專利名稱：不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種廢氣凈化方法，特別涉及一種不銹鋼酸
洗工藝廢氣凈化處理方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼酸洗是不銹鋼鋼板、鋼帶、鋼管、鋼絲、制品等的表面氧 化皮處理，通常釆用二級(jí)連續(xù)酸洗處理工藝， 一級(jí)為硫酸酸洗，二級(jí) 為混酸(硝酸+氣氟酸)酸洗，混酸中的硝酸為氧化劑，氫氟酸為活
化劑。其具體的酸洗工藝為不銹鋼產(chǎn)品—水洗—稀硫酸酸洗—
水洗—硝酸-氫氟酸混酸酸洗—水洗—烘干—產(chǎn)成品。
不銹鋼酸洗工藝中硫酸(H2S0O酸洗段，以稀硫酸為酸洗液，
酸洗操作溫度較高(60 ± 51C ),酸洗中硫酸與不銹鋼表面氧化物反應(yīng)
為強(qiáng)放熱反應(yīng)，由于熱傳導(dǎo)和熱輻射極為緩慢，反應(yīng)熱無(wú)法及時(shí)導(dǎo)出，
使鋼板、鋼帶、鋼管、鋼絲、制品等表面形成局部高溫區(qū)，高溫下大
量硫酸被熱分解和揮發(fā)，產(chǎn)生高濃度S02，再加上有些酸洗操作釆用
噴淋法，S02及噴淋產(chǎn)生的霧狀硫酸溶液氣溶膠微細(xì)顆粒，與水蒸汽 結(jié)合，形成硫酸霧，因此，該酸洗段排放的主要污染物是？^ 攀茅。.
不銹鋼混酸酸洗段采用的混酸酸洗液為硝酸(HN03)和氫氟酸 (HF)，酸洗操作溫度40土5TC，酸洗反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，使部分硝酸分 解為氣氧化物(NOx)，使部分硝酸分解為NO和NO"氫氟酸揮發(fā)為 氟化氫(HF)，再加上廢氣濕度大，形成混酸酸霧，因此，該酸洗段 工藝廢氣中，含有的主要污染物為NOx (其中主要為NO、 NO;)、
總之，不銹鋼酸洗工藝廢氣排放工況，屬于高溫、高濕、高濃度、 強(qiáng)腐蝕、有規(guī)則的連續(xù)排放型。
依據(jù)環(huán)境保護(hù)法，該工藝廢氣中的污染物，必須先經(jīng)過(guò)凈化處理， 達(dá)標(biāo)后才能排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方 法，通過(guò)該方法及設(shè)備的凈化后，不銹鋼酸洗工藝產(chǎn)生的污染物可達(dá) 到國(guó)家頒布的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297 - 1996 )。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 包括硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法和混酸酸洗段廢氣污染物 凈化處理方法，其特征在于硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法依 照下列步驟進(jìn)行①將不銹鋼硫酸酸洗段產(chǎn)生的廢氣通過(guò)氣霧分離器 分離后通入一級(jí)水吸收塔內(nèi)，廢氣在塔內(nèi)自下而上運(yùn)動(dòng)，與自上而下 噴淋的一級(jí)吸收液在填料表面進(jìn)行氣-液逆流接觸、溶解、反應(yīng)、傳 質(zhì)、熱傳遞過(guò)程，達(dá)到捕集吸收二氧化硫和硫酸霧污染物的目的，同 時(shí)將廢氣溫度降低為^30'C;②廢氣經(jīng)一級(jí)凈化塔凈化處理后，通過(guò) 連接風(fēng)管依次進(jìn)入二、三、四級(jí)塔內(nèi)，與塔內(nèi)的NaOH稀溶液吸收液 進(jìn)行逆流交換，使殘留剩余部分二氧化硫、硫酸霧轉(zhuǎn)入吸收液中進(jìn)行 凈化處理；
混酸酸洗段廢氣凈化處理方法依照下列步驟進(jìn)行①首先將 通過(guò)氣霧分離器分離出的廢氣經(jīng)一級(jí)氧化型水洗塔處理后，廢氣 中的氮氧化物、氟化氫及混合酸霧，被捕集吸收轉(zhuǎn)入一級(jí)塔吸收液中， 同時(shí)將廢氣溫度降低到30~401C;②將廢氣通入二級(jí)氧化塔，與逆 流噴淋的強(qiáng)氧化堿性吸收液接觸、傳質(zhì)、反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶性的硝酸
