［摘要］利用自產的質量分數為27.5%的工業級雙氧水吸收處理硫酸尾氣，SO2脫硫率達到95%以上，尾氣經過處理后，排放中SO2尾氣質量濃度從800mg/Nm³下降至20mg/Nm³以下。副產品稀硫酸可以補充至98%濃硫酸循環槽中，整個工藝無廢料產出，該工藝有很高的應用前景。

0引言

    國家環保部正式頒布實施的GB26132-2010《硫酸工業污染物排放標準》中規定，從2013-10-01起，硫磺制硫酸工業企業SO₂排放質量濃度嚴格控制在400mg/m³以下，硫酸霧質量濃度控制在30mg/m³以下。陽煤集團太原化工新材料有限公司現有硫磺制硫酸生產能力24萬t/a，生產工藝流程采用“兩轉兩吸”，SO₂轉化率大于99.5%，SO3吸收率大于99.95%，排放硫酸尾氣量56080Nm³/h，尾氣中SO₂質量濃度為800~1000mg/m³，硫酸酸霧質量濃度為30~40mg/m³，年排放量1600~1800t，折硫酸2450~2756t。如對尾氣采取回收技術措施，回收率達到95%以上，年可回收硫酸量2327~2618t，具有非常可觀的效果。 

1、硫酸尾氣SO₂、酸霧回收處理技術方法的工藝原理

    用雙氧水吸收硫酸工業尾氣中SO₂的基本原理是：將雙氧水添加至脫硫塔中，使其與含SO₂尾氣接觸，將SO₂氧化為硫酸。煙氣中SO₂的脫除過程是分2步完成：

    第1步，氣液傳質和水結合過程。即煙氣中SO₂分子與水接觸時，溶解在水中，并與水分子結合為亞硫酸：

    SO₂+H₂O→H₂SO³（1）

    第2步，氧化吸收。

    H₂O₂+H2SO³→H2SO⁴+H2O（2）

    SO₂+H₂O₂→H₂SO⁴

    副反應，雙氧水分解：

    2H₂O₂→2H₂O+O₂↑（3）

2、硫酸尾氣SO₂、酸霧回收處理技術方法的工藝流程說明

    本脫硫系統包括5部分，分別為：尾氣系統、吸收劑存儲與輸送系統、工藝水系統、稀硫酸外排系統、應急回收系統。同時包含系統運行必備的電氣系統、儀表控制系統等。

2.1吸收系統

    從二吸塔出口的尾氣含SO₂質量濃度為800mg/Nm³，含SO₂尾氣由下部進入脫硫塔底部，酸性氣體進入填料層，填料層上有來自于上部的噴淋H₂O₂溶液及前面的噴淋液體，并在填料上形成一層液膜，氣體流經填料空隙時，與填料液膜接觸并進行氧化反應。填料層可以提供足夠大的接觸面，對氣體流動不致造成過大的阻力，經處理后的氣體通過除霧器收集后，經出風口排出脫硫塔外。含SO₂尾氣，自下而上穿過填料層；循環吸收劑由塔頂通過液體分布器，均勻地加到填料層中，沿著填料層表面向下流動，進入循環水箱。由于向上的氣流和下降吸收劑在填料中不斷接觸，上升氣流中流體的質量濃度越來越低，到塔頂時達到排放要求。液膜上的液體在重力作用下流入貯液箱，并由循環泵抽出循環。

2.2雙氧水給料系統

    吸收試劑溶液的輸送和循環如下：將購入的27.5%質量分數工業級雙氧水臨時存儲在儲罐中，再由雙氧水泵連續補充至脫硫塔，以維持脫硫液中足夠的有效脫硫成分。雙氧水的補充量按照入口尾氣中SO₂摩爾流量進行調節。循環吸收液通過重力降落到塔底H₂O₂循環槽，槽內的循環吸收液再通過H₂O₂循環泵送至脫硫塔噴淋吸收層循環吸收，循環吸收液在吸收SO₂后，密度逐步增大，當達到設定值時（對應30%質量濃度），由稀硫酸泵排至干吸循環槽。采用電磁流量計在線檢測SO₂的含量，并連續準確控制雙氧水液體向塔內注入。

2.3副產品處理

    副產品為質量分數20%~30%的稀硫酸，由電動調節閥控制連續向稀酸循環槽輸入，再由稀酸泵送入干吸工段質量分數為98%濃硫酸循環槽中。 

2.4工藝水系統

    脫硫系統水消耗主要為脫硫反應熱蒸發水、尾氣增濕降溫蒸發水、副產物外排帶水。消耗的水主要以定量的方式進行補充。

    工藝水水源由建設方提供，管道恒壓供應。工藝水輸送到各用水點，包括尾氣降溫增濕水和除霧器沖洗用水。

    工藝水以定量方式補充。由流量計對補水電動調節閥進行控制，以確保稀硫酸質量分數在工藝設計范圍之內 。

2.5應急回收系統

    在脫硫界區內建設1座應急漿液池，用于收集脫硫塔檢修時外排的全部脫硫液，檢修結束后，用泵將脫硫液返送到塔內使用。平時可收集泄漏溶液和沖洗水。

 

3硫酸尾氣SO₂、酸霧回收處理技術方法的脫硫工藝特點

3.1流程簡易，投資不高

    采用單塔設計，吸收反應和副產品的回收均在同一個塔內，配套設備少，流程簡易，容易控制，可操作性強，不需要額外的操作人員，可以有效地減少投資成本、運行成本和占地空間。 

3.2脫硫效率高

    脫硫裝置效率高，雙氧水尾氣脫硫活性強、反應迅速，SO₂的排放控制指標≤20mg/Nm³。

3.3副產品稀酸可全部回收

    系統產生的稀硫酸直接返回硫酸系統，在干吸工序用于調節干燥塔循環槽酸濃度，副產品不需二次加工，回收成本大大降低。 

3.4不堵塔，阻力小

    脫硫副產品為稀硫酸，不存在結晶堵塔等問題，吸收塔為大開孔率填料塔，系統阻力＜1000Pa。 

3.5準確控制

    根據吸收前后SO₂的質量濃度，使用計量控制系統準確把握H₂O₂吸收劑的投入量，在保證脫硫效果的同時，減少了投資成本。 

3.6沒有二次污染

    整個去除酸性廢氣的過程中沒有新的廢物產生，減少了二次污染，是典型的清潔生產工藝技術。

3.7穩定劑

    H₂O₂具有遇雜質和高溫非常容易分解的特性，容易增加成本消耗，嚴重者有發生爆炸的危險，工藝中須設置穩定劑（TS-1/2）。

4、硫酸尾氣SO₂、酸霧回收處理技術方法的裝置運行費用

    按年運轉8000h計算,脫硫裝置運行費用如表1所示。 

5、結論

    利用單位自產的質量分數為27.5%雙氧水中和處理硫酸尾氣SO₂、酸霧，回收的稀硫酸加入質量分數為98%濃硫酸循環槽中，實現了變廢為寶的目的，解決了硫磺制酸裝置處理酸性廢氣的能力問題，使得廢物可以得到有效處理，減輕了環境的負擔，對我們的生活和環境有非常大的意義。