一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，属于化工技术领域。该装置脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口，脱硫塔体内部设有若干层过氧化氢溶液喷淋层，最顶端的过氧化氢溶液喷淋层上设有充填有活性炭的固定床，充填有活性炭的固定床上设有稀硫酸喷淋层，充填有活性炭的固定床和稀硫酸喷淋层为一组，脱硫塔体顶部设有尾气出口，过氧化氢溶液喷淋层依次通过泵和阀门顺次连接双氧水储存槽、双氧水调配槽，稀硫酸喷淋层通过泵和阀门连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池上部，酸性溶液沉积池底部通过泵和阀门顺次连接再生池和成品酸槽。该装置能将冶炼系统的烟气中脱硫后生成硫酸。该装置实现了冶炼烟气中二氧化硫资源化利用。
【专利说明】
一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，属于化工技术领域。【背景技术】
[0002]硫酸是重要的化学用品，广泛应用于肥料、药物、化学品、洗涤剂、水处理等产品生产。截至2014年底，中国硫酸产能达到123Mt/a。目前，硫酸生产主要有3种原料:硫磺制酸、 硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸，分别占硫酸总产量的45%、25%和30%。
[0003]有色金属冶炼烟气中含有大量的二氧化硫，直接排放会对大气造成严重污染，造成自然生态毁灭性的失衡，也是对硫资源的浪费。随着经济的飞速发展，对有色金属的需求猛增，按照绿色环保的宗旨，对有色金属冶炼烟气的治理就显得尤为重要，其中冶炼烟气制酸是对冶炼烟气中二氧化硫回收利用的主要手段。利用冶炼烟气制酸不仅能够有效的减少污染性气体的排放使其资源化利用，而且在制酸领域产生良好的经济效益。
[0004]针对不同浓度S〇2有色冶炼烟气，处理方法不尽相同。对于S〇2浓度在3.5%以上的烟气采用一转一吸法制酸;对于S02浓度在7%?12%的冶炼烟气，主要采用传统的接触法制酸， 比如两转两吸技术，从烟气中回收S〇2生成H2SO4;对于S〇2在20%以上的富氧冶炼烟气采用三转三吸技术;传统接触法制酸工艺复杂，且成本较高。冶炼烟气的不稳定性也使得冶炼烟气制酸受到一定的限制。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置。该装置实现了冶炼烟气中二氧化硫的资源化利用，本实用新型技术方案通过以下实现。
[0006]—种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，包括脱硫塔体、冶炼烟气入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸喷淋层3、尾气出口 4、过氧化氢溶液喷淋层5、双氧水储存槽6、双氧水调配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和阀门14,所述脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口 1，冶炼烟气入口 1上方脱硫塔体内部设有若干层过氧化氢溶液喷淋层5，最顶端的过氧化氢溶液喷淋层5上设有充填有活性炭的固定床2，充填有活性炭的固定床2上设有稀硫酸喷淋层3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸喷淋层3为一组，具体的组数根据情况而定，脱硫塔体顶部设有尾气出口 4，过氧化氢溶液喷淋层5依次通过栗13和阀门14顺次连接双氧水储存槽6、双氧水调配槽7,稀硫酸喷淋层3通过栗13和阀门14连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池上部，酸性溶液沉积池底部通过栗13和阀门14顺次连接再生池和成品酸槽 12。
[0007]所述充填有活性炭的固定床2采用双床层。
[0008]上述利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置应用方法，其具体步骤如下:
