專利名稱：塔式高溫蒸汽壓脫硫方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種處理冶煉過程中所產生的工業(yè)廢氣的方法和設備，尤其是一種塔式高溫蒸汽壓脫硫的方法及裝置。
冶煉及有色金屬冶煉過程中會產生大量工業(yè)廢氣即二氧化硫(SO2)，SO2給生態(tài)環(huán)境造成污染，對農業(yè)生產產生嚴重影響，為此，國家每年都投入大量資金來解決工業(yè)廢氣SO2的問題。
石灰石法，是我國的主要治理SO2的有效方法。湖南省錫礦山有百多年的冶煉歷史，80年代錫礦山冶煉廠就用石灰石治理工業(yè)廢氣SO2。處理的裝置為塔內篩板噴淋法，用硬塑料板制成高4m，半徑0.75m圓式塔形，用耐酸水泵、攪拌池、循環(huán)池、離心機等；將250目以下石灰石在攪拌池攪拌，使?jié)舛冗_40％，用耐酸水泵抽入塔內噴淋。使CaCO3流入循環(huán)池，再用耐酸泵抽水塔內噴淋，使余下部份CaCO3繼續(xù)與SO2反應，90％CaCO3變成CaSO3后再加入氧氣，使之變成CaSO410H2O(工業(yè)石膏)，這種方法使含硫較低礦石排放SO2能達到國家排放標準。但篩板及管道阻塞時常發(fā)生，在生產的情況下，廢氣在治理塔內與SO2發(fā)生反應，經過72～120小時篩板的篩眼就逐漸被堵塞，就得停止生產或排空來處理堵塞問題。這種方法只能冶理礦物含硫8-15％，效果不理想。
廣西河池地區(qū)有十幾家中型冶煉廠，每一家中型冶煉廠的SO2濃度排放量是湖南錫礦山冶煉廠排放量的2～5倍，因為Pb、Sb、Zn礦是河池地區(qū)主要冶煉物，含硫26～30％，每一個廠每天排放約13.2～15噸之間，十幾家中型冶煉廠每天排放SO2就有150～200噸，為此河池地區(qū)成為廣西省內的廢氣重點治理地區(qū)。
為了解SO2濃度排放量，也有廠家改用塔內直接噴淋法，噴淋塔高6m，半徑1.5m，經過耐酸堿的高壓水泵把Ca(OH)2水溶液壓成水霧狀，使，為了解決每天排放的大量SO2，工廠每天至少要用30噸的生石灰。這種方法能使SO2濃度達到國家排放標準。但是管道、噴頭堵塞問題還是解決不了，造成的二次污染源可想而知。且每天30噸的生石灰加水產出39.6噸的熟石灰，39.6噸的熟石法與SO2反應生成CaSO3和水，產出的64.2噸CaSO3呈白色流體狀，部分液體流入農田，禾苗就死亡，流入水塘，魚蝦就死亡；白色CaSO3廢渣每天64.2噸，一年23433噸的CaSO3就象座小山，那10年，20年呢？二次污染源的嚴重危害就可想而知了。因此此方法也是行不通的。
本發(fā)明的目的是提供一種不會產生二次污染，能有效克服生產管道、噴頭、篩板堵塞問題，將SO2回收生成H2SO3，消除黑煙和煙塵，保護環(huán)境的塔式高溫蒸汽壓脫硫方法和裝置。
本發(fā)明是利用廢氣SO2在升空后與大自然大氣壓強、陽光輻射與空氣反應形成酸雨、酸露降下的原理設計的。SO2在76cm高水銀柱的大氣壓強、太陽輻射下，與空氣中的水分發(fā)生反應，后，隨著每天24小時溫差變化，突遇冷空氣或降雨H2SO3就會降下，污染大地綠化及農作物的原理，從而得到解決國內幾十年未變的石灰石法。這種方法叫作塔式蒸汽壓脫硫法。
