氧化锌法脱硫技术在锌冶炼工厂含硫尾气治理中应用

氧化锌法脱硫技术在锌冶炼工厂含硫尾气治理中应用

王盼 陈辉

陕西锌业有限公司 陕西 商洛 726000

摘要：炼锌工厂含硫尾气会给环境带来严重的污染，与国家提倡的低碳生产环保理念不相吻合。为了更好地对含硫尾气进行控制，本文对氧化锌法脱硫技术进行了介绍，分别从脱硫原理、工艺流程、吸收设备与PH值、吸收剂、硫酸锌处理几个方面进行了详细的分析，并且对氧化锌法脱硫技术应用需注意的问题也进行了探索。

关键词：氧化锌法脱硫技术；锌冶炼厂；含硫尾气；吸收剂制备

一、氧化锌法脱硫技术应用概述

（一）氧化锌法脱硫技术应用原理

氧化锌法脱硫技术应用原理主要是利用氧化锌浆液与二氧化硫烟气发生化学反应，从而去除烟气中的二氧化硫气体，其中具体的化学反应：

SO₂+ZnO = ZnSO₃↓

产生的亚硫酸锌为悬浮固体，为了避免产生的亚硫酸锌过多造成阻塞的情况，设计对亚硫酸锌采取强制鼓风氧化装置。为了确保氧化效率，在脱硫后液增加强制氧化罐再次进行氧化，使其变为可溶的硫酸锌(ZnSO₄)溶液，即：

2ZnSO₃ + O₂ = 2ZnSO₄

经过上述反应后，氧化锌就能够较好溶解在循环液体中，但由于亚硫酸锌氧化率无法达到百分百，所以还需要对氧化后液体加废液进行酸化分解，即：

ZnSO₃ + H₂SO₄ = SO₂ + ZnSO₄+ H₂O

通过这种方式就能够对氧化不完全的亚硫酸锌液体进行处理，避免外排液含亚硫酸锌在下工序加酸使二氧化硫溢出影响环境。

（二）氧化锌法脱硫技术应用需注意的问题

在进行氧化锌法脱硫技术应用过程中，操作人员需要注意以下几个方面的问题。第一，烟气洗涤问题。因为含硫高温烟气中会存有一定有害物质，比如氟、氯等，对冶炼工序造成影响。因此在开烟气进入脱硫塔前，需要对烟气进行预洗涤，达到降温除氟。第二，吸收塔结构问题。目前吸收塔的结构塔型比较多样化，有湍球塔、空心洗涤塔等。面对多样化的塔型，工作人员需要进行合理的选择。同时，对于塔的阻力、液气比、停留时间等因素也需要进行充分的考虑，会直接影响烟气的处理量。第三，副产品问题，因为副产品亚硫酸锌为悬浮固体，比较容易造成塔槽阻塞，所以需要做好副产品处理。

2. 氧化锌脱硫工艺流程简述

某厂尾气脱硫装置采用自产氧化锌全氧化工艺。脱硫后液主要成分为硫酸锌，送氧化锌浸出进一步回收锌，含氟氯废水预中和及压滤后，滤渣返回转窑回收有价金属，滤液送污水站处理后回用，脱硫剂主要采用自产脱氟氯氧化锌，不产生其他废渣废气。

含二氧化硫气体的尾气，从电收尘出来后，与来自多膛炉引风机的烟气混合送入预洗塔进行降温，同时加硅酸钠溶液脱除大部分氟和氯；冷却除氟后烟气再进入第一级脱硫塔，与上喷的氧化锌浆液逆向传质换热，气-液接触后形成一个驻波高湍流区域，叫做泡沫区。泡沫区产生一个非常高效的液体表面，吸收了绝大部分的二氧化硫。气液经过充分混合后，进入气液分离容器，浆液回落到塔循环槽内。为防止气体中夹带出液滴，在塔顶设置了捕沫器。从第一级脱硫塔出来的烟气，经引风机送入第二级脱硫塔，该塔循环介质为高碱度氧化锌浆液，为除去烟气中的尘及酸雾，在第二级脱硫塔顶部设置一台电除雾器，经电除雾器处理达标后的烟气，经烟囱排空。

三、二氧化硫吸收过程和指标控制

预洗塔主要起到除尘、降温、脱氟氯的作用，当尘及氟氯富集较多时，需定期或连续外排，外排系统设置了沉降槽、厢式压滤机上清液槽，外排液先经沉降槽加石灰或烧碱沉降后，送往压滤机压滤，压滤后清液送回转窑冲渣水，压滤后渣送往回转窑前端配料。

