硫磷杂志-过氧化氢脱硫法在硫酸工业尾气处理.docVIP

过氧化氢脱硫法在硫酸工业尾气处理中的应用 曹 辉 1,陈思涛 1,徐德和 2,张昌化 2 (1.威海恒邦化工有限公司,山东,威海 264501;2.江苏中建工程设计研究院 有限公司南京分公司,江苏,南京 210018 摘 要:二氧化硫是硫酸工业尾气中的主要有害成分,其处理工艺的研究一直以来都是硫酸工业 的重要工作内容。阐述了用过氧化氢法脱硫技术的原理及特点;经工业化应用,效果稳定可靠,采用 w (H2O 2=0.1%~1.0%的过氧化氢做脱硫剂, 可回收 w (H2SO 4=20%~30%的稀硫酸并返回干吸工序, 脱硫 效率高,脱硫后排放的尾气中 ρ(SO220 mg/m3,远低于新国标排放限值的要求。 关键词:脱硫;过氧化氢法;硫酸尾气;工业化应用 中图分类号:TQ111.16 文献标识码:B 文章编号:1009-1904(201302-00 -05 1概述 硫酸是产量最大的无机化学品之一,广泛应用 于肥料、化学品、药物、洗涤剂、水处理剂等产品 生产。 2007年环境统计数据表明, 我国硫酸工业 SO 2排放量约 100 kt/a,占全国 SO 2排放量的 0.4%,占 化工行业 SO 2排放总量的 9.0%,是化工行业中较大 的 SO 2排放源 [1]。GB 26132-2010《硫酸工业污染物 排放标准》 于 2011年 3月 1日正式实施。 按照新国 标要求,2011年 10月 1日起至 2013年 9月 30日 止现有硫酸企业二氧化硫排放限值 ρ(SO2≤860 mg/m3,2013年 10月 1日起所有硫酸企业将统一执 行 ρ(SO2 ≤400 mg/m3、发达地区 ρ(SO2 ≤200 mg/m3的排放限值。 新国标的实施对硫酸生产企业是 一大考验。 威海恒邦化工有限公司自新国标征求意见稿时 就对新国标予以密切关注,为确保硫酸尾气排放达 到新国标规定的限值要求,对现有脱硫工艺进行了 研究, 以确定该公司硫酸工业尾气处理的最佳工艺。 现有的硫酸工业尾气脱硫方法主要有活性焦 法、新型催化法、氨法、超重力法、钠碱法等,这 些硫脱方法普遍存在投资大、运行成本较高,生成 物与废弃物难以利用等问题。通过对以上几种脱硫 方法的对比分析和论证,我们提出了过氧化氢法脱 除硫酸尾气中二氧化硫的设想, 2011~2012年在生 产装置中进行了长时间连续试验摸索,取得了良好 效果。 以 100 kt/a硫酸装置处理 ρ(SO2=1 000 mg/m3的烟气为例,对不同尾气脱硫工艺进行比较, 结果见表 1。 在总结试验及对比分析的基础上, 2012年 4月 份优化设计了过氧化氢法脱除硫酸尾气中二氧化 硫、回收硫酸的处理装置,并成功应用到本公司的 80 kt/a冶炼烟气制酸系统。经过 8个月的生产实 践,结果是尾气处理装置脱硫效率高、效果稳定、 安全可靠,达到了预期设计目标。 2过氧化氢法脱硫工艺 2.1基本原理 用过氧化氢法脱除硫酸工业尾气中二氧化硫的 基本原理是:将过氧化氢溶液加入到吸收塔中,使 其与含 SO 2的尾气接触,利用过氧化氢强氧化性将 SO 2氧化为硫酸,其化学反应方程式为: H 2O 2+SO2=H 2SO 4 过氧化氢法脱硫工艺的基本原理虽然简单,但 是在实际应用到硫酸生产中,要充分满足 4个基本 条件:①要具备高吸收效率;②要回收全部副产物 稀硫酸;③不能产生新的“三废”产物;④经济上 是可行的。 2.2试验情况 为确定脱硫反应的工艺条件,验证过氧化氢 尾气脱硫工艺的可行性, 我们对不同 ρ(SO2、 不同 w (H2SO 4条件下过氧化氢溶液的 SO 2吸收率进行了研 究 [2]试验装置由填料吸收塔和循环泵组成,设备采 用不锈钢制作。试验装置处理二吸塔尾气,以确定 循环吸收液的 w (H2SO 4、 w (H2O 2对 SO 2转化为硫酸的 影响。 表 1不同尾气脱硫工艺进行比较 项目 活性焦法 新型催化法 氨法 超重力法 钠碱法 过氧化氢法 总投资/万元 390 355 260 380 105 105 年运行成本/万元 181.28 130.02 105.09 110.19 98.50 66.18 其中:电耗 4.48 8.62 43.51 48.61 14.50 14.50 脱硫剂 32.80(活性焦 35.00(炭基催化 剂 39.98(氨 39.98(氨 84.00(液碱 51.68(过氧化氢 蒸汽 144.00 86.40 21.60 21.60 无 无 吨酸直接成本/元 18.13 13.00 10.51 11.02 9.85 6.62 占地面积/m2600 300 400 400 200 200 阻力/Pa 2 400 3 000 2 000 1 500 1 500 800 排放 ρ(SO2/mg·m-