一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法技术

本发明专利技术公开了一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，通过在烟气中添加硫化氢气体，使得烟气中的SO3转化为SO2和硫单质，彻底消除了烟气中的SO3，从而避免了SO3对后续热回收和除尘工艺造成影响，具有较高的经济效益。

A Method of Removing Sulfur Trioxide from Smelting Flue Gas

The invention discloses a method for removing sulfur trioxide from smelting flue gas. By adding hydrogen sulfide gas in the flue gas, SO3 in the flue gas is converted into SO2 and sulfur, and SO3 in the flue gas is completely eliminated, thus avoiding the influence of SO3 on subsequent heat recovery and dust removal process, and has high economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法
本申请涉及一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，具体涉及一种含硫矿冶炼炉排出的烟气的资源化利用方法。
技术介绍
目前在我国，用于有色金属冶炼的原料主要是硫化矿，冶炼过程产生的烟气中含有大量的so2，不经过有效的脱硫处理，一方面将严重污染大气，一方面又造成了硫资源的严重浪费。而在现有技术中，已经有技术将SO2气体进行处理以得到硫酸产物，该技术在降低污染的同时能够得到具有一定价值的产物。然而，含硫矿冶炼所产生的烟气中成分较为复杂，其主要包括SO2、SO3、固体颗粒物、氧气、二氧化碳等。其中，为得到较为纯净的SO2气体，需要对烟气进行除尘以及热回收处理，然后烟气中含有的SO3气体会对除尘、热回收、风机等设备以及相应的管路进行腐蚀，增加了处理成本。因此，急需一种对冶炼烟气进行预处理以脱除其含有的三氧化硫。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提出了一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，其包括以下步骤：（1）将来自冶炼炉的烟气和硫化氢气体Ⅰ同时通入还原反应器Ⅰ中，使得烟气中的大部分三氧化硫与硫化氢反应转化为二氧化硫，同时消耗掉烟气中的氧气，通入还原反应器Ⅰ中的硫化氢气体的量低于烟气中三氧化硫量的三分之一与氧气量的三分之二的和；（2）将还原反应器Ⅰ排出的气体混合物和硫化氢气体Ⅱ继续同时通入还原反应器Ⅱ中，使得将气体混合物中的剩余三氧化硫全部转化为硫单质；通入还原反应器Ⅱ中的硫化氢气体了的量大于该步骤气体混合物中三氧化硫量的三倍；（3）将还原反应器Ⅱ排出的气体混合物依次通入换热器和除尘器中进行热量回收和除尘处理。优选的，输送烟气至还原反应器Ⅰ的管线上设置有烟气流量检测仪Ⅰ、三氧化硫浓度检测仪Ⅰ和氧气浓度检测仪。优选的，从还原反应器Ⅰ输送气体混合物至还原反应器Ⅱ的管线上设置有烟气流量检测仪Ⅱ和三氧化硫浓度检测仪Ⅱ。优选的，布骤（1）中通入还原反应器Ⅰ中的硫化氢气体的量等于烟气中三氧化硫量的0.2倍与氧气量的三分之二的0.6倍。优选的，步骤（2）中通入还原反应器Ⅱ中的硫化氢气体了的量等于该步骤气体混合物中三氧化硫量的五倍。优选的，所述的还原反应器Ⅰ和还原反应器Ⅱ均为烟气输送管线一部分。优选的，来自冶炼炉的烟气的温度为1000-1400℃，而经换热器换热后的温度为50-100℃。优选的，所述的换热器包括废热锅炉。优选的，在换热除尘步骤后还具有以下步骤：（4）将除尘器排出的气体混合物和臭氧通入氧化反应器中以将气体混合物中的含有的硫化氢全部被氧化；（5）将氧化反应器排出的气体混合物继续通入双氧水喷淋塔中以使气体混合物中的二氧化硫全部转化成为硫酸并沉积到喷淋塔底部；（6）将喷淋塔底部的硫酸通入成品槽。优选的，双氧水喷淋塔底部的液体通过塔外喷淋泵输送至塔顶与新鲜双氧水混合后进行喷淋。本专利技术对脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法主要分为两个个步骤，首先是将烟气和硫化氢气体在还原反应器Ⅰ中进行反应，在该反应器中发生的反应包括：H2S+3SO3=H2O+4SO2（1），2H2S+3O2=2SO2+2H2O（2）和3H2S+SO3=3H2O+4S（3）,而期望的反应为反应（1）和（2），而反应（3）为不希望发生的反应类型。为此目的，本专利技术通过对硫化氢的通入量进行控制避免反应（3）的发生，经多次实验得出了最佳的硫化氢加入量。经过还原反应器Ⅰ的处理，可以将烟气中的大部分SO3转化为SO2，不降低烟气中的硫含量导致后续过程中硫酸的减产，并通过污染气体硫化氢的加入还相应增加了SO2的含量。