鹽，進(jìn)入吸收液中進(jìn)行凈化處理；③將經(jīng)過(guò)二級(jí)氧化塔凈化處理后的 廢氣繼續(xù)通入到三級(jí)氧化吸收塔，將廢氣中的NO通過(guò)強(qiáng)氧化性吸收 液全部被迅速氧化成N02，被吸收液吸收；④將經(jīng)過(guò)三級(jí)氧化塔凈 化處理后的廢氣繼續(xù)通入到四級(jí)還原吸收塔內(nèi)，將未被吸收的N0x 通過(guò)還原性吸收液還原為無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)?，然后?fù)壓進(jìn)入風(fēng)機(jī)，正壓 進(jìn)入排放管排空。
上述硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理一級(jí)塔吸收液的成分為水
和催化劑一偏礬酸銨，其中催化劑一偏礬酸銨的比例是5 ~ 10克/m3
上述硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理二、三、四級(jí)塔吸收液的
成分為水、氫氧化鈉5%、偏釩酸鈉5克/m3 、硫酸錳10克/m3。 上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中一級(jí)塔吸收液的成分的 是H20、 H2(h和催化劑，催化劑由偏釩酸鈉5克/m3和硫酸錳5克/ m3組成。
上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中二級(jí)塔吸收液的成分是 KMn042%、 NaOH 4%、過(guò)氧化氬3%和1120。
上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中三級(jí)塔吸收液的成分的 是水、H2O2. 5%。
上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中四級(jí)塔吸收液的成分是 水、亞硫酸鈉4%、尿素6%、硫酸的含量可將吸收液的PH-2即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、當(dāng)高濃度污染物的初始排放濃度二氧化硫 CSO2< 15000mg/m3，硫酸霧C絲霧< 1500mg/m3時(shí)，經(jīng)本工藝凈化處
理系統(tǒng)捕集吸收處理后，均能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)以上，可 使不銹鋼硫酸酸洗廢氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。凈化效率可達(dá)到ru^*> 98~99%、 11絲霧>97~99%。 2、混酸酸洗工藝廢氣中，污染物初始 排放濃度限定值為C氣氣化"7500mg/m3、 C" 450mg/m3時(shí)，凈化處
理效果可達(dá)n氣氣化物^97 99X、 Ti絲霧〉98~99%、 tihf> 98 ~
99%。


圖l是硫酸酸洗廢氣凈化處理工藝的流程圖。 圖2是混酸酸洗廢氣凈化處理工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式
一種不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法，由硫酸酸洗段廢氣污染 物凈化處理和混酸酸洗段廢氣污染物凈化處理。
硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理將不銹鋼硫酸酸洗段產(chǎn)生的工
藝廢氣(含二氧化硫和硫酸霧污染物)，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，通過(guò)酸
洗密閉罩排入收集孔，進(jìn)入氣霧分離回流器，將氣攜酸洗液回流到酸
洗密閉罩內(nèi)，二氧化硫及硫酸霧氣體則穿過(guò)氣霧分離器及風(fēng)管，進(jìn)入
一級(jí)填料吸收塔塔底， 一級(jí)塔為水吸收塔，廢氣在塔內(nèi)自下而上運(yùn)動(dòng)，
與自上而下噴淋的一級(jí)吸收液，在填料表面，氣-液逆流接觸，進(jìn)行
溶解、反應(yīng)、傳質(zhì)、熱傳遞過(guò)程，達(dá)到捕集吸收二氧化硫和硫酸霧污
染物的目的，同時(shí)降低了廢氣溫度，以保證后級(jí)塔捕集吸收的溫度要
求，從而提高了后級(jí)填料吸收塔的凈化效率。
-級(jí)塔起降溫和吸收雙重作用。主要塔反應(yīng)如下
硫酸霧溶于水中轉(zhuǎn)化為硫酸
S02 + H20 — H2S03
2H2SO3 + O2 (空氣中氧)—2H2SO4
一級(jí)塔吸收液中加有微量催化劑(偏礬酸銨)，以加快廢氣中污 染物在水中的溶解和反應(yīng)速度，提高一級(jí)塔的凈化效率。
