专利名称：塔式高温蒸汽压脱硫方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理冶炼过程中所产生的工业废气的方法和设备，尤其是一种塔式高温蒸汽压脱硫的方法及装置。
冶炼及有色金属冶炼过程中会产生大量工业废气即二氧化硫(SO2)，SO2给生态环境造成污染，对农业生产产生严重影响，为此，国家每年都投入大量资金来解决工业废气SO2的问题。
石灰石法，是我国的主要治理SO2的有效方法。湖南省锡矿山有百多年的冶炼历史，80年代锡矿山冶炼厂就用石灰石治理工业废气SO2。处理的装置为塔内筛板喷淋法，用硬塑料板制成高4m，半径0.75m圆式塔形，用耐酸水泵、搅拌池、循环池、离心机等；将250目以下石灰石在搅拌池搅拌，使浓度达40％，用耐酸水泵抽入塔内喷淋。使CaCO3流入循环池，再用耐酸泵抽水塔内喷淋，使余下部份CaCO3继续与SO2反应，90％CaCO3变成CaSO3后再加入氧气，使之变成CaSO410H2O(工业石膏)，这种方法使含硫较低矿石排放SO2能达到国家排放标准。但筛板及管道阻塞时常发生，在生产的情况下，废气在治理塔内与SO2发生反应，经过72～120小时筛板的筛眼就逐渐被堵塞，就得停止生产或排空来处理堵塞问题。这种方法只能冶理矿物含硫8-15％，效果不理想。
广西河池地区有十几家中型冶炼厂，每一家中型冶炼厂的SO2浓度排放量是湖南锡矿山冶炼厂排放量的2～5倍，因为Pb、Sb、Zn矿是河池地区主要冶炼物，含硫26～30％，每一个厂每天排放约13.2～15吨之间，十几家中型冶炼厂每天排放SO2就有150～200吨，为此河池地区成为广西省内的废气重点治理地区。
为了解SO2浓度排放量，也有厂家改用塔内直接喷淋法，喷淋塔高6m，半径1.5m，经过耐酸碱的高压水泵把Ca(OH)2水溶液压成水雾状，使，为了解决每天排放的大量SO2，工厂每天至少要用30吨的生石灰。这种方法能使SO2浓度达到国家排放标准。但是管道、喷头堵塞问题还是解决不了，造成的二次污染源可想而知。且每天30吨的生石灰加水产出39.6吨的熟石灰，39.6吨的熟石法与SO2反应生成CaSO3和水，产出的64.2吨CaSO3呈白色流体状，部分液体流入农田，禾苗就死亡，流入水塘，鱼虾就死亡；白色CaSO3废渣每天64.2吨，一年23433吨的CaSO3就象座小山，那10年，20年呢？二次污染源的严重危害就可想而知了。因此此方法也是行不通的。
本发明的目的是提供一种不会产生二次污染，能有效克服生产管道、喷头、筛板堵塞问题，将SO2回收生成H2SO3，消除黑烟和烟尘，保护环境的塔式高温蒸汽压脱硫方法和装置。
本发明是利用废气SO2在升空后与大自然大气压强、阳光辐射与空气反应形成酸雨、酸露降下的原理设计的。SO2在76cm高水银柱的大气压强、太阳辐射下，与空气中的水分发生反应，后，随着每天24小时温差变化，突遇冷空气或降雨H2SO3就会降下，污染大地绿化及农作物的原理，从而得到解决国内几十年未变的石灰石法。这种方法叫作塔式蒸汽压脱硫法。
塔式蒸汽压脱硫装置是由几个不同规格，不同型号的升温塔、加压塔、真空塔、强降器、喷淋塔、软水器、工业蒸汽锅炉组成。由升温塔1连通加压塔4，蒸汽锅炉2连通加压塔4，提供蒸汽压为2～10kg/cm、500～600℃的蒸汽在加压塔内与升温至130℃的SO2充分混合，经过管道通往真空塔5，接至内设冷却管的强降器6，再接至上有高位压水池8的喷淋塔7。利用工业碱渣NaOH液体喷淋脱硫。
本发明的塔式高温蒸汽压脱硫技术方案从生产车间排出的废气SO2、黑烟、烟尘，经收尘车间回收80％烟尘，进入玻璃钢烟道，随着风速把温度从收、吸尘车间降至70℃的SO2、黑烟、烟尘(20％)直送入升温塔1。经过燃料升温，升温塔内加热锅里H2O沸腾至100℃，使SO2从70℃增至130℃(沸腾升温)，升温塔内加热锅在沸腾升温时100℃水与废气温度接触蒸发加温，在升温过程中时常遗留一些烟尘与100℃的水混合，当加热锅内的H2O遗留太多烟尘就要更换干净水，加热锅内的水遗留太多烟尘对废气升温带来很大的影响。SO2升温至130℃后随着烟道进入加压塔4，从锅炉提供2～10Kg/cm3、温度500～600℃蒸气压与SO2混合，温度达到600℃，SO2蒸气压混合体随着气压、风速进入真空塔5。
