一種用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，尾氣中的H2S在磷礦漿中的鐵、錳等高價(jià)金屬離子氧化作用下轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)而得以回收，實(shí)現(xiàn)了尾氣中硫的資源化；尾氣中的HCN經(jīng)磷礦漿濕式洗滌后轉(zhuǎn)入液相，經(jīng)水解、催化氧化過(guò)程轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)CO2與N2而得以脫除。本技術(shù)適用于工業(yè)尾氣中H2S和HCN的協(xié)同凈化，尤其適用于含中低濃度H2S和HCN（H2S濃度不高于1000mg/m3，HCN濃度不高于500mg/m3）的工業(yè)尾氣凈化處理和資源化利用。
【專利說(shuō)明】
一種用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，屬于工業(yè)廢氣凈化及資源化利 用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] H2S的凈化方法總體上分為濕法和干法兩大類。濕法脫硫工藝流程復(fù)雜、投資大， 適合于氣體處理量大、H 2S含量高的場(chǎng)合;干法脫硫則常用于低含硫氣體的處理。近些年來(lái)， 隨著硫化工產(chǎn)品消耗量的不斷增加，采用克勞斯法、液相催化氧化法凈化含硫化氫工業(yè)尾 氣并回收硫資源的工藝技術(shù)日益?zhèn)涫芮嗖A?？藙谒狗▽⑽矚庵胁糠諬 2S氧化為S02,生成的 S〇2再與H2S反應(yīng)以生成硫磺?？藙谒狗ɑ厥樟蚧堑墓に嚱?jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，目前對(duì)于硫元素 的回收率可達(dá)92~95%;但存在凈化尾氣中硫化物濃度高達(dá)0.8~2.8%這一不足之處，仍需 進(jìn)行后續(xù)H 2S深度凈化處理。液相催化氧化法是在吸收液中加入氧化劑和催化劑，使H2S在吸 收液中經(jīng)催化氧化最終轉(zhuǎn)化為硫磺，該技術(shù)包括氨水液相催化法和ADA(蒽醌二磺酸鈉)法。 氨水液相催化法流程相對(duì)較為簡(jiǎn)單;受吸收過(guò)程副反應(yīng)的影響，尾氣中H 2S組分部分轉(zhuǎn)化為 硫代硫酸銨，從而導(dǎo)致硫的回收率僅有75~80% JDA法技術(shù)成熟，脫硫效率高，但也存在吸 收壓力要求高、硫容量較低、催化劑耗用量大、脫硫成本高這類不足之處。傳統(tǒng)的脫硫技術(shù) 無(wú)論是濕法還是干法均存在某些弊端。隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，開發(fā)高效、低投入、資源化、 無(wú)二次污染的工業(yè)尾氣硫化氫凈化技術(shù)正日益引起人們的重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種采用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，尾氣中的H2S在磷礦漿中鐵、錳 等高價(jià)金屬離子氧化作用下轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)而得以回收利用，高價(jià)金屬離子被還原為低價(jià)態(tài) 后在循環(huán)槽內(nèi)經(jīng)空氣中的氧氣氧化再成為高價(jià)態(tài)，恢復(fù)其氧化性能，從而維持穩(wěn)定、連續(xù)的 尾氣凈化效果;尾氣中HCN經(jīng)磷礦漿濕式洗滌后轉(zhuǎn)入液相，經(jīng)水解、催化氧化過(guò)程轉(zhuǎn)化為無(wú) 毒無(wú)害的物質(zhì)(》 2與吣而得以脫除，反應(yīng)式為：4i?d + 5￡\ + 4(7(? t· 。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案如下： 采用P2〇5含量為15~30wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量 為8~40wt%的磷礦楽：，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于0.8wt%，并含有微量猛、鋪等稀土元素。
[0005] 如圖1所示，凈化設(shè)備主要由吸收塔1、噴淋裝置2、硫泡沫收集器3、硫泡沫凝集槽 4、空氣栗5、礦漿循環(huán)槽7、礦漿循環(huán)栗8組成;磷礦漿經(jīng)噴淋裝置2送入吸收塔1與工業(yè)尾氣 接觸，吸收塔溫度為50~70°C，pH值為5.5~7.5，液氣比為8~15L/m3，尾氣在吸收塔內(nèi)的停 留時(shí)間為4~7s;憐礦衆(zhòng)中的鐵、猛等尚價(jià)金屬尚子將尾氣中的H2S氧化為硫單質(zhì)后，吸收衆(zhòng) (即吸收尾氣后的磷礦漿)流入硫泡沫凝集槽4,在硫泡沫凝集槽4底部吹入空氣使硫泡沫凝 集至硫泡沫凝集槽4頂部，經(jīng)刮硫板收集至硫泡沫收集器3并進(jìn)行后續(xù)精制處理，同時(shí)，HCN 被氧化后產(chǎn)生的〇)2與^也一起排出；吸收漿自硫泡沫凝集槽4流至礦漿循環(huán)槽7，在礦漿循 環(huán)槽7底部吹入空氣將吸收漿中被還原為低價(jià)態(tài)的鐵、錳等金屬離子再氧化為高價(jià)態(tài)，恢復(fù) 其氧化性能，吸收漿再經(jīng)礦漿循環(huán)栗8送回吸收塔1進(jìn)行循環(huán)凈化。