[0009] (1)首先将冶炼系统的烟气经除尘净化换热降温至温度为85°C以下，然后从冶炼烟气入口 1进入到脱硫塔体中，过氧化氢溶液喷淋层5中喷淋的过氧化氢溶液为市售过氧化氢溶液稀释所得，其浓度为27.5wt%以下，单层过氧化氢溶液喷淋层的喷淋量依其浓度及烟气流量和浓度而调整，从而烟气中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉积到酸性溶液沉积池中；
[0010](2)经步骤(1)处理而未被过氧化氢溶液的烟气上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，经催化氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫与稀硫酸喷淋层3中喷出的含有过氧化氢、浓度为52.2wt%以下的稀硫酸混合生成硫酸沉积到酸性溶液沉积池中，单层稀硫酸喷淋层(3)喷淋量根据实际生产而调整；
[0011](3)将步骤(1)和(2)得到的沉积到酸性溶液沉积池中硫酸通过栗13和阀门14进入到再生池中，最后存储到成品酸槽12。[0〇12]所述步骤(1)中冶炼系统的烟气中二氧化硫含量为50000mg/m3?800000mg/m3，控制冶炼系统的烟气的流量为50000?200000m 3/h。[〇〇13]本实用新型的反应原理如下:
[0014]①过氧化氢溶液喷淋吸收段内发生反应:
[0015]H2〇2+S〇2^H2S〇4
[0016]过氧化氢溶液中的H2O2与烟气中的S〇2反应生成H2SO4,从而达到二氧化硫的处理。
[0017]②充填有活性炭的固定床层内的反应:
[0018]S〇2(g)—S〇2*
[0019]〇2(g)—〇2*
[0020]H2〇(g)—H2〇*
[0021]S〇2*+ 〇2*—S03*
[0022]S〇3*+H20*^H2S〇4*[〇〇23]式中含*的代表吸附态。[〇〇24]当冶炼系统的烟气中S02通过物理吸附到达活性炭表面上时，由于活性炭表面具有催化作用，会把s〇2氧化成S〇3，而当遇到稀硫酸中的水时就会变成H2S〇4,从而利于这个吸附反应连续的除去s〇2。催化反应生成的硫酸富集在活性炭的炭基孔隙中，当脱硫一段时间后孔隙中的硫酸达到饱和后用再生液冲洗出硫酸，活性炭再生脱硫能力得到恢复。
[0025]本实用新型的有益效果是:本实用新型能够有效利用冶炼烟气中的S02制取 H2S〇4 ;本实用新型可以根据调节过氧化氢溶液的浓度以及喷淋层数来处理不同浓度的二氧化硫烟气，适应范围广;活性炭可再生，吸收液循环利用;无二次污染符合环保发展趋势。【附图说明】
[0026]图1是本实用新型工艺流程图。
[0027]图中:1_冶炼烟气入口，2-充填有活性炭的固定床，3-稀硫酸喷淋层，4-尾气出口， 5-过氧化氢溶液喷淋层，6-双氧水储存槽，7-双氧水调配槽，8-稀酸循环栗，9-再生池I，10-再生池n，11 -成品酸栗，12-成品酸槽，13-栗，14-阀门。【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步说明。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，包括脱硫塔体、冶炼烟气入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸喷淋层3、尾气出口 4、过氧化氢溶液喷淋层 5、双氧水储存槽6、双氧水调配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13(包括稀酸循环栗8、成品酸栗 11以及其它栗)和阀门14，所述脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口 1，冶炼烟气入口 1上方脱硫塔体内部设有若干层过氧化氢溶液喷淋层5,最顶端的过氧化氢溶液喷淋层5上设有充填有活性炭的固定床2，充填有活性炭的固定床2上设有稀硫酸喷淋层3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸喷淋层3为一组，本装置中设有两组，脱硫塔体顶部设有尾气出口 4,过氧化氢溶液喷淋层5依次通过栗13和阀门14顺次连接双氧水储存槽6、双氧水调配槽7,稀硫酸喷淋层3通过栗13(稀酸循环栗8)和阀门14连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池上部，酸性溶液沉积池底部通过栗13(成品酸栗11)和阀门14顺次连接再生池和成品酸槽12。其中充填有活性炭的固定床2采用双床层。
