩器28、冷凝器29、氨水槽30;
加压鼓风机1与一级脱硫塔2进气口连接,一级脱硫塔2出气口与二级脱硫塔3进气口连接,二级脱硫塔3出气口通过除雾器4与外界连通;
调浆槽8通过浆泵Ⅰ5与二级脱硫塔3进液口连接,二级脱硫塔3出液口与一级脱硫塔2进液口连接,一级脱硫塔2出液口与脱硫浆贮槽9连接,两级脱硫塔都设有循环泵把浆液加压送往塔顶,并设有若干耐腐耐磨旋流实心喷头;脱硫浆贮槽9通过浆泵Ⅱ10与脱硫浆高位槽11进口连接,脱硫浆高位槽11出口通过真空过滤机Ⅰ12与接受槽Ⅰ13进口连接,接受槽Ⅰ13设有真空泵Ⅰ14,接受槽Ⅰ13出口与除锌槽15进口连接,除锌槽15出口通过螺杆泵16与板框压滤机17连接,板框压滤机17滤液出口与除铁槽18进口连接,除铁槽18出口通过浆泵Ⅲ19与浓缩槽20连接,浓缩槽20上清液出口与污水贮槽25连接,浓缩槽20沉淀出口与真空过滤机Ⅱ21连接,真空过滤机Ⅱ21滤渣出口与干燥器24连接,真空过滤机Ⅱ21滤液出口与接受槽Ⅱ22进口连接,接受槽Ⅱ22设有真空泵Ⅱ23,接受槽Ⅱ22出口与污水贮槽25连接;
污水贮槽25通过污水泵26与氨-石灰水蒸馏塔27进液口连接,氨-石灰水蒸馏塔27出气口通过分缩器28、冷凝器29与氨水槽30连接。
工作过程:烟气经加压鼓风机1加压送入一级脱硫塔2进行第一次脱硫,然后进入二级脱硫塔3进行第二次脱硫,脱硫净化达标后的烟气经由除雾器4除雾后排放;
提铜尾渣和水在调浆槽8制成提铜尾渣浆液,经浆泵Ⅰ5送入二级脱硫塔3,经循环泵Ⅱ7加压至0.25MPa送往塔顶喷头喷成雾状与烟气接触进行二级脱硫,二级脱硫后的浆液进入一级脱硫塔2,经循环泵Ⅰ6加压至0.25MPa送往塔顶喷头喷成雾状与烟气接触吸收烟气中的SO2进行一级脱硫,然后从一级脱硫塔2进入脱硫浆贮槽9,供后续工序使用;两级脱硫塔内均装有若干耐腐耐磨旋流实心喷头;
脱硫浆贮槽9中的脱硫浆液用浆泵Ⅱ10送入浆液高位槽11,自流入真空过滤机12进行过滤,滤渣排出,可用作建筑材料或水泥原料,过滤后的脱硫浆液由真空泵Ⅰ14吸入接受槽Ⅰ13,真空泵Ⅰ14间歇式工作,当接受槽Ⅰ13盛满液体后,真空泵Ⅰ14暂停工作,接受槽Ⅰ13排空后,真空泵Ⅰ14开始工作;过滤后的脱硫浆液从接受槽Ⅰ13进入除锌槽15,在除锌槽15内加入硫化铵反应生成硫化锌、硫化铜等沉淀物,混合物用螺杆泵16压入板框压滤机17,滤渣为硫化锌泥用于湿法炼锌提取锌和铜,滤液进入除铁槽18,在除铁槽18中加入碳酸氢铵生成碳酸亚铁沉淀,用浆液泵Ⅲ19将混合物送往浓缩槽20进行沉淀浓缩,上清液滗出作为污水进入污水贮槽25中,碳酸亚铁沉淀用真空过滤机21过滤,滤饼在干燥器24中进行干燥后即为碳酸亚铁产品,滤液由真空泵Ⅱ23吸入接受槽Ⅱ22,然后进入污水贮槽25;
向污水贮槽25中加入石灰乳与污水混合,用污水泵26送往氨-石灰水蒸馏***27,以直接蒸汽加热至100℃,(NH4)HSO4分解,氨和水蒸气从蒸馏柱顶部逸出,通过分缩器28控制温度90~95℃,然后进入冷凝器29冷凝成氨水储于氨水槽30。
提铜尾渣浆液脱硫步骤,可根据烟气中SO2含量及对烟气排放标准的要求,选择采用一级或二级脱硫工艺流程。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果:
(1)脱硫塔内装有若干耐腐耐磨旋流实心喷头,具有一定的喷淋密度,使整个脱硫塔内充满雾滴状,接触面积大,脱硫效率高;
(2)脱硫效率达到85~95%,实现以废治污之目的,对环境保护具有重要意义;
(3)脱硫浆液中的锌离子和铜离子的回收通过除锌槽完成,锌、铜离子完全沉淀,铁离子不被沉淀;脱硫浆液中的铁离子的回收通过除铁槽完成,铁离子完全沉淀,实现了提铜尾渣中的铁、锌、铜等有回收价值的元素资源化利用之目的;