塔式蒸汽壓脫硫裝置是由幾個不同規(guī)格，不同型號的升溫塔、加壓塔、真空塔、強降器、噴淋塔、軟水器、工業(yè)蒸汽鍋爐組成。由升溫塔1連通加壓塔4，蒸汽鍋爐2連通加壓塔4，提供蒸汽壓為2～10kg/cm、500～600℃的蒸汽在加壓塔內與升溫至130℃的SO2充分混合，經過管道通往真空塔5，接至內設冷卻管的強降器6，再接至上有高位壓水池8的噴淋塔7。利用工業(yè)堿渣NaOH液體噴淋脫硫。
本發(fā)明的塔式高溫蒸汽壓脫硫技術方案從生產車間排出的廢氣SO2、黑煙、煙塵，經收塵車間回收80％煙塵，進入玻璃鋼煙道，隨著風速把溫度從收、吸塵車間降至70℃的SO2、黑煙、煙塵(20％)直送入升溫塔1。經過燃料升溫，升溫塔內加熱鍋里H2O沸騰至100℃，使SO2從70℃增至130℃(沸騰升溫)，升溫塔內加熱鍋在沸騰升溫時100℃水與廢氣溫度接觸蒸發(fā)加溫，在升溫過程中時常遺留一些煙塵與100℃的水混合，當加熱鍋內的H2O遺留太多煙塵就要更換干凈水，加熱鍋內的水遺留太多煙塵對廢氣升溫帶來很大的影響。SO2升溫至130℃后隨著煙道進入加壓塔4，從鍋爐提供2～10Kg/cm3、溫度500～600℃蒸氣壓與SO2混合，溫度達到600℃，SO2蒸氣壓混合體隨著氣壓、風速進入真空塔5。
真空塔5由兩個塔組成，塔與塔之間用直通煙管連接，二塔為一。有了足夠的高度(高達16m)，足夠的空間(半徑4m)，SO2混合蒸氣體在真空塔內就有了一個充足的反應時間。，就有了一個萬有引力定律。原理為1摩爾SO2是64，它可隨空氣飄流，SO2在空中陽光紫外線的輻射下，標準大氣壓76cm水銀柱的壓強下即，1摩爾SO2變成1摩爾H2SO3。從質量看SO2轉變成H2SO3，它的質量得到增加。就被地球萬有引力吸引回到地球表面，這就要充足的條件，充足的時間。從1摩爾SO264到1摩爾的H2SO384，的電子得失關系看它們遵守能量守恒定律與時間與壓強與溫度有關。與空氣的濕度有關。根據(jù)原理定律SO2與H2O(蒸氣壓)混合體在真空塔內600℃溫度反應下，降下一部分H2SO3隨著風速推進強降器6。
SO2蒸氣壓混合氣體隨煙道進入強降器頂部，強降器6內設冷卻管，是由不銹鋼構成，其管直徑為10cm，這種結構的特點1、從真空塔排進強降器風速不會受到阻止；2、從真空塔排進強降器頂帽罩分流進入不銹鋼冷卻管具有減風量作用。SO2蒸氣壓混合氣體分流進入若干根不銹鋼管，每根鋼管兩側都附有一根水孔式噴淋冷卻水管，使水每時每刻都噴淋在不銹鋼管上，時時具有冷卻作用。當SO2蒸氣壓混合氣體從真空塔進入強降器過程中，熱量會損失到500℃，500℃的SO2蒸氣壓混合氣體含水份較重(290％水份)，當混合氣體分流進入不銹鋼管時，被常溫水10～20℃強冷卻，大部分SO2全部降下(中型冶煉企業(yè)一般要構造兩個強降器)。