[0031]该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置应用方法，其具体步骤如下:[〇〇32](1)首先将冶炼系统的烟气经除尘净化换热降温至温度为85°C以下，然后从冶炼烟气入口 1进入到脱硫塔体中，过氧化氢溶液喷淋层5中喷淋出浓度为3wt%的过氧化氢溶液，控制单层过氧化氢溶液喷淋层的喷淋量为120m 3/h，从而烟气中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉积到酸性溶液沉积池中；其中冶炼系统的烟气中二氧化硫含量为200000mg/m3， 控制冶炼系统的烟气的流量为l〇〇〇〇〇m3/h;经过此段二氧化硫处理量达到99.6%;[〇〇33](2)经步骤(1)处理而未被过氧化氢溶液的烟气上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，经催化氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫与稀硫酸喷淋层3中喷出的含有过氧化氢、浓度为8.lwt%的稀硫酸(含有过氧化氢稀硫酸从酸性溶液沉积池上部通过稀酸循环栗8连通稀硫酸喷淋层3)混合生成硫酸沉积到酸性溶液沉积池中，其中控制单层稀硫酸喷淋层3喷淋量为30m 3/h;使得该部分的脱硫率达到80%，脱硫后尾气中S02浓度为160mg/m3， 低于国家标准400mg/m3;[〇〇34](3)将步骤(1)和(2)得到的沉积到酸性溶液沉积池中硫酸通过栗13和阀门14进入到再生池(再生池的作用是循环利用生成的硫酸，提高硫酸浓度)中，最后存储到成品酸槽 12。
[0035]实施例2
[0036]该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，包括脱硫塔体、冶炼烟气入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸喷淋层3、尾气出口 4、过氧化氢溶液喷淋层5、双氧水储存槽6、双氧水调配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和阀门14,所述脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口 1，冶炼烟气入口 1上方脱硫塔体内部设有若干层过氧化氢溶液喷淋层5，最顶端的过氧化氢溶液喷淋层5上设有充填有活性炭的固定床2,充填有活性炭的固定床2上设有稀硫酸喷淋层3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸喷淋层3为一组，具体的组数根据情况而定，脱硫塔体顶部设有尾气出口 4,过氧化氢溶液喷淋层5依次通过栗13和阀门14顺次连接双氧水储存槽6、双氧水调配槽7,稀硫酸喷淋层3通过栗13和阀门14连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池上部，酸性溶液沉积池底部通过栗13和阀门14顺次连接再生池和成品酸槽12。
[0037]该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置应用方法，其具体步骤如下:[〇〇38](1)首先将冶炼系统的烟气经除尘净化换热降温至温度为85°C以下，然后从冶炼烟气入口 1进入到脱硫塔体中，过氧化氢溶液喷淋层5中喷淋出浓度为7wt%的过氧化氢溶液，控制单层过氧化氢溶液喷淋层的喷淋量为200m 3/h，从而烟气中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉积到酸性溶液沉积池中；其中冶炼系统的烟气中二氧化硫含量为800000mg/m3， 控制冶炼系统的烟气的流量为200000m 3/h;经过此段二氧化硫处理量达到99.7%;[〇〇39] (2)经步骤(1)处理而未被过氧化氢溶液的烟气上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，经催化氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫与稀硫酸喷淋层3中喷出的含有过氧化氢、浓度为17.7wt%的稀硫酸混合生成硫酸沉积到酸性溶液沉积池中，其中控制单层稀硫酸喷淋层3喷淋量为35m 3/h;使得该部分的脱硫率达到90%，脱硫后尾气中S02浓度为 320mg/m3，低于国家标准400mg/m3;