氧化锌脱硫塔内二氧化硫被循环液体不断的吸收时，循环液的酸度会随着二氧化硫的吸收不断的升高，为控制循环液PH值在一定范围内，需不断向脱硫塔内补充新的氧化锌浆液，来保证循环液具有稳定的脱除二氧化硫气体能力。PH值主要由配套的检查系统和控制系统，通过调整氧化锌添加量来实现。

氧化锌吸收二氧化硫后产生亚硫酸锌，亚硫酸锌部分在脱硫塔内氧化，为了防止未氧化的亚硫酸锌进入浸出系统出现分解，增设脱硫塔后液氧化罐，将未完全氧化的亚硫酸锌进行强制氧化，由于亚硫酸锌氧化效果不可能达到100%，还有部分不能完全氧化，在解析槽加废液进行酸化分解，将PH值控制在2.5-4.0，分解后的气体再次进入一吸塔进行处理，确保排至下游工序后液无亚硫酸锌。

四、吸收剂及制备

对于氧化锌脱硫装置的吸收剂，一般采用的是挥发窑电尘或者焙烧电尘。表1是三种氧化锌吸收剂的物理性质，从表中可以看出，三者中挥发窑电尘的PH值比较大，氧化锌含量比较高，而且密度比较小。在水中沉降的速度比较慢，比其他两种吸收剂更难沉淀。因此选挥发窑烟尘作为吸收剂来开展相应的试验，因为焙烧电尘活性比较差，而且焙烧电尘与生成的亚硫酸锌密度大小差不多，不容易对其进行分级，所以现在装置使用的更多的还是挥发窑的电尘。为了更好地进行吸收剂制备，工作人员需要对吸收浆液密度和浆液中不溶物粒径进行测定。

表1 三种氧化锌吸收剂的物性

（一）吸收浆液密度测定

对于吸收浆液密度测定，工作人员可以在量筒内加入一定浓度的氧化锌浆液，浓度控制在15%左右，然后通过测定浆液的体积和质量，以此来计算出浆液的密度。在这过程中，需要经过多次测量取平均值来保证测量的精准性，通过多次测量可以知道浓度为15%的氧化锌浆液，其密度在1100-1150kg/m³。

（二）吸收浆液中不溶物粒径测定

对于吸收浆液密度的测定，需要运用粒度激光分析仪来进行相应的测量。通过该仪器的观察，可以发现氧化锌电尘跟水相融后，其粒度基本都是在5um以下。对于吸收剂的制备，主要是将烟尘运送到钢储仓内，然后在储仓内设置给料机。通过给料机和加水量来对氧化锌浆液浓度进行一个合理的调配，要控制浆液的浓度控制在10%-15%，在吸收剂配置好，需要将其储仓在吸收剂储槽内。

五、实效分析及建议

通过上述分析可以知道，氧化锌法脱硫技术相对其他技术在锌冶炼工厂含硫尾气治理中具有显著的优势。第一，在工作效率上，氧化锌脱硫技术具有较高的效率，据统计平均脱硫效率可以达到99%以上。第二，在吸收剂氧化锌尘可以实现自给自足，无需进行采购。第三，在操作运行方面也比较简单、安全，不会产生高温烫伤等危险。在实践中，应将氧化锌浆液酸碱值控制在5-6之间，并且为了提高氧化率，需要在吸收后液鼓入氧化风，通过强制氧化亚硫酸锌的方式来得到硫酸锌。

结论

综上所述，作为锌冶炼工厂含硫尾气治理中一种一个应用非常广泛的技术，通过氧化锌法脱硫技术的应用，很好处理了烟气中二氧化硫，并且也实现了资源回收和利用。在实践中，工作人员需要充分了解这种技术工作原理，然后做好亚硫酸锌处理工作，以此来保证氧化锌法脱硫技术良好应用。

参考文献

[1]肖万平,王有健.氧化锌脱硫技术在锌冶炼烟气制酸上的应用[J].硫酸工业,2018(08):39-42.

[2]段林乔,周圣兵,彭伟刚.动力波ZnO脱硫技术在铅锌冶炼尾气脱硫中的应用[J].硫酸工业,2016(05):38-40.

[3]黄丽美.氧化锌脱硫技术在铅锌冶炼厂的应用与改进[J].硫酸工业,2015(05):42-45.