經(jīng)一級(jí)塔凈化處理后，50 % ~ 60 %的二氧化硫及硫酸霧污染物進(jìn)
入水體中，氣體溫度可降30'C-40。C。
廢氣經(jīng)一級(jí)凈化塔凈化處理后，通過(guò)連接風(fēng)管進(jìn)入二級(jí)塔內(nèi)，與 二級(jí)吸收液(NaOH稀溶液)進(jìn)行逆流交換，使殘留剩余部分二氧化 硫、硫酸霧轉(zhuǎn)入吸收液中。
二級(jí)填料吸收塔的主要塔反應(yīng)為
2NaOH + H2S03 — Na2SO3 + 2IhO 2NaOH + IhS04 —Na2S04 + 2H20 2Na2SO3 + O2 —2Na2SO4 廢氣經(jīng)塔體和風(fēng)管再進(jìn)入三級(jí)塔和四級(jí)塔進(jìn)行凈化處理，吸收液 和凈化處理原理、塔反應(yīng)等均與二級(jí)塔相同。
混酸酸洗段廢氣污染物(氮氧化物-氟化氫-混酸酸霧)凈化 處理過(guò)程為在不繡鋼混酸酸洗段設(shè)置的氣水分離器，目的是分離 出混酸酸液，回流至酸洗密閉罩內(nèi)。經(jīng)氣水分離器后的廢氣污染物， 在風(fēng)機(jī)負(fù)壓下，通過(guò)連接風(fēng)管進(jìn)入一級(jí)填料塔塔底。
一級(jí)塔為氧化型水洗塔，塔專用吸收液M!,成分為H20+H202 + 催化劑(偏釩酸鈉+硫酸錳)，為四元吸收液，廢氣進(jìn)入一級(jí)凈化塔 塔底后，沿塔向塔頂輸送，與塔頂自上而下噴淋的Mi吸收液，填料
表面逆流接觸，進(jìn)行吸附、溶解、反應(yīng)、傳質(zhì)、熱交挨換過(guò)程。經(jīng) 一級(jí)凈化塔處理后，廢氣中的氮氧化物、氟化氳及混合酸霧，被捕 集吸收轉(zhuǎn)入一級(jí)塔吸收液中。廢氣溫度也被大大降低(蕓30~ )， 以滿足后級(jí)塔捕集吸收的溫度要求，有利于提高后級(jí)塔的凈化效率。 二級(jí)吸收塔為氧化塔，選用M2強(qiáng)氧化堿性吸收液(KMn04 + NaOH + H20)，其作用是將廢氣中無(wú)法捕集吸收的一氧化氮(不溶于水和 酸、堿溶液中)，以及因二氧化氣溶入吸收液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，新 產(chǎn)生的一氧化氮，將其完全、快速的氧化為可溶性的二氧化氣，才
能與吸收液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的無(wú)機(jī)鹽。廢氣進(jìn)入二吸收塔內(nèi)，與逆 流噴淋的M2吸收液接觸、傳質(zhì)、反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶性的硝酸鹽，進(jìn) 入吸收液中。廢氣在二級(jí)塔中，經(jīng)捕集、吸收、轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化處 理的目的。
三級(jí)吸收塔仍為氧化吸收塔，吸收液M3為強(qiáng)氧化性，與二級(jí)塔 M2不同，成分為水+ Ih02。，廢氣中NO全部被迅速氧化為N02， 被吸收液吸收。
四級(jí)塔為還原吸收塔，廢氣中的污染物經(jīng)前三級(jí)塔，氧化吸收轉(zhuǎn)
換后，仍有少量未被吸收的污染物(主要為N0x)，四級(jí)塔選用M4還
原性吸收液(成分亞硫酸鈉+尿素+硫酸+水為四元系吸收液)，
還原劑將氣氧化物還原為無(wú)毒無(wú)害的氣氣，然后負(fù)壓進(jìn)入風(fēng)機(jī)，正壓
進(jìn)入排放管排空。 凈化處理原理
1、 一級(jí)塔反應(yīng) 一級(jí)塔專用吸收液 代號(hào)Mi :水-過(guò)氧化氫(3%)-偏釩酸鈉(5克/1113)-硫
酸錳(5克/m3)。
(1) 。廢氣中氟化氫和氫氟酸酸霧在水中溶解大，幾乎全部溶
解在水中，形成低濃度氫氟酸，在廢水處理站與氫氧化
鈣反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氟化鈣
Ca ( OH) 2 + 2HF = CaF2 + 2H20
(2) .廢氣中硝酸霧迅速溶解在吸收液中，在水處站與氫氧 化錦反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硝酸鈣
Ca ( OH) 2 + 2HN(h = Ca (N0s) 2 + 2H20
(3).廢氣中氮氧化物主要為N02和N0， 二氧化氮與水反應(yīng)轉(zhuǎn)