(4)本实用新型运行成本低,结合冶炼烟气脱硫进行固体废物资源化利用,具有突出的环境效益和经济效益。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
图中:1-加压鼓风机,2-一级脱硫塔,3-二级脱硫塔,4-除雾器,5-浆泵Ⅰ,6-循环泵Ⅰ,7-循环泵Ⅱ,8-调浆槽,9-脱硫浆贮槽,10-浆泵Ⅱ,11-脱硫浆高位槽,12-真空过滤机Ⅰ,13-接受槽Ⅰ,14-真空泵Ⅰ,15-除锌槽,16-螺杆泵,17-板框压滤机,18-除铁槽,19-浆泵Ⅲ,20-浓缩槽,21-真空过滤机Ⅱ,22-接受槽Ⅱ,23-真空泵Ⅱ,24-亚铁干燥机,25-污水贮槽,26-污水泵,27-氨-石灰水蒸馏塔,28-分缩器,29-冷凝器,30-氨水槽,31-冷却水,32-蒸汽,33-排水,34-石灰浆,35-碳酸亚铁,36-碳酸氢铵,37-(NH4)2S,38-残渣,39-提铜尾渣,40-工艺水,41-烟气。
具体实施方式
实施例1
30万t/a硫酸,硫酸尾气处理量100000Nm3/h,尾气中SO2含量2850mg/Nm3,尾气出口要求SO2含量100mg/Nm3。采用二级脱硫,如图1所示。
硫酸尾气经加压鼓风机1加压至0.2~0.3kPa,送入一级脱硫塔2第一次脱硫,然后进入二级脱硫塔3进行第二次脱硫,脱硫塔直径φ5m,高23.5m,脱硫塔顶部需要浆液分别用循环泵6、7加压至0.25Mpa,循环量为1500m3/h,送往塔顶喷头喷成雾状与烟气接触吸收烟气中的SO2,液气比为8L/m3,净化达标后的烟气经由除雾器4除雾后排放;含固量为20%的提铜尾渣浆液补充量为10m3/h,用浆泵Ⅰ5送往二级脱硫塔3用于二级脱硫,二级脱硫后的浆液进入一级脱硫塔2进行一级脱硫,然后从一级脱硫塔2取出脱硫液10m3/h进入脱硫浆贮槽9供后续工序使用。
脱硫浆液用浆泵Ⅱ10送往浆液高位槽11,自流入真空过滤机12进行过滤,滤饼为炼铜残渣,堆放仍作为建筑材料,滤液进入接受槽Ⅰ13,然后进入除锌槽15,滤液9m3/h,加入硫化铵45~50kg/h,生成硫化锌、硫化铜等沉淀物60~65kg/h,沉淀物用螺杆泵16压入板框压滤机17,获得的硫化锌泥100kg/h左右,送往湿法炼锌提取锌和铜。滤液进入除铁槽18中,加入碳酸氢铵280~290kg/h,生成碳酸亚铁沉淀400~410kg/h,用浆液泵Ⅲ19将混合物送往浓缩槽20进行沉淀浓缩,上清液滗出进入污水贮槽25中,碳酸亚铁沉淀用真空过滤机21过滤,滤饼在干燥器24中进行干燥后即为碳酸亚铁产品390~400kg/h。
向污水贮槽25中加入石灰乳35kg/h,污水与石灰乳混合,用污水泵26送往氨-石灰水蒸馏***27,以直接蒸汽加热至100℃,氨和水蒸气从蒸馏柱顶部逸出,通过分缩器控制温度90~95℃,然后进入冷凝器29冷凝成氨水储于氨水槽30,90~100kg/h。
实施例2
80万t/a硫酸,硫酸尾气处理量200000Nm3/h,两转两吸硫酸装置的尾气中SO2含量800mg/Nm3,尾气出口要求SO2含量100mg/Nm3以下、脱硫效率87.5%。采用一级脱硫,参照图1去掉二级脱硫塔即可。
硫酸尾气经加压鼓风机1加压至0.15~0.2kPa,送入脱硫塔,脱硫塔直径φ6.2m,高24.5m,脱硫塔顶部需要浆液用循环泵加压至0.25Mpa,循环量为3000m3/h,送往塔顶喷头喷成雾状与烟气接触吸收烟气中的SO2,液气比为25L/m3净化达标后的烟气经由除雾器4除雾后排放;含固量为15%的提铜尾渣浆液补充量为1.5m3/h,用浆泵Ⅰ5送往脱硫塔进行脱硫,然后从脱硫塔取出脱硫液1.5m3/h进入脱硫浆贮槽9,供后续工序使用。
