降低鋅焙燒煙氣中三氧化硫的工藝

1、降低鋅焙燒煙氣中三氧化硫的工藝硫酸生產(chǎn)過(guò)程中常常會(huì)產(chǎn)生大量的污酸，特別是有色金屬冶煉煙氣的制酸, 山于含有重金屬離子，使其處理和利用更加困難。鋅焙燒煙氣經(jīng)過(guò)收塵后送入高 效洗滌器洗滌煙氣中的三氧化硫和少量煙塵,產(chǎn)生的污酸含有少量鉛、鋅、鎘等 重金屬離子以及氟、氯離子等，山于其含氟氯離子較高不能直接用于濕法鋅生產(chǎn) 系統(tǒng)，乂因含有重金屬離子也較難在制酸系統(tǒng)利用，為此企業(yè)不得不采用復(fù)雜的 污酸處理匸藝，使廢水達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外排，處理過(guò)程產(chǎn)生的廢渣也存在堆存和利 用的難題。一套年產(chǎn)10萬(wàn)噸電鋅的系統(tǒng)可產(chǎn)酸濃(3-5) %的污酸近10萬(wàn)m3o為降低 污酸的處理成本，本文分析了煙氣中S03的生成條件，提出了

2、一些控制措施，并 探討了氧化鋅吸附吸收S03生成硫酸鋅的工藝可行性，進(jìn)一步降低煙氣中的S03 濃度，達(dá)到從源頭降低污酸量的LI的。焙燒硫酸工藝簡(jiǎn)述鋅精礦入爐前首先根據(jù)成分、來(lái)源地等進(jìn)行混合配料，用拋料機(jī)送入高溫沸 騰焙燒爐內(nèi)，溢流焙砂從爐側(cè)流出，高溫?zé)煔鈴臓t頂排出。生產(chǎn)中，沸騰層溫度 一般控制在(930-950) °Co焙燒爐煙氣出口溫度一般在(800-900) °C。從爐頂 排出的煙氣首先經(jīng)余熱鍋爐降溫，鍋爐出口溫度一般在(340、370) °C,再經(jīng)過(guò) 旋風(fēng)除塵、電除塵后溫度降至(250300) °C,電除塵后的煙氣通過(guò)排煙機(jī)送高效 洗滌降溫除塵，煙

3、氣溫度降至(40-60) °C,在此產(chǎn)生大量污酸，洗滌后的煙氣 送制酸系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸。硫化鋅精礦焙燒的實(shí)質(zhì)是硫化物的氧化過(guò)程，參與焙燒反應(yīng)的主要元素有 Zn、S、0、Fe,焙燒產(chǎn)物有:溢流焙砂和煙塵、二氧化硫煙氣，主要反應(yīng)有：ZnS+1. 502->Zn0+S02 ZnS+202-ZnS04 Zn0+Fe203f ZnO Fe203 S02+ 0. 502BS03 ZnO+SO3二ZnS04 反應(yīng)、是可逆的放熱反應(yīng)，低溫下向右進(jìn)行，有利于三氧化硫和硫酸鋅 的生成。三氧化硫的生成條件及控制措施一是三氧化硫的生成條件。煙氣溫度的影響：反應(yīng)方程式，GO二-22600+21. 36T,A

4、G0W0,即 TW1058K (785°C)時(shí)，煙氣中的 S02 才可以 轉(zhuǎn)化為S03,也就是說(shuō)S03只有在鍋爐及其以后的收塵系統(tǒng)中才能主成。但從動(dòng) 力學(xué)看溫度在400600°C之間時(shí)S02轉(zhuǎn)化為S03的速度更快，這也是硫酸生產(chǎn) 的轉(zhuǎn)化溫度。煙氣中氧濃的影 響：山方程式可知PS03二KpPS02P0.502,當(dāng)溫 度一定時(shí)，可認(rèn)為Kp和S02濃度是一常數(shù)，氧濃度的增加將有利于的S03生成, 控制煙氣中的氧濃度可減少S03的生成。催化劑的作用:資料顯示Fe2O3、A1203、V205、Si02、煙塵等是余熱鍋爐 煙氣中的催化劑，當(dāng)余熱鍋爐積灰時(shí)，積灰的表面溫度隨積灰厚度的增加

5、而上升, 從而有利于S02轉(zhuǎn)化成S03,三氧化二鐵和煙塵對(duì)轉(zhuǎn)化所起的影響最為顯著。鋅 焙燒的煙塵中一般含有(8-15)%的Fe2O3和(35)%Si02,高煙塵率和高Fe2O3 含量等解釋了鋅焙燒污酸量較其它一些金屬冶煉污酸量大的原因。二是降低三氧化硫生成的控制措施。山上述分析看，煙氣溫度、氧濃度和煙 塵中的Fe2O3等均對(duì)S03生成量有一定影響。由于原料來(lái)源廣，入爐鋅精礦含鐵 等不易控制，F(xiàn)e2O3等對(duì)S02轉(zhuǎn)化為S03的催化作用不作探討。從S03易于生成 的溫度看，S03生成的大部分在鍋爐段，需重點(diǎn)控制鍋爐及鍋爐前的進(jìn)氧量才能 降低S03的生成量；鍋爐煙氣中的氧：一是來(lái)自焙燒爐鼓入的空氣帶