化為硝酸，在廢水處理站與氫氧化鈣反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硝酸鈣: 3N02 + H20 —2HN03 + NOt Ca ( OH) 2 +2HN03 =Ca (N(h) 2 +2H2O 3個(gè)分子跳在反應(yīng)中，同時(shí)又f車* }個(gè)傘f , ^ (4 ).廢氣中 一氧化氮及N02與水反應(yīng)新生成的N0，與氧化劑 反應(yīng)，大部分轉(zhuǎn)化為二氧化氮
NO+H2O2 — NO2 t +H2O 3N02 + H20 —2HN03 + N0t
又新生成一個(gè)分子的NO,氧化反應(yīng)在塔內(nèi)反復(fù)進(jìn)行，逐漸將難
以吸收的NO幾乎全部轉(zhuǎn)化為可吸收的N02.。
吸收液中偏釩酸鈉和硫酸錳為二元復(fù)合催化劑。
2、 二級(jí)塔反應(yīng)
二級(jí)吸收塔專用吸收液代號(hào)M2成分水-高錳酸鉀(2%)
-過(guò)氧化氫(3%)-氫氧化鈉(4%)?；焖崴嵯磸U氣經(jīng)一級(jí)塔處理后，
酸霧及氟化氫大部分被捕集吸收，殘存微量部分轉(zhuǎn)入二級(jí)塔后，重
復(fù)上述反應(yīng)，再次被捕集吸收。
進(jìn)入-級(jí)塔的廢氣成分轉(zhuǎn)化為二氧化氮和一氧化氮，在二級(jí)塔內(nèi)
一氧化氮被更強(qiáng)的氧化吸收液再次氧化為易溶解高價(jià)態(tài)氧化物，再次 轉(zhuǎn)化吸收，污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的無(wú)機(jī)化合物，起到了凈化作用
NO + H2O2 — NO2 +H2O
3N02 + H20— 2HN03 + NO 3N0 + KMN04 + 2NaOH —KN(h +NaN03 + Mn02 I + H2O
3、 三級(jí)塔反應(yīng)
三級(jí)吸收塔專用吸收液代號(hào)M3成分水-過(guò)氧化氫(5
%)，為強(qiáng)氧化性吸收液，
混酸酸洗廢氣經(jīng)-級(jí)塔處理后，廢氣中二氧化氮和一氧化氮含量 大大降低，處理后的尾氣，進(jìn)入三級(jí)吸收塔，極微量的混酸酸霧 和氟化氫，再次被吸收，在廢水處理站與Ca (0H) 2反應(yīng)轉(zhuǎn)化 Ca ( 0H) 2 + 2HF==CaF2 + 2H2O Ca ( OH) 2 +2, =Ca (N(h) 2 +2H2O 殘留的微量的二氧化氮和一氧化氮在三級(jí)吸收塔內(nèi)與吸收液M3中
過(guò)氧化氫氧化劑反應(yīng)，再次被轉(zhuǎn)化吸收
NO + H2O2 — NO21 +H2O 3N02 + H20— 2畫3 +脂 顯然，經(jīng)過(guò)幾次氧化、吸收后，廢氣中冊(cè)2和冊(cè)含量極微。 4、四級(jí)塔反應(yīng)
四級(jí)吸收塔專用吸收液為酸性強(qiáng)還原吸收液代號(hào) M4成分水-亞硫酸鈉(4 % )-尿素(6%)-硫酸(少 許，用于將吸收液調(diào)至PH-2)。
經(jīng)三級(jí)塔凈化處理后，廢氣中僅含有微量的N02和N0，被輸送到 四級(jí)凈化塔，在塔內(nèi)與酸性強(qiáng)還原吸收液反應(yīng)，被還原為N2t ，塔反 應(yīng)為
<formula>formula see original document page 11</formula>
此時(shí)廢氣污染物濃度己達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的限定值以下，經(jīng)風(fēng)機(jī)負(fù)壓引 出，正壓輸送到排氣簡(jiǎn)排空。
權(quán)利要求
1、一種不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法，包括硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法和混酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法，其特征在于:硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法依照下列步驟進(jìn)行:①將不銹鋼硫酸酸洗段產(chǎn)生的廢氣通過(guò)氣霧分離器分離后通入一級(jí)水吸收塔內(nèi)，廢氣在塔內(nèi)自下而上運(yùn)動(dòng)，與自上而下噴淋的一級(jí)吸收液在填料表面進(jìn)行氣-液逆