[0006] 當(dāng)吸收漿pH低于5.5時(shí)，廢棄礦漿循環(huán)槽內(nèi)1/3~1/2的吸收漿，并補(bǔ)充等量新鮮磷 礦漿以維持吸收漿PH值，保證穩(wěn)定的凈化效果。
[0007] 當(dāng)尾氣中H2S濃度不高于1000mg/m3，HCN濃度不高于500mg/m 3時(shí)，實(shí)施本發(fā)明的效 果更好，H2S脫除率不低于85%，HCN脫除率可達(dá)90%以上。
[0008] 本發(fā)明具有如下有益效果： 1、 利用磷礦漿中的高價(jià)態(tài)金屬離子作為反應(yīng)體系的氧化劑，在凈化工業(yè)尾氣中H2S的 同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了硫單質(zhì)的回收； 2、 廢棄的吸收漿可返回磷化工生產(chǎn)企業(yè)作為原料，節(jié)約了工業(yè)尾氣凈化與資源化的工 藝運(yùn)行成本； 3、 本發(fā)明適用于各種工業(yè)尾氣的凈化及回收利用，尤其適用于含中低濃度H2S和HCN (H2S濃度不高于1000mg/m3，HCN濃度不高于500mg/m3)的工業(yè)尾氣凈化處理和資源化利用； 4、 本發(fā)明不僅能凈化工業(yè)尾氣中的H2S，同時(shí)也能去除尾氣中的HCN，凈化效率高，降低 凈化成本。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為本發(fā)明流程示意圖。
[0010]圖中：1-吸收塔，2-噴淋裝置，3-硫泡沫收集器，4-硫泡沫凝集槽，5-空氣栗，6-攪 拌槳，7-礦漿循環(huán)槽，8-礦漿循環(huán)栗。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述實(shí)施例。
[0012] 實(shí)施例1 取P2〇5含量為25wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量為20wt% 的磷礦漿，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇.8wt%，并含有微量錳、鈰等稀土元素;調(diào)整pH值至6.5。
[0013]如圖1所示，凈化設(shè)備主要由吸收塔1、噴淋裝置2、硫泡沫收集器3、硫泡沫凝集槽 4、空氣栗5、礦漿循環(huán)槽7、礦漿循環(huán)栗8組成;吸收塔1為圓柱形噴淋空塔，其高與直徑的比 為10，吸收裝置有效容積為8.0L。磷礦漿自礦漿循環(huán)槽7引出，經(jīng)循環(huán)栗8輸送至吸收塔1，采 用噴淋裝置2對(duì)磷礦漿形成霧化狀從而保證良好的氣液接觸效果。尾氣從吸收塔1底部送 入，其中H 2S與HCN濃度分別為800mg/m3與300mg/m3，氣體流量為70L/min;尾氣經(jīng)微孔擴(kuò)散器 在吸收塔內(nèi)均勻分布，向上逸出并與霧化噴淋的磷礦漿呈逆流接觸，按吸收過(guò)程液氣比 l〇L/m3確定礦漿噴淋量為42L/h。尾氣在吸收塔內(nèi)停留時(shí)間為7s，磷礦漿中鐵、錳等高價(jià)金 屬離子將尾氣中的H 2S氧化為硫單質(zhì)。吸收漿從吸收塔底流入硫泡沫凝集槽4，在硫泡沫凝 集槽4底部吹入空氣將產(chǎn)生的硫帶到凝集槽頂部，經(jīng)刮硫板送至硫泡沫收集器3并進(jìn)行脫 水、熔硫等精制處理，同時(shí)，HCN被氧化后產(chǎn)生的(》 2與他也一起排出；吸收漿自硫泡沫凝集槽 4流入礦漿循環(huán)槽7,在鼓入空氣中氧氣的作用下將被還原為低價(jià)態(tài)的鐵、錳等金屬離子重 新氧化至高價(jià)態(tài)，從而恢復(fù)其氧化性能。將循環(huán)槽7置于65°C恒溫水浴槽中，以維持吸收塔 操作溫度約60°C。
[0014] 凈化過(guò)程連續(xù)運(yùn)行36h時(shí)，pH下降至6.0，出3脫除率均高于91.1%，!《^脫除率達(dá)到 99.5%;運(yùn)行48h時(shí)，pH下降至5.5，H 2S脫除率不低于85.2%，HCN脫除率均高于90.1%。當(dāng)吸收 漿pH低于5.5時(shí)，廢棄礦漿循環(huán)槽內(nèi)1/3~1/2的吸收漿，并補(bǔ)充等量新鮮磷礦漿以維持吸收 衆(zhòng)pH值，保證穩(wěn)定的H2S轉(zhuǎn)化效果。
[0015] 實(shí)施例2 采用與實(shí)施例1相同的凈化設(shè)備。
[0016] 取P2O5含量為15wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量為 40wt%的磷礦漿，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3wt%，并含有微量錳、鈰等稀土元素;調(diào)整pH值至7.5。
