一种硫铁矿制硫酸烟气除氟设备及工艺方法与流程

本发明涉及烟气除氟技术领域，更具体地，涉及一种硫铁矿制硫酸烟气除氟设备及工艺方法。

背景技术：

通常，大部分硫铁矿制硫酸的厂家在设计初期未考虑到因原料含氟变化导致进入净化工段气相氟含量大幅增加造成严重腐蚀，这样造成后期增加洗涤装置或除氟塔较为困难。并且，由于氟在焙烧过程中难以去除，行业内对氟的危害预防也集中在净化系统，通过加大稀酸排放量、采用耐氟腐蚀材料等办法，来去除和预防氟，减少对净化设备的腐蚀，而把氟对后续如干吸工段浓酸泵、瓷质填料、纤维除雾器，转化工段钒触媒，高硅不锈钢材质等含硅设备及材料的腐蚀未能重点防范，甚至有研究认为在干吸工段，用97-98％硫酸洗涤气体时，气相中的氟化氢脱除的比较完全，氟化氢被固定为氟磺酸hso3f，实际并非如此，氢氟酸与发烟硫酸才能反应得到氟磺酸hso3f，与浓硫酸、稀硫酸均不反应。硫酸装置因气相氟化物超标对干吸设施腐蚀十分严重，如干吸泵腐蚀穿孔，一吸二吸纤维除雾器腐蚀，造成触媒粉化活性降低，甚至干燥塔瓷环塌陷；因此必须在净化工段对其进行降氟处理，以保障后续设备正常运行。但是，目前仍缺少一种适合老厂改进，占地面积小、处理效率高、维护方便且结构布局合理的除氟设备。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于针对上述缺陷和不足，提供一种适合老厂改进，占地面积小、处理效率高、维护方便且结构布局合理的硫铁矿制硫酸烟气除氟设备。

本发明的另一个目的在于，提供一种硫铁矿制硫酸烟气除氟的工艺方法。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：

本发明所述的硫铁矿制硫酸烟气除氟设备，包括反应炉、高效洗涤塔、以及中间洗涤塔；所述反应炉包括含氟原料入口、空气入口、设在底部的排渣出口、以及设在顶部的第一炉气出口；所述高效洗涤塔包括设与第一炉气出口连接的第一炉气入口、设在侧壁的第一除氟材料入口、以及设在顶部的第二炉气出口；所述中间洗涤塔包括与第二炉气出口连接的第二炉气入口、设在顶部的第三炉气出口、以及设在侧壁的第二除氟材料入口。

为了提高高效洗涤塔的处理效率，所述高效洗涤塔还包括水玻璃入口、与水玻璃入口连接且设在塔体内部的水玻璃喷淋装置、与第一炉气入口连接且设有稀酸泵的稀酸循环管道、以及设在塔体侧壁的稀酸入口和稀酸出口。

为了进一步提高除氟效率，所述稀酸入口和稀酸出口间设有陶瓷异鞍环。

为了减少雾沫夹带，以防止带有腐蚀性的雾沫进入后续设备，所述第三炉气出口连接有除雾器。

为了更好的减少雾沫夹带，所述除雾器为旋风除雾器。

为了有效的排出净化后的烟气，所述除雾器与呈上窄下宽的排烟烟囱连通。

本发明所述的硫铁矿制硫酸烟气除氟设备的工艺方法，包括以下步骤：

s1.将从反应炉产生的炉气导排入高效洗涤塔；

s2.在高效洗涤塔中加入第一除氟材料，其中所述第一除氟材料为聚合硫酸铁溶液、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，调节ph至6.0～7.5，搅拌1～2min；

s3.在中间洗涤塔中加入第二除氟材料，其中所述第二除氟材料为石灰乳、cacl2、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，调节ph至10.5～11.0，容置20～25min；

