硫酸尾气处理工程上催化法脱硫技术的应用

硫酸尾气处理工程上催化法脱硫技术的应用

本文介绍了一种用于硫酸尾气处理的新型催化脱硫技术，探讨了硫资源回收的工艺流程与基本原理，以工程实例加以论述。

标签：硫酸尾气；催化法；脱硫技术；应用

硫酸作为工业化学品架构中的重要构成，在各个工业部门中广泛应用。但硫酸行业乃属高污染行业，因制酸工艺的不同，在生产过程中均会产生程度差异性的重金属、酸雾、SO2等污染，其中最为常见且最严重的污染即为SO2，此乃大气中的主要有害成分。在全国SO2排放量当中，尽管硫酸工业的排放量占据较小比例，但却严重影响着区域环境。至此，本文特介绍了一种新型的催化法脱硫技术，此技术运用低温非钒系催化剂，具有良好的应用效能。

1 新型催化法脱硫技术

1.1 新型催化法脱硫原理分析

当前，国内在处理硫酸尾气的方法上，主要有活性焦法、氨-酸法、石灰石-石膏法、柠檬酸钠法及氨法等，其中最为常用的有活性焦法、石灰石-石膏法等，而本文则运用一种较新型的催化法。此新型的催化法脫硫技术选用的是低温非钒系催化剂，烟气当中的O2、H2O、SO2以被吸附的方式固定在催化剂的孔隙中，基于活性组分所持有的催化作用下，能够转变为带有活性的分子，另外，经反应还能生成H2SO4，而经过催化反应而最终生成的硫酸，会在催化剂孔隙内大量富集，经一段时间的脱硫后，即硫酸饱和后，孔隙能再生，从而将催化剂的活性位释放出来，此时催化剂便能恢复其脱硫能力。所生成的H2SO4，便会以各种浓度形式重返工艺系统，制得硫酸溶液，无有害物质排入环境。其脱硫反应的原理为：SO2（g）→SO2*；O2（g）→O2*；H2O（g）→H2O*；SO2*+1/2 O2*→SO3*；SO3*+H2O*→H2SO4*（*表示吸附态）。

1.2 工艺流程

新型催化法脱硫的主要工艺流程：

控制硫酸尾气温度，使之适宜反应，且不可含尘，此外，控制二氧化硫濃度，使之维持在催化剂可处理的范围内，即体积分数<3%，因此，仅需对水分进行调节便可。通过硫酸生产装置而进至脱硫系统的硫酸尾气，在管道内，与适量蒸汽混合，然后经风机，向脱硫塔输送，于脱硫塔内，经催化剂捕捉并发生反应，最终生成H2SO4，完成净化操作后，此尾气便可外排。

1.3 技术特点

新型催化法脱硫技术主要有如下技术特点：其一，具有较短的工艺流程，在

一个塔内便可完成整个反应；其二，较广的适应范围，φ（SO2）<3%、尾气温度维持在50～200℃，都适用；其三，高脱硫率，通过净化之后，ρ（SO2）<100mg/m3，可满足环保要求；其四，具有较好的经济效应，能够把尾气当中的SO2全部回收至生产系统，最终的硫酸产品，与循环经济相关要求相符；其五，较好的环境效益，没有二次污染，废气、废水排放少。

2 工程应用实例

运用新型的催化法脱硫技术，所研制的移动式烟气检测及脱硫装置，在烟气处理量上达120m3/h。此装置配置了诸多时下较先进的检测仪器，不仅能够当作移动式的检测装置，而且还能进行实地的演示，此装置在某磷铵企业已投入运行，有着较好的处理效果，尾气SO2的质量浓度始终维持在小于20mg/m3。该企业有年产达960kt的硫酸装置，处理烟气量达33×104m3/h。此厂硫酸尾气当中的SO2质量浓度为1000mg/m3，ρ（粉尘）为小于5mg/m3，进气温度为60～80℃；验收时，尾气脱硫效率预期不低于95%，SO2质量浓度小于50mg/m3，ρ（硫酸雾）<30mg/m3，符合副产品稀硫酸品质要求。此工程在选用新型催化法脱硫技术开展放大设计时，从如下方面给予了优化：①大型化设计反应器，有着较小的占地面积。设计脱硫塔时，将其设计成高均为32m、直径分别为9m与8m的整体脱硫塔，选用时下比较先进的软件模拟反应器，开展内部气液分布优化设计；该工程总占地面积为940m2，若把再生液池与脱硫塔相叠加，呈立体设计，则在占地面积上可减少一半。②操作简单，工艺流程短。因此工程设置的硫酸装置，能够提供余压达3kPa，通过简单增湿硫酸尾气之后，便能省去增压风机环节，直接进至脱硫塔，然后外排，流程得到简化。在设计再生系统当中，均选用可编程序控制器（PLC）与自动阀门施加控制。③选用非金属材质，能够减少硫酸腐蚀钢材，防止其对硫酸品质的影响。

3 结语

综上，新型的催化法脱硫技术，具有较广的适应范围，高脱硫效率，工艺流程短，能够较好的满足循环经济发展的内在需要，不仅能够带来较好的环境效益，而且能给企业带来一定的经济效益，脱硫率与国家环保标准相满足，有着较低的运行费用，所以，其在智力硫酸尾气方面，有着良好的应用价值。

参考文献：

[1]李兵，梅胜明.新型低温催化法脱硫技术在硫磺制酸尾气治理上的应用[J].硫磷设计与粉体工程，2015（4）：42-44.

[2]余永红，李新，李艳松，等.新型催化法脱硫技术在有色冶炼和硫酸行业应用进展[J].硫酸工业，2014（6）：30-33.

李倩漪（1990- ），女，汉族，湖北省武汉市人，本科学历，研究方向：化学工程与工艺。