[0017] 通入的尾氣中H2S濃度為580mg/m3，HCN濃度為300mg/m 3，進(jìn)氣流量為120L/min，按 吸收過(guò)程液氣比15L/m3確定礦漿噴淋量為11OL/h，氣體在吸收塔內(nèi)停留時(shí)間為4s。循環(huán)槽7 置于76°C恒溫水浴槽中，維持吸收塔操作溫度約70°C。
[0018] 凈化過(guò)程連續(xù)運(yùn)行36h時(shí)，pH下降至6.3，!^脫除率均不低于90.2%，!《^脫除率達(dá) 到99.7%;運(yùn)行48h時(shí)，pH值下降至5.7，H 2S脫除率保持在86.2%以上，HCN脫除率不低于 92.3%〇
[0019] 實(shí)施例3 采用與實(shí)施例1相同的凈化設(shè)備，以實(shí)際煙氣代替模擬廢氣進(jìn)行尾氣凈化處理。
[0020] 取P2O5含量為30wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量為 8wt%的磷礦漿，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. Owt%，并含有微量錳、鈰等稀土元素;調(diào)整pH值至5.5。
[0021] 通入的煙氣中H2S濃度為730~840mg/m3，HCN濃度為285~330mg/m 3,進(jìn)氣流量為 80L/min，按吸收過(guò)程液氣比8L/m3確定礦漿噴淋量為40L/h，氣體在吸收塔內(nèi)停留時(shí)間為 6s。循環(huán)槽7置于55°C恒溫水浴槽中，維持吸收塔操作溫度約50°C。
[0022] 凈化過(guò)程連續(xù)運(yùn)行36h時(shí)，pH下降至5.2，H2S脫除率約80.7%，HCN脫除率為79.7%; 運(yùn)行48h時(shí)，pH下降至4.8，H2S脫除率約為75.5%，HCN脫除率僅為70.2%。
[0023] 實(shí)施例4 采用與實(shí)施例1相同的凈化設(shè)備。
[0024] 取P2O5含量為25wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量為 20wt%的磷礦漿，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8wt%，并含有微量錳、鈰等稀土元素;調(diào)整pH值至6.5。 [0025] 通入的尾氣中H2S濃度為1200mg/m3，HCN濃度為600mg/m 3,進(jìn)氣流量為70L/min，按 吸收過(guò)程液氣比9.5L/m3確定礦漿噴淋量為40L/h，氣體在吸收塔內(nèi)停留時(shí)間為7s。將循環(huán) 槽7置于70°C恒溫水浴槽中，以維持吸收塔操作溫度約65°C。
[0026] 凈化過(guò)程連續(xù)運(yùn)行36h時(shí)，pH下降至5.6，出3脫除率為71.8%，!《^脫除率為69.2% ; 運(yùn)行48h時(shí)，pH下降至5.0，H2S脫除率為59.6%，HCN脫除率為53.1%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，采用固體物含量為8~40wt%的磷礦漿，在凈化設(shè) 備中，溫度為50~70°C、pH為5.5~7.5、液氣比為8~1517111 3、尾氣停留時(shí)間為4~78的條件 下，脫除工業(yè)尾氣中的H2S和HCN。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，其特征在于，所述凈化設(shè)備包 括吸收塔（1)、噴淋裝置(2)、硫泡沫收集器(3)、硫泡沫凝集槽(4)、空氣栗(5)、礦漿循環(huán)槽 (7)、礦漿循環(huán)栗(8);磷礦漿經(jīng)噴淋裝置(2)送入吸收塔(1)與工業(yè)尾氣接觸，磷礦漿中的高 價(jià)態(tài)金屬離子將尾氣中的H2S氧化為硫單質(zhì)后，吸收楽;流入硫泡沫凝集槽(4)，在硫泡沫凝 集槽(4)底部吹入空氣使硫泡沫凝集至槽頂部，經(jīng)刮硫板收集至硫泡沫收集器(3)并進(jìn)行后 續(xù)精制處理，同時(shí)，HCN被氧化后產(chǎn)生的0) 2與他也一起排出；吸收漿自硫泡沫凝集槽(4)流至 礦漿循環(huán)槽(7)，在礦漿循環(huán)槽(7)底部吹入空氣將吸收漿中低價(jià)態(tài)的金屬離子氧化為高價(jià) 態(tài)，恢復(fù)其氧化性能，吸收漿再經(jīng)礦漿循環(huán)栗(8)送回吸收塔(1)進(jìn)行循環(huán)凈化。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用磷礦漿凈化工業(yè)尾氣的方法，其特征在于，采用P2〇5含量為 15~30wt%的磷礦，磨細(xì)至-150目礦粉占80%，加水配制成固體物含量為8~40wt%的磷礦漿， 其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于〇. 8wt%。
【文檔編號(hào)】B01D53/54GK106039972SQ201610467129
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】劉樹根, 肖瑢, 張曼, 寧平, 張冬冬, 謝容生
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)