在加壓塔、真空塔、強降器處理過程中回收H2SO3可降SO2達到70％，余下的30％SO2送入噴淋塔7強噴降硫，除塵黑煙。噴淋的主要原料選用工業(yè)堿渣，即Na2ASO3與Na2SbO3。Na2ASO3和Na2SbO3與H2O反應而得到NaOH，PH值14，濃度40％，用耐酸、堿水泵抽入塔內強噴淋，即，，達到余下30％SO2全降的目的。噴淋塔內的噴頭不會形成阻塞，因為NaOH是液體狀態(tài)。
全套塔式高溫蒸氣壓脫硫裝置處理SO2，煙塵、黑煙總回收率達到97％，達到國家廢氣排放標準。
以下結合附圖及實施例作進一步說明。


圖1為本發(fā)明的工藝流程結構示意圖。
該裝置包括一個工業(yè)蒸氣鍋爐2主體，主體由軟水器3供給軟水。工業(yè)廢氣從生產車間通過玻璃鋼煙道進入升溫塔1，升溫塔采取保溫結構，進入塔內風速為1.5米/分時，從高位壓水池8壓水由進水管壓進升溫塔，水溶液與SO2升溫至130℃從升溫塔中上部由玻璃鋼煙道隨著風速進入加壓塔4，由工業(yè)蒸氣鍋爐2經過水蒸氣供出管供進加壓塔，加壓塔也采取保溫結構，進入塔內風速為0.4米/分時，在塔內蒸氣壓為2～10kg/cm，溫度500～600℃與升溫后的SO2混合降H2SO35～8％，由壓塔頂部玻璃鋼煙道排入真空塔5，保溫結構的真空塔由兩個組成，中間上部有個直通煙道，由第一個塔經過經過直通煙道進入第二個塔，由第二個塔底部排出。真空塔內SO2與水蒸氣壓在600℃的靜止狀態(tài)下反應，降下20～25％的H2SO3，由玻璃鋼煙道直送入強降器6，進入的風速為0.2米/分時，由頂部的頂帽罩向下分流進入不銹鋼降硫管，經過降硫管旁的孔式冷卻噴淋管冷水噴淋，強冷降下，強降器可降H2SO340～50％。通過升溫塔、蒸汽鍋爐、加壓塔、真空塔、強降器裝置可脫SO2達70％，真空塔、強降器回收的H2SO3由真空塔底部H2SO3排口、強降器底部排H2SO3管路排入H2SO3收集池⑤，運去制酸廠造酸。強降器冷卻水由在其底部設置的冷卻水集槽和排水口排入冷卻水集池④，由冷卻水循環(huán)水泵返回高位壓水池8，繼續(xù)使用。
從強降器6下部出來的廢氣經過煙道從噴淋塔7底部進入塔內，由NaOH配料系統(tǒng)A、CaOH配料系統(tǒng)B進入NaOH注堿池C供給噴淋塔7，NaOH注堿池C的PH值為14(強堿)、濃度為30％，由供噴淋塔耐酸堿水泵抽入噴淋塔，強噴淋反應，生成Na2SO3，由噴淋塔底部Na2SO3排口排入CaOH配料系統(tǒng)B與供噴淋塔NaOH注堿池C，視酸、堿度用來控制排入B、C的管路閥門。噴淋塔7達到治理升溫塔、蒸汽鍋爐、加壓塔、真空塔及強降器余下的30％左右的SO2，達到全降目的。
配料系統(tǒng)與水路、蒸氣壓、升溫實例技術參數(shù)工業(yè)堿渣Na2ASO3與Na2SbO3經過碾磨機①磨碎(300目)，送進攪拌池②與H2O攪拌反應生成NaOH溶液，濃度40％，PH值14。通過沉淀循環(huán)池③后排入供噴淋塔NaOH注堿池C，由耐酸堿泵循環(huán)抽入噴淋塔內強噴淋降SO2，即，。由噴淋塔Na2SO3排口排入NaOH注堿池，循環(huán)噴淋，當Na2SO3排口Na2SO3PH值達到7顯中性時，關掉排往NaOH注堿池閥門，開排向CaOH配料系統(tǒng)閥門，排進CaOH攪拌池⑦。