6、入，二是鍋 爐和焙燒爐煙道接口處的漏風(fēng)。鑒于上述惜況，為降低鼓入空氣帶入的氧，在穩(wěn) 定爐況的情況下，風(fēng)料比山原來(lái)的1800-2000降低至1600-1700o查找從焙燒煙 氣出口以及收塵系統(tǒng)漏風(fēng)，首先對(duì)鍋爐爆破清灰系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，減少了因 人工輔助清灰開(kāi)啟爐門(mén)帶進(jìn)的冷空氣，也避免了鍋爐長(zhǎng)時(shí)間積灰導(dǎo)致的溫度過(guò) 高；再是對(duì)焙燒爐煙氣出口改造，減少漏風(fēng)；三是對(duì)收塵系統(tǒng)查漏，重點(diǎn)對(duì)鍋爐 進(jìn)行密封、堵漏等，釆取措施后污酸量略有降低。污酸 煙氣（送制酸）圖鋅精礦焙燒制酸工藝流程圖氧化鋅吸收三氧化硫硫酸鹽的生成反應(yīng)方程式表明，在有S03存在時(shí)，氧化鋅與S03可以生成硫酸鋅。右圖 可知：PS02分壓升高時(shí)

7、，硫酸鹽穩(wěn)定區(qū)增大，溫度低、S03濃度高時(shí)，生成的硫 酸鋅就越多。反應(yīng)和反應(yīng)的平衡關(guān)系決定了硫酸鹽生成的數(shù)量，硫酸鋅生 成的條件與數(shù)量，取決于溫度與煙氣成分。表1為本公司焙燒各段產(chǎn)物中SS04 含量表。表1焙燒產(chǎn)物Ss含雖表（單位:% ）名稱(chēng)鍋爐煙塵旋風(fēng)煙塵電收塵煙塵溢流焙砂本公司1.232.966.320.78國(guó)外某鋅廠(chǎng)0.82.55.50.2山此可見(jiàn)，煙塵中的氧化鋅起到吸收S03的作用，從檢測(cè)煙氣中的S03含量 看，從旋風(fēng)收塵進(jìn)口到電收塵出口 S03降低了 5g/Nm3,即每天約有7. 2t的S03 在旋風(fēng)收塵和電收塵處生成硫酸鹽，硫酸鹽生成量的增加降低了煙氣中S03含 量，進(jìn)而降低污酸量

8、。干法氧化鋅吸收S03工藝探討一是增加干法吸收S03丄序。利用ZnO吸收S03的原理，在靜電除塵器后的 煙氣中釆用一種方式使氧化鋅與氣體中的S03充分接觸生成硫酸鹽，再通過(guò)除塵 設(shè)施對(duì)其回收，該煙塵可直接進(jìn)濕法系統(tǒng)回收鋅，也可與鋅精礦混合返焙燒爐再 次焙燒脫硫處理。鋅精礦焙燒工序球磨后的溢流焙砂具有含鋅高、SSO4含量低、 粒度細(xì)比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，可作吸收劑。從原理上看，采用干法氧化鋅吸收S03 可實(shí)現(xiàn)煙氣中S03的高效脫除，但山于該方法尚未在鋅冶煉系統(tǒng)應(yīng)用，還需進(jìn)行 工業(yè)試驗(yàn)。二是提高煙塵率，增加氧化鋅對(duì)S03吸收。鋅焙燒系統(tǒng)的煙塵率大小與焙燒 爐結(jié)構(gòu)（如魯奇爐上部結(jié)構(gòu)為擴(kuò)大段，造成煙塵氣速

9、減慢，煙塵沉降在爐內(nèi)，降 低了煙塵率）、直線(xiàn)速度、煙氣出口負(fù)壓以及鋅精礦礦粒度、水分等有關(guān)。直線(xiàn) 速度與煙氣出口負(fù)壓愈大，以及精礦含水分低、粒度細(xì)等都會(huì)使煙塵量大幅度增 加。煙塵量的增加可吸收更多的S03,考慮對(duì)設(shè)備的影響，未開(kāi)展提高煙塵率的 試驗(yàn)。從兩臺(tái)焙燒爐投料最大差異看，1#爐投加有熔鑄工序磨細(xì)后的氧化鋅，2# 爐只有鋅精礦，從長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看1#爐產(chǎn)出的混合焙砂含Sso4較2#爐產(chǎn)岀的 混合焙砂高0. 1%,污酸量也低于2系統(tǒng)，這也證明煙塵量的增加有利于降低煙 氣中的S03濃度。據(jù)說(shuō)國(guó)外焙燒爐采取低風(fēng)料比操作，污酸酸度可降低至pH值 2.0左右，資料顯示國(guó)外一些廠(chǎng)家的煙塵在60%以上，所以提高煙塵率可增加對(duì) 煙氣中的SO3吸收，降低污酸產(chǎn)量。生產(chǎn)控制角度：采取降低風(fēng)料比、