s4.将经过中间洗涤塔处理后的炉气排放。

作为本发明进一步的技术方案，所述聚合硫酸铁的质量分数为6～9wt％。

作为本发明进一步的技术方案，所述混凝剂为聚合氯化铝，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

作为本发明进一步的技术方案，所述聚合氯化铝的浓度为80mg/l，所述聚丙烯酰胺的浓度为5mg/l。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明中高效洗涤塔包括设在侧壁的第一除氟材料入口、中间洗涤塔包括设在侧壁的第二除氟材料入口，一方面通过两级高效洗涤塔、中间洗涤塔的处理可提高除氟的效率，另一方面通过设置可加入不同的除氟材料的第一除氟材料入口、以及第二除氟材料入口实现除氟的高效处理。这样的具有脱氟梯度的结构布局紧凑、由于高效洗涤塔的处理效率较高，所以占地面积小，适合老厂的改造升级。进一步的还可以通过实际生产情况调节反应炉的各项参数，使之与具有第一除氟材料入口和第二除氟材料入口的设备相适配，在保证脱氟效率的同时减少实际生产的能耗。

本发明采用第一除氟材料入口加入聚合硫酸铁溶液、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，并调节ph至6.0～7.5，搅拌1～2min；第二除氟材料入口加入石灰乳、cacl2、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，并调节ph至10.5～11.0，容置20～25min的工艺方法，具有脱氟效率高，并充分利用硫铁矿制硫酸厂的原料取材方便的优势，适合老厂的改造升级。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明优选实施方式的设备整体结构示意图。

图2为本发明优选实施方式的高效洗涤塔的结构示意图。

其中：

1反应炉、11含氟原料入口、12空气入口、13排渣出口、14第一炉气出口、2高效洗涤塔、21第一炉气入口、22第一除氟材料入口、23第二炉气出口、24水玻璃入口、25水玻璃喷淋装置、26稀酸循环管道、27稀酸入口、28稀酸出口、29陶瓷异鞍环、261稀酸泵、3中间洗涤塔、31第二炉气入口、32第三炉气出口、33第二除氟材料入口、4除雾器、5排烟烟囱。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步的解释及说明，应当理解下面的实施方式的目的是为了使本发明的技术方案更加清楚、易于理解，并不限制权利要求的保护范围。

如图1所示，本发明所述的硫铁矿制硫酸烟气除氟设备，包括反应炉1、高效洗涤塔2、以及中间洗涤塔3；所述反应炉1包括含氟原料入口11、空气入口12、设在底部的排渣出口13、以及设在顶部的第一炉气出口14；所述高效洗涤塔2包括设与第一炉气出口14连接的第一炉气入口21、设在侧壁的第一除氟材料入口22、以及设在顶部的第二炉气出口23；所述中间洗涤塔3包括与第二炉气出口23连接的第二炉气入口31、设在顶部的第三炉气出口32、以及设在侧壁的第二除氟材料入口33。

如图1～2所示，在优选的实施方式中，为了提高高效洗涤塔的处理效率，所述高效洗涤塔2还包括水玻璃入口24、与水玻璃入口24连接且设在塔体内部的水玻璃喷淋装置25、与第一炉气入口21连接且设有稀酸泵261的稀酸循环管道26、以及设在塔体侧壁的稀酸入口27和稀酸出口28。为了进一步提高除氟效率，所述稀酸入口27和稀酸出口28间设有陶瓷异鞍环29。为了减少雾沫夹带，以防止带有腐蚀性的雾沫进入后续设备，所述第三炉气出口连接有除雾器4。为了更好的减少雾沫夹带，所述除雾器4为旋风除雾器。为了有效的排出净化后的烟气，所述除雾器与呈上窄下宽的排烟烟囱5连通。