CaO(生石灰)經過破碎機⑥破碎至300目送進攪拌池⑦與Na2SO3反應，。通過沉淀池⑧由耐酸堿水泵抽入NaOH注堿池繼續(xù)循環(huán)抽入噴淋塔強噴淋。CaOH配料系統(tǒng)在100kg/小時加入Ca(OH)2作還原劑，使Na2SO3PH值7顯中性轉化為NaOH PH值14(強堿)。NaOH反復使用就可達到合理、治理SO2目的，不給環(huán)境帶來二次污染源。
工業(yè)蒸汽鍋爐要保持足夠的蒸氣壓(2～10kg/cm)，足夠的溫度(500～600℃蒸氣)，確保供進入加壓塔。
升溫塔的加熱鍋外側四周采用特殊保溫材料，其構造是由耐火磚建成燃料式加熱爐(底部)、鋼材鑄成的橢圓形加熱鍋、100℃沸騰液(H2O)、加熱鍋四周、頂部的特殊保溫材料、鋼材加固架組成；加壓塔、真空塔、噴淋塔構造是由防蝕保溫磚建成；強降器構造是由鋼材固定支架、不銹鋼降硫冷卻管(1公厘厚)、冷卻噴淋水管，不銹鋼頂帽罩、不鍋鋼集片H2SO3漏斗(底部)組成。塔與塔之間用防腐蝕玻璃鋼煙道連接成為一個整體。
NaOH配料系統(tǒng)A由工業(yè)堿渣碾磨機①、堿渣攪拌池②、及NaOH沉淀循環(huán)池③組成。
CaOH配料系統(tǒng)B由CaO破碎機⑥、Ca(OH)攪拌池⑦、Ca(OH)沉淀循環(huán)池⑧、Ca(OH)集池⑨組成。
C為供噴淋塔NaOH注堿池，④為冷卻水集池，⑤為H2SO3集池。
建造一個中型冶煉廠的塔式高溫蒸氣壓脫硫裝置的數(shù)據(jù)參數(shù)為升溫塔高4m、直徑2m；加壓塔高8m，直徑3m；真空塔高16m、直徑8m；強降器不銹鋼分流管直徑10cm，厚度1cm，總共不銹鋼分流管直徑為煙道直徑8倍以上，不銹鋼管高為6m；煙道直徑1m；噴淋塔高8m，直徑3m；建造塔的塔壁要求在40cm-50cm厚度之間。
本裝置能有效清除廢氣中的黑煙，除塵率為99％，且在硫脫處理廢氣過程中沒有二次污染源，脫硫率97％。
權利要求
1.一種塔式高溫蒸汽壓脫硫方法，其特征在于利用工業(yè)堿渣NaOH液體噴淋脫硫。
2.一種塔式高溫蒸汽壓脫硫裝置，包括噴淋塔，其特征在于由升溫塔(1)連通加壓塔(4)，蒸汽鍋爐(2)連通加壓塔(4)，提供蒸汽壓為2～10kg/cm、500～600℃的蒸汽在加壓塔內與升溫至130℃的SO2充分混合，經過管道通往真空塔(5)，接至內設冷卻管的強降器(6)，再接至上有高位壓水池(8)的噴淋塔(7)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種塔式高溫蒸汽壓脫硫方法及裝置,是通過將含二氧化硫廢氣經升溫、高壓高溫混合,冷卻,用工業(yè)堿渣NaOH液體噴淋脫硫。能消除廢氣中的黑煙,除塵率99%,有效解決治理生產過程中的管道噴頭堵塞問題,整個處理過程沒有二次污染源,脫硫率達97%。
文檔編號B01D53/79GK1307925SQ00131179
公開日2001年8月15日 申請日期2000年11月23日 優(yōu)先權日2000年11月23日
發(fā)明者韋晏國 申請人:韋晏國