氧化锌烟灰脱除废气中二氧化硫.doc

氧化锌烟灰脱除废气中二氧化硫 ? 720? 化工进展 CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2007年第26卷第5期 氧化锌烟灰脱除废气中二氧化硫 黄明,张俊丰 (湘潭大学环境工程系,湖南湘潭411105) 摘要:深入探讨了ZnO浆液直接吸收SO2的机理,提出了ZnO浆液间接脱硫工艺并分析了机理,实验研究了 浆液固含量,液气比及入口SO2体积分数,空塔气速等因素对脱硫效率的影响. 关键词:氧化锌;脱硫;二氧化硫 中图分类号:X701文献标识码:A文章编号:1000—6613(2007)05—0720—05 S02removalwithashcontainingzincoxide HUANGMing,ZHANGJunfeng (DepartmentofEnvironmentalEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,Hunan,China) Abstract:ThemechanismofabsorptionofSO2byZnOslurrywasinvestigated,andanovelindirect desulfurizationprocessusingZnOslurrywasproposedinordertoavoidplugging.Basedon experiments,theinfluenceofslurryconcentration,liquid—gasratio,SO2inletconcentrationand superficialvelocityondesulfurizationefficiencywasanalyzed. Keywords..zincoxide;desulfurization;sulfurdioxide 铅锌冶炼企业排放的低浓度SO2废气和硫酸尾 气是造成我国大气中S02和酸雨污染的重要原因之 一 ,然而含ZnO的粉状物料是铅锌冶炼企业常有的 中间产物,它对SO2气体是一种活性高,吸收容量大 的优良吸收剂,吸收后的副产物处理后最终可制取硫 酸锌(或锌)和硫酸(或液态SO2)销售,在回收资 源的同时可大大降低脱硫成本,甚至盈利.对其工业 应用而言,氧化锌脱硫工艺简短,设备简单,在冶炼 企业更可以充分利用原有设备进行氧化锌脱硫产物 的综合处理,因此氧化锌脱硫的投资也是较低的. 在国外,日本,韩国,德国均有氧化锌脱硫的 工业应用,但其对ZnO灰的品位要求较高(如德国 萨其宾公司的ZnO脱硫工程要求ZnO灰含ZnOgt; 90%,含Pblt;3%)[1-21,而且采用了填装特殊填料 的吸收设备,填料加工难度大,占地大,投资大. 我国20世纪80年代初由水口山矿物局和中南 矿冶学院等单位合作进行过研究,并建立了工业性 试验装置,但因某些技术问题未获解决而未能工业 应用J.近年来,广西,辽宁等地某些冶炼厂也曾建 设过ZnO烟灰脱硫工业装置,但均未能投入运行J. 2004年,湘潭大学承建的广东某化工厂转窑烟气氧 化锌脱硫工程获得成功,投运至今运行良好,脱硫 率,锌硫资源回收率均达到设计指标. 本文作者深入探讨了ZnO浆液直接吸收S02 的机理,提出了ZnO浆液间接脱硫工艺并分析了机 理,实验研究了浆液固含量,液气比及SO2入口浓 度,空塔气速等因素对脱硫效率的影响. 1氧化锌直接脱硫实验及机理分析 新配制的ZnO浆液在吸收塔内与烟气中SO2 发生如下脱硫反应J: ZnO+SO2+5/2H20一ZnSO3?5/2H2Ol(1) 此时脱硫率较高.产物ZnSO3?5/2H2O溶解度 较小,绝大部分以固体状态进入沉渣. 随着吸收过程的进行,浆液中ZnO越来越少, 烟气中SO2相对过量时将发生以下脱硫反应: ZnO+2SO2+H20一Zn(HSO3)2(2) 同时发生: 收稿日期2006—09—18;修改稿日期2007—0l—l6. 基金项目湘潭大学跨学科交叉研究项目(06IND01). 第一作者简介黄明(1967一),男,硕士,讲师,主要从事废气处 理新技术研发.E—mailhuangming_xtu@163.com 第5期黄明等:氧化锌烟灰脱除废气中二氧化硫?721? ZnS03+S02+H20～Zn(HSO3h(3J 此外,由于烟气中存在氧气,吸收过程还发生 以下副反应: ZnSO3+1/202一ZnS04(4) Zn(HSO3)+02一ZnSO4+H2SO4(5) 在良好的吸收设备和适宜的操作条件下,吸收 效率达95%以上.对脱硫产物实施氧化可以ZnS04 形式回收硫,锌资源;过滤后采取热分解工艺可以 回收高浓度SO2,并产出ZnO循环脱硫;采用酸分 解工艺则可回收高浓度SO2和ZnS04. 1.1试验设备和试剂 1