其次，由于在还原反应器Ⅰ中通入的硫化氢量有限，不能将SO3彻底转化为SO2，为此，将经过还原反应器Ⅰ处理的气体混合物进一步通入还原反应器Ⅱ中，以通过过量H2S的加入使得气体混合物的剩余SO3通过反应（3）全部转化为硫单质从而彻底消除烟气中的SO3。而脱除了SO3的烟气就可以避免对换热器和除尘器的腐蚀作用。由此可见，本专利技术是将烟气中腐蚀性气体三氧化硫通过同样为废气的H2S还原为二氧化硫，同时使得烟气中H2S的含量大大增加。同样的，本专利技术针对改变后的烟气成分对制酸流程进行了重新设计，在以上步骤后还具有两个步骤。将气体混合物通入氧化反应器中通过臭氧的加入使得H2S全被被氧化成硫氧化物，保证了气体混合物中的硫元素基本以SO2形式存在，当然，烟气中的二氧化硫也少量的被氧化成三氧化硫，但是该副反应并不会对工艺产生影响。最后，将气体混合物继续通入双氧水喷淋塔中，通过双氧水的氧化将二氧化硫全部氧化为硫酸。而由于之前的步骤中H2S已经被氧化成二氧化硫，因此基本不会有硫单质的生成。由于硫酸中含有一定量未反应的双氧水，可以将塔底料液进行循环喷淋，而在外排过程中通过蒸发器的加热一方面将硫酸样品中的双氧水通过加热方式排除，也可以将硫酸进一步浓缩。附图说明结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1为本专利技术脱硫塔和氧化塔的具体结构。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的示意图，如图所示，本实施例的冶炼烟气处理系统包括依次连接的还原反应器Ⅰ、还原反应器Ⅱ和换热器、除尘器、氧化反应器、双氧水喷淋塔、成品槽，其中还原反应器Ⅰ与冶炼烟气输送管道连接，除尘器与预处理后烟气排出管道连接，其中，输送烟气至还原反应器Ⅰ的冶炼烟气输送管道上设置有烟气流量检测仪Ⅰ、三氧化硫浓度检测仪Ⅰ和氧气浓度检测仪，从还原反应器Ⅰ输送气体混合物至还原反应器Ⅱ的管线上设置有烟气流量检测仪Ⅱ和三氧化硫浓度检测仪Ⅱ。另外，在还原反应器Ⅰ和还原反应器Ⅱ上均设置有硫化氢输入管线，该管线上设置有流量控制阀和硫化氢流量检测仪。在氧化反应器上设置有臭氧输入管线。在双氧水喷淋塔从上到下依次有除雾器、喷淋器、烟气分布器和积液池，其中积液池通过塔外喷淋泵与喷淋器连接。实施例1采用上述系统，本实施例提供了一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，其包括以下步骤：（1）将来自冶炼炉的烟气和硫化氢气体Ⅰ同时通入还原反应器Ⅰ中，使得烟气中的大部分三氧化硫与硫化氢反应转化为二氧化硫，同时消耗掉烟气中的氧气。其中，通入还原反应器Ⅰ中的硫化氢气体的量等于烟气中三氧化硫量的0.2倍与氧气量的三分之二的0.6倍，硫化氢的通入使得在该反应器内发生反应：H2S+3SO3=H2O+4SO2（1），2H2S+3O2=2SO2+2H2O（2）。上述反应的发生使得烟气中的大部分SO3转化为SO2，且消耗掉了烟气中的氧气。（2）将还原反应器Ⅰ排出的气体混合物和硫化氢气体Ⅱ继续同时通入还原反应器Ⅱ中，使得气体混合物中的剩余三氧化硫全部转化为硫单质。其中，通入还原反应器Ⅱ中的硫化氢气体了的量等于该步骤气体混合物中三氧化硫量的五倍，其使得硫化氢气体过量保证了基本发生反应：3H2S+SO3=3H2O+4S（3），使得烟气中的三氧化硫被彻底排出，从而避免其影响后续的热回收和除尘操作。（3）将还原反应器Ⅱ排出的气体混合物依次通入废热锅炉进行余热回收，并进一步通入水冷却器中，使得烟气的温度降低至100℃以下，继续将换热后烟气通入电除尘器中进行除尘处理。实施例2为保证整个制酸工艺的完整性，该实施例提供了一种完整的制酸工艺，其包括以下步骤：（1）将来自冶炼炉的烟气和硫化氢气体Ⅰ同时通入还原反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，其特征在于其包括以下步骤：（1）将来自冶炼炉的烟气和硫化氢气体Ⅰ同时通入还原反应器Ⅰ中，使得烟气中的大部分三氧化硫与硫化氢反应转化为二氧化硫，同时消耗掉烟气中的氧气，通入还原反应器Ⅰ中的硫化氢气体的量低于烟气中三氧化硫量的三分之一与氧气量的三分之二的和；（2）将还原反应器Ⅰ排出的气体混合物和硫化氢气体Ⅱ继续同时通入还原反应器Ⅱ中，使得将气体混合物中的剩余三氧化硫全部转化为硫单质；通入还原反应器Ⅱ中的硫化氢气体了的量大于该步骤气体混合物中三氧化硫量的三倍；（3）将还原反应器Ⅱ排出的气体混合物依次通入换热器和除尘器中进行热量回收和除尘处理。

【技术特征摘要】
1.一种脱除冶炼烟气中三氧化硫的方法，其特征在于其包括以下步骤：（1）将来自冶炼炉的烟气和硫化氢气体Ⅰ同时通入还原反应器Ⅰ中，使得烟气中的大部分三氧化硫与硫化氢反应转化为二氧化硫，同时消耗掉烟气中的氧气，通入还原反应器Ⅰ中的硫化氢气体的量低于烟气中三氧化硫量的三分之一与氧气量的三分之二的和；（2）将还原反应器Ⅰ排出的气体混合物和硫化氢气体Ⅱ继续同时通入还原反应器Ⅱ中，使得将气体混合物中的剩余三氧化硫全部转化为硫单质；通入还原反应器Ⅱ中的硫化氢气体了的量大于该步骤气体混合物中三氧化硫量的三倍；（3）将还原反应器Ⅱ排出的气体混合物依次通入换热器和除尘器中进行热量回收和除尘处理。2.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：陈萌，
类型：发明
国别省市：山东,37