真空塔5由两个塔组成，塔与塔之间用直通烟管连接，二塔为一。有了足够的高度(高达16m)，足够的空间(半径4m)，SO2混合蒸气体在真空塔内就有了一个充足的反应时间。，就有了一个万有引力定律。原理为1摩尔SO2是64，它可随空气飘流，SO2在空中阳光紫外线的辐射下，标准大气压76cm水银柱的压强下即，1摩尔SO2变成1摩尔H2SO3。从质量看SO2转变成H2SO3，它的质量得到增加。就被地球万有引力吸引回到地球表面，这就要充足的条件，充足的时间。从1摩尔SO264到1摩尔的H2SO384，的电子得失关系看它们遵守能量守恒定律与时间与压强与温度有关。与空气的湿度有关。根据原理定律SO2与H2O(蒸气压)混合体在真空塔内600℃温度反应下，降下一部分H2SO3随着风速推进强降器6。
SO2蒸气压混合气体随烟道进入强降器顶部，强降器6内设冷却管，是由不锈钢构成，其管直径为10cm，这种结构的特点1、从真空塔排进强降器风速不会受到阻止；2、从真空塔排进强降器顶帽罩分流进入不锈钢冷却管具有减风量作用。SO2蒸气压混合气体分流进入若干根不锈钢管，每根钢管两侧都附有一根水孔式喷淋冷却水管，使水每时每刻都喷淋在不锈钢管上，时时具有冷却作用。当SO2蒸气压混合气体从真空塔进入强降器过程中，热量会损失到500℃，500℃的SO2蒸气压混合气体含水份较重(290％水份)，当混合气体分流进入不锈钢管时，被常温水10～20℃强冷却，大部分SO2全部降下(中型冶炼企业一般要构造两个强降器)。
在加压塔、真空塔、强降器处理过程中回收H2SO3可降SO2达到70％，余下的30％SO2送入喷淋塔7强喷降硫，除尘黑烟。喷淋的主要原料选用工业碱渣，即Na2ASO3与Na2SbO3。Na2ASO3和Na2SbO3与H2O反应而得到NaOH，PH值14，浓度40％，用耐酸、碱水泵抽入塔内强喷淋，即，，达到余下30％SO2全降的目的。喷淋塔内的喷头不会形成阻塞，因为NaOH是液体状态。
全套塔式高温蒸气压脱硫装置处理SO2，烟尘、黑烟总回收率达到97％，达到国家废气排放标准。
以下结合附图及实施例作进一步说明。
图1为本发明的工艺流程结构示意图。
该装置包括一个工业蒸气锅炉2主体，主体由软水器3供给软水。工业废气从生产车间通过玻璃钢烟道进入升温塔1，升温塔采取保温结构，进入塔内风速为1.5米/分时，从高位压水池8压水由进水管压进升温塔，水溶液与SO2升温至130℃从升温塔中上部由玻璃钢烟道随着风速进入加压塔4，由工业蒸气锅炉2经过水蒸气供出管供进加压塔，加压塔也采取保温结构，进入塔内风速为0.4米/分时，在塔内蒸气压为2～10kg/cm，温度500～600℃与升温后的SO2混合降H2SO35～8％，由压塔顶部玻璃钢烟道排入真空塔5，保温结构的真空塔由两个组成，中间上部有个直通烟道，由第一个塔经过经过直通烟道进入第二个塔，由第二个塔底部排出。真空塔内SO2与水蒸气压在600℃的静止状态下反应，降下20～25％的H2SO3，由玻璃钢烟道直送入强降器6，进入的风速为0.2米/分时，由顶部的顶帽罩向下分流进入不锈钢降硫管，经过降硫管旁的孔式冷却喷淋管冷水喷淋，强冷降下，强降器可降H2SO340～50％。通过升温塔、蒸汽锅炉、加压塔、真空塔、强降器装置可脱SO2达70％，真空塔、强降器回收的H2SO3由真空塔底部H2SO3排口、强降器底部排H2SO3管路排入H2SO3收集池⑤，运去制酸厂造酸。强降器冷却水由在其底部设置的冷却水集槽和排水口排入冷却水集池④，由冷却水循环水泵返回高位压水池8，继续使用。