脱硫浆液用浆泵Ⅱ10送往浆液高位槽11,自流入真空过滤机12进行过滤,滤饼为炼铜残渣,堆放仍作为建筑材料,滤液进入接受槽Ⅰ13,然后进入除锌槽15,滤液1.4m3/h,加入硫化铵7~9kg/h,生成硫化锌、硫化铜等沉淀物9~10kg/h,沉淀物用螺杆泵16压入板框压滤机17,获得的硫化锌泥15~18kg/h左右,送往湿法炼锌提取锌和铜。滤液进入除铁槽18中,加入碳酸氢铵40~45kg/h,生成碳酸亚铁沉淀60~65kg/h,用浆液泵Ⅲ19将混合物送往浓缩槽20进行沉淀浓缩,上清液滗出进入污水贮槽25中,碳酸亚铁沉淀用真空过滤机21过滤,滤饼在流化床干燥器中进行干燥后即为碳酸亚铁产品55~60kg/h。
向污水贮槽25中加入石灰乳5~6kg/h,污水与石灰乳混合,用污水泵26送往氨-石灰水蒸馏***27,以直接蒸汽加热至100℃,氨和水蒸气从蒸馏柱顶部逸出,通过分缩器控制温度90~95℃,然后进入冷凝器29冷凝成氨水储于氨水槽30,15~20kg/h。
Claims (3)
1.一种提铜尾渣脱除烟气中SO2和资源化的装置,包括:加压鼓风机(1)、脱硫塔、除雾器(4)、浆泵Ⅰ(5)、循环泵、调浆槽(8)、脱硫浆贮槽(9)、浆泵Ⅱ(10)、脱硫浆高位槽(11)、真空过滤机Ⅰ(12)、接受槽Ⅰ(13)、真空泵Ⅰ(14)、除锌槽(15)、螺杆泵(16)、板框压滤机(17)、除铁槽(18)、浆泵Ⅲ(19)、浓缩槽(20)、真空过滤机Ⅱ(21)、接受槽Ⅱ(22)、真空泵Ⅱ(23)、干燥器(24)、污水贮槽(25)、污水泵(26)、氨-石灰水蒸馏塔(27)、分缩器(28)、冷凝器(29)、氨水槽(30);
加压鼓风机(1)与脱硫塔进气口连接,脱硫塔出气口通过除雾器(4)与外界连通;
调浆槽(8)通过浆泵Ⅰ(5)与脱硫塔进液口连接,脱硫塔设有循环泵把浆液加压送往塔顶,脱硫塔出液口与脱硫浆贮槽(9)连接,脱硫浆贮槽(9)通过浆泵Ⅱ(10)与脱硫浆高位槽(11)进口连接,脱硫浆高位槽(11)出口通过真空过滤机Ⅰ(12)与接受槽Ⅰ(13)进口连接,接受槽Ⅰ(13)设有真空泵Ⅰ(14),接受槽Ⅰ(13)出口与除锌槽(15)进口连接,除锌槽(15)出口通过螺杆泵(16)与板框压滤机(17)连接,板框压滤机(17)滤液出口与除铁槽(18)进口连接,除铁槽(18)出口通过浆泵Ⅲ(19)与浓缩槽(20)连接,浓缩槽(20)上清液出口与污水贮槽(25)连接,浓缩槽(20)沉淀出口与真空过滤机Ⅱ(21)连接,真空过滤机Ⅱ(21)滤渣出口与干燥器(24)连接,真空过滤机Ⅱ(21)滤液出口与接受槽Ⅱ(22)进口连接,接受槽Ⅱ(22)设有真空泵Ⅱ(23),接受槽Ⅱ(22)出口与污水贮槽(25)连接;
污水贮槽(25)通过污水泵(26)与氨-石灰水蒸馏塔(27)进液口连接,氨-石灰水蒸馏塔(27)出气口通过分缩器(28)、冷凝器(29)与氨水槽(30)连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,脱硫塔为两个,分别是一级脱硫塔(2)和二级脱硫塔(3),一级脱硫塔(2)进气口与加压鼓风机(1)连接,一级脱硫塔(2)出气口与二级脱硫塔(3)进气口连接,二级脱硫塔(3)出气口通过除雾器(4)与外界连通;二级脱硫塔(3)进液口与调浆槽(8)通过浆泵Ⅰ(5)连接,二级脱硫塔(3)出液口与一级脱硫塔(2)进液口连接,一级脱硫塔(2)出液口与脱硫浆贮槽(9)连接。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,脱硫塔内设有一个以上的耐腐耐磨旋流实心喷头。
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