本发明所述的一种硫铁矿制硫酸烟气除氟设备的工艺方法，包括以下步骤：

s1.将从反应炉产生的炉气导排入高效洗涤塔；

s2.在高效洗涤塔中加入第一除氟材料，其中所述第一除氟材料为聚合硫酸铁溶液、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，调节ph至6.0～7.5，搅拌1～2min；

s3.在中间洗涤塔中加入第二除氟材料，其中所述第二除氟材料为石灰乳、cacl2、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，调节ph至10.5～11.0，容置20～25min；

s4.将经过中间洗涤塔处理后的炉气排放。

在优选的实施方式中，所述聚合硫酸铁的质量分数为6～9wt％。所述混凝剂为聚合氯化铝pac，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺pam。所述聚合氯化铝的浓度为80mg/l，所述聚丙烯酰胺的浓度为5mg/l。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明中高效洗涤塔2包括设在侧壁的第一除氟材料入口22、中间洗涤塔3包括设在侧壁的第二除氟材料入口33，一方面通过两级高效洗涤塔2、中间洗涤塔3的处理可提高除氟的效率，另一方面通过设置可加入不同的除氟材料的第一除氟材料入口22、以及第二除氟材料入口33实现除氟的高效处理。这样的结构布局紧凑、由于高效洗涤塔2的处理效率较高，所以占地面积小，适合老厂的改造升级。

本发明采用第一除氟材料入口22加入聚合硫酸铁溶液、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，并调节ph至6.0～7.5，搅拌1～2min；第二除氟材料入口33加入石灰乳、cacl2、混凝剂、以及絮凝剂的混合药剂，并调节ph至10.5～11.0，容置20～25min的工艺方法，具有脱氟效率高，并充分利用硫铁矿制硫酸厂的原料取材方便的优势，适合老厂的改造升级。

本发明的工作原理如下：

将从反应炉1出来的高含氟烟气通过第一炉气出口14排入设有第一炉气入口21的高效洗涤塔2。高效洗涤塔2中通过水玻璃入口24加入水玻璃至水玻璃喷淋装置25，水玻璃喷淋装置25向下喷淋水玻璃对烟气进行氟脱除；同时，气动稀酸泵261抽吸稀酸至第一炉气入口21进行氟脱除；另外还通过第一除氟材料入口加入调节ph至6.0～7.5，搅拌1～2min的含有6～9wt％的聚合硫酸铁溶液、80mg/lpac混凝剂、5mg/lpam絮凝剂，进一步提高处理效率。将经过高效洗涤塔2处理后的烟气通过第二炉气出口23以及第二炉气入口31排入至中间洗涤塔3。在该中间洗涤塔3处理过程中通过第二除氟材料入口33加入石灰乳、cacl2、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，并调节ph至10.5～11.0，容置20～25min后与烟气接触，并通过旋风除雾器4进行二级氟脱除处理。最后，将净化后的烟气通过排烟烟囱排放。

下面通过具体实施例对本发明进行解释。

实施例1

将从反应炉产生的炉气导排入高效洗涤塔。在高效洗涤塔中加入第一除氟材料，其中所述第一除氟材料为6wt％聚合硫酸铁溶液、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至6.0，搅拌1min。在中间洗涤塔中加入第二除氟材料，其中所述第二除氟材料为石灰乳、cacl2、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至11.0，容置20min。将经过中间洗涤塔处理后的炉气排放。

实施例2

将从反应炉产生的炉气导排入高效洗涤塔。在高效洗涤塔中加入第一除氟材料，其中所述第一除氟材料为9wt％聚合硫酸铁溶液、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至7.5，搅拌2min。在中间洗涤塔中加入第二除氟材料，其中所述第二除氟材料为石灰乳、cacl2、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至10.5，容置25min。将经过中间洗涤塔处理后的炉气排放。

实施例3

将从反应炉产生的炉气导排入高效洗涤塔。在高效洗涤塔中加入第一除氟材料，其中所述第一除氟材料为7wt％聚合硫酸铁溶液、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至7，搅拌1.5min。在中间洗涤塔中加入第二除氟材料，其中所述第二除氟材料为石灰乳、cacl2、80mg/lpac混凝剂、以及5mg/lpam絮凝剂的混合药剂，调节ph至11，容置20min。将经过中间洗涤塔处理后的炉气排放。

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。