从强降器6下部出来的废气经过烟道从喷淋塔7底部进入塔内，由NaOH配料系统A、CaOH配料系统B进入NaOH注碱池C供给喷淋塔7，NaOH注碱池C的PH值为14(强碱)、浓度为30％，由供喷淋塔耐酸碱水泵抽入喷淋塔，强喷淋反应，生成Na2SO3，由喷淋塔底部Na2SO3排口排入CaOH配料系统B与供喷淋塔NaOH注碱池C，视酸、碱度用来控制排入B、C的管路阀门。喷淋塔7达到治理升温塔、蒸汽锅炉、加压塔、真空塔及强降器余下的30％左右的SO2，达到全降目的。
配料系统与水路、蒸气压、升温实例技术参数工业碱渣Na2ASO3与Na2SbO3经过碾磨机①磨碎(300目)，送进搅拌池②与H2O搅拌反应生成NaOH溶液，浓度40％，PH值14。通过沉淀循环池③后排入供喷淋塔NaOH注碱池C，由耐酸碱泵循环抽入喷淋塔内强喷淋降SO2，即，。由喷淋塔Na2SO3排口排入NaOH注碱池，循环喷淋，当Na2SO3排口Na2SO3PH值达到7显中性时，关掉排往NaOH注碱池阀门，开排向CaOH配料系统阀门，排进CaOH搅拌池⑦。
CaO(生石灰)经过破碎机⑥破碎至300目送进搅拌池⑦与Na2SO3反应，。通过沉淀池⑧由耐酸碱水泵抽入NaOH注碱池继续循环抽入喷淋塔强喷淋。CaOH配料系统在100kg/小时加入Ca(OH)2作还原剂，使Na2SO3PH值7显中性转化为NaOH PH值14(强碱)。NaOH反复使用就可达到合理、治理SO2目的，不给环境带来二次污染源。
工业蒸汽锅炉要保持足够的蒸气压(2～10kg/cm)，足够的温度(500～600℃蒸气)，确保供进入加压塔。
升温塔的加热锅外侧四周采用特殊保温材料，其构造是由耐火砖建成燃料式加热炉(底部)、钢材铸成的椭圆形加热锅、100℃沸腾液(H2O)、加热锅四周、顶部的特殊保温材料、钢材加固架组成；加压塔、真空塔、喷淋塔构造是由防蚀保温砖建成；强降器构造是由钢材固定支架、不锈钢降硫冷却管(1公厘厚)、冷却喷淋水管，不锈钢顶帽罩、不锅钢集片H2SO3漏斗(底部)组成。塔与塔之间用防腐蚀玻璃钢烟道连接成为一个整体。
NaOH配料系统A由工业碱渣碾磨机①、碱渣搅拌池②、及NaOH沉淀循环池③组成。
CaOH配料系统B由CaO破碎机⑥、Ca(OH)搅拌池⑦、Ca(OH)沉淀循环池⑧、Ca(OH)集池⑨组成。
C为供喷淋塔NaOH注碱池，④为冷却水集池，⑤为H2SO3集池。
建造一个中型冶炼厂的塔式高温蒸气压脱硫装置的数据参数为升温塔高4m、直径2m；加压塔高8m，直径3m；真空塔高16m、直径8m；强降器不锈钢分流管直径10cm，厚度1cm，总共不锈钢分流管直径为烟道直径8倍以上，不锈钢管高为6m；烟道直径1m；喷淋塔高8m，直径3m；建造塔的塔壁要求在40cm-50cm厚度之间。
本装置能有效清除废气中的黑烟，除尘率为99％，且在硫脱处理废气过程中没有二次污染源，脱硫率97％。
权利要求
1.一种塔式高温蒸汽压脱硫方法，其特征在于利用工业碱渣NaOH液体喷淋脱硫。
2.一种塔式高温蒸汽压脱硫装置，包括喷淋塔，其特征在于由升温塔(1)连通加压塔(4)，蒸汽锅炉(2)连通加压塔(4)，提供蒸汽压为2～10kg/cm、500～600℃的蒸汽在加压塔内与升温至130℃的SO2充分混合，经过管道通往真空塔(5)，接至内设冷却管的强降器(6)，再接至上有高位压水池(8)的喷淋塔(7)。
全文摘要
本发明提供了一种塔式高温蒸汽压脱硫方法及装置,是通过将含二氧化硫废气经升温、高压高温混合,冷却,用工业碱渣NaOH液体喷淋脱硫。能消除废气中的黑烟,除尘率99%,有效解决治理生产过程中的管道喷头堵塞问题,整个处理过程没有二次污染源,脱硫率达97%。
文档编号B01D53/79GK1307925SQ00131179
公开日2001年8月15日 申请日期2000年11月23日 优先权日2000年11月23日
发明者韦晏国 申请人:韦晏国