流接觸、溶解、反應(yīng)、傳質(zhì)、熱傳遞過(guò)程，達(dá)到捕集吸收二氧化硫和硫酸霧污染物的目的，同時(shí)將廢氣溫度降低為≦30℃；②廢氣經(jīng)一級(jí)凈化塔凈化處理后，通過(guò)連接風(fēng)管依次進(jìn)入二、三、四級(jí)塔內(nèi)，與塔內(nèi)的NaOH稀溶液吸收液進(jìn)行逆流交換，使殘留剩余部分二氧化硫、硫酸霧轉(zhuǎn)入吸收液中進(jìn)行凈化處理；混酸酸洗段廢氣凈化處理方法依照下列步驟進(jìn)行:①首先將通過(guò)氣霧分離器分離出的廢氣經(jīng)一級(jí)氧化型水洗塔處理后，廢氣中的氮氧化物、氟化氫及混合酸霧，被捕集吸收轉(zhuǎn)入一級(jí)塔吸收液中，同時(shí)將廢氣溫度降低到30～40℃；②將廢氣通入二級(jí)氧化塔，與逆流噴淋的強(qiáng)氧化堿性吸收液接觸、傳質(zhì)、反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶性的硝酸鹽，進(jìn)入吸收液中進(jìn)行凈化處理；③將經(jīng)過(guò)二級(jí)氧化塔凈化處理后的廢氣繼續(xù)通入到三級(jí)氧化吸收塔，將廢氣中的NO通過(guò)強(qiáng)氧化性吸收液全部被迅速氧化成NO2，被吸收液吸收；④將經(jīng)過(guò)三級(jí)氧化塔凈化處理后的廢氣繼續(xù)通入到四級(jí)還原吸收塔內(nèi)，將未被吸收的NOx通過(guò)還原性吸收液還原為無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)?，然后?fù)壓進(jìn)入風(fēng)機(jī)，正壓進(jìn)入排放管排空。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理一級(jí)塔吸收液的成 分為水和催化劑一偏礬酸銨，其中催化劑一偏礬酸銨的比例是5 ~ 102 克/m3。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理二、三、四級(jí)塔吸 收液的成分為水、氫氧化鈉5%、偏釩酸鈉5克/m3 、硫酸錳10 克/m3。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中一級(jí)塔吸收液的 成分的是H20、 H2(h和催化劑，催化劑由偏釩酸鈉5克/m3和硫酸錳 5克/ffl3組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中二級(jí)塔吸收液的 成分是KMn04 2%、 NaOH 4°yL過(guò)氧化氫3'/。和H20。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中三級(jí)塔吸收液的 成分的是水、驗(yàn).5%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法， 其特征在于上述混酸酸洗段廢氣凈化處理過(guò)程中四級(jí)塔吸收液的 成分是水、亞硫酸鈉4%、尿素6%、硫酸的含量可將吸收液的PH-2 即可。
全文摘要
一種不銹鋼酸洗工藝廢氣凈化處理方法，包括硫酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法和混酸酸洗段廢氣污染物凈化處理方法。兩種凈化處理方法均將廢氣通過(guò)氣霧分離器分離后，依次進(jìn)入二、三、四級(jí)凈化塔內(nèi)，每一級(jí)凈化塔內(nèi)加入不同的吸收液進(jìn)行凈化處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.不銹鋼硫酸酸洗廢氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，凈化效率可達(dá)到η_二氧化硫≥98～99％、η_硫酸霧≥97～99％。2.混酸酸洗工藝廢氣中，污染物初始排放濃度限定值為C_氮氧化物≤7500mg/m³、C_HF≤450mg/m³時(shí)，凈化處理效果可達(dá)η_氮氧化物≥97～99％、η_混酸霧≥98～99％、η_HF≥98～99％。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101376080SQ200710059318
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者徐方華, 戰(zhàn)英豪 申請(qǐng)人:戰(zhàn)英豪;徐方華