CN206138987U

CN206138987U - 一种提铜尾渣脱除烟气中so2和资源化的装置

Info

Publication number: CN206138987U
Application number: CN201620933729.9U
Authority: CN
Inventors: 宁平; 王学谦; 殷在飞; 殷梁淘; 李凯; 陈茂生; 王郎郎
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2017-05-03
Anticipated expiration: 2026-08-25

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

一种提铜尾渣脱除烟气中SO2和资源化的装置

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

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。