[0040] (3)将步骤(1)和(2)得到的沉积到酸性溶液沉积池中硫酸通过栗13和阀门14进入到再生池(再生池的作用是循环利用生成的硫酸，提高硫酸浓度)中，最后存储到成品酸槽 12。[〇〇41 ] 实施例3
[0042]该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，包括脱硫塔体、冶炼烟气入口 1、充填有活性炭的固定床2、稀硫酸喷淋层3、尾气出口 4、过氧化氢溶液喷淋层5、双氧水储存槽6、双氧水调配槽7、再生池、成品酸槽12、栗13和阀门14,所述脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口 1，冶炼烟气入口 1上方脱硫塔体内部设有若干层过氧化氢溶液喷淋层5，最顶端的过氧化氢溶液喷淋层5上设有充填有活性炭的固定床2,充填有活性炭的固定床2上设有稀硫酸喷淋层3，充填有活性炭的固定床2和稀硫酸喷淋层3为一组，具体的组数根据情况而定，脱硫塔体顶部设有尾气出口 4,过氧化氢溶液喷淋层5依次通过栗13和阀门14顺次连接双氧水储存槽6、双氧水调配槽7,稀硫酸喷淋层3通过栗13和阀门14连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池上部，酸性溶液沉积池底部通过栗13和阀门14顺次连接再生池和成品酸槽12。
[0043]该利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置应用方法，其具体步骤如下:
[0044] (1)首先将冶炼系统的烟气经除尘净化换热降温至温度为85°C以下，然后从冶炼烟气入口 1进入到脱硫塔体中，过氧化氢溶液喷淋层5中喷淋出浓度为27.5wt%的过氧化氢溶液，控制单层过氧化氢溶液喷淋层的喷淋量为l〇〇m 3/h，从而烟气中的二氧化硫氧化生成硫酸，硫酸沉积到酸性溶液沉积池中；其中冶炼系统的烟气中二氧化硫含量为50000mg/m3， 控制冶炼系统的烟气的流量为50000m 3/h;经过此段二氧化硫处理量达到99.7%;[〇〇45] (2)经步骤(1)处理而未被过氧化氢溶液的烟气上升至充填有活性炭的固定床2中被活性炭吸附，经催化氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫与稀硫酸喷淋层3中喷出的含有过氧化氢、浓度为52.2wt%的稀硫酸混合生成硫酸沉积到酸性溶液沉积池中，其中控制单层稀硫酸喷淋层3喷淋量为20m 3/h;使得该部分的脱硫率达到70%，脱硫后尾气中S02浓度为 120mg/m3，低于国家标准400mg/m3;[〇〇46] (3)将步骤(1)和(2)得到的沉积到酸性溶液沉积池中硫酸通过栗13和阀门14进入到再生池(再生池的作用是循环利用生成的硫酸，提高硫酸浓度)中，最后存储到成品酸槽 12。[〇〇47]以上结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，其特征在于:包括脱硫塔体、冶 炼烟气入口( 1)、充填有活性炭的固定床(2 )、稀硫酸喷淋层(3 )、尾气出口( 4)、过氧化氢溶 液喷淋层(5 )、双氧水储存槽(6 )、双氧水调配槽(7 )、再生池、成品酸槽(12 )、栗(13 )和阀门 (14)，所述脱硫塔体下部一侧设有冶炼烟气入口( 1 )，冶炼烟气入口( 1)上方脱硫塔体内部 设有若干层过氧化氢溶液喷淋层(5)，最顶端的过氧化氢溶液喷淋层(5)上设有充填有活性 炭的固定床(2)，充填有活性炭的固定床(2)上设有稀硫酸喷淋层(3)，充填有活性炭的固定 床(2)和稀硫酸喷淋层(3)为一组，具体的组数根据情况而定，脱硫塔体顶部设有尾气出口 (4 )，过氧化氢溶液喷淋层(5 )依次通过栗(13 )和阀门(14 )顺次连接双氧水储存槽(6 )、双氧 水调配槽(7)，稀硫酸喷淋层(3)通过栗(13)和阀门(14)连接脱硫塔体中的酸性溶液沉积池 上部，酸性溶液沉积池底部通过栗(13)和阀门(14)顺次连接再生池和成品酸槽(12)。2.根据权利要求1所述的利用过氧化氢与活性炭对冶炼烟气制酸的装置，其特征在于: 所述充填有活性炭的固定床(2)采用双床层。
【文档编号】C01B17/80GK205575642SQ201620170310
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月7日
【发明人】王 华, 邢艳彬, 郑敏, 翟康, 程鹏泽, 李孔斋, 祝星, 魏永刚, 施从志, 曾良鹏
【申请人】昆明理工大学