低浓度冶炼烟气二氧化硫吸收解析研究_张有贤

第41卷第5期2005年10月兰州大学学报(自然科学版)JournalofLaiizhouUniversity(NaturalSeieneesV61.41N0.5Oet.2005文章编号:0455一2059(2005)05一003咎04低浓度冶炼烟气二氧化硫吸收解析研究张有贤`,张会敏`,魏春2,安学勤3(1.呛州大学资源环境学院,甘肃兰州7300。。;2.金川集团有限公司化工厂,甘肃金昌73710;03.南京师范大学化学与环境科学学院,江苏南京210097)要:通过柠檬酸钠缓冲溶液对低浓度冶炼烟气50:的吸收解析研究,发现影响吸收效果的因子很,包括吸收液质量浓度和初始pH值、液气比、吸收液浓度为05\1.25mol/L,pH值为4刀~5.0,关键词:低浓度冶炼烟气;柠檬酸钠;吸收解析解析后二氧化硫体积分数等.研究表明适宜的柠檬酸液气比以不大于1:40较为理想.摘多中图分类号:Xsl文献标识码:A甘肃省金川集团有限公司是集采、选、冶、化工为一体的特大型联合企业,以处理镍精矿生产金属镍为主.随着金川公司生产规模的扩大,镍、铜冶炼过程中产生的50:烟气逐年增多,已成为该地的严重污染源,而公司所在的金昌市50:污染严重超标,排放量早已超过其环境容量.与此同时,我国硫资源不足l[],因此在治理50:污染的同时回收硫资源不仅具有理论意义,而且更有实际意义.金川集团有限公司已建立硫酸和亚硫酸纳生产系统,回收利用冶炼烟气中的502.研究表明制酸烟气的502体积分数宜控制在5%、9.5%[2},亚硫酸钠生产需要的烟气体积分数则平均在5%左右.两个系统虽然回收了烟气中大部分502,但其排放体积分数依然超标,且对于体积分数<3.5%的冶炼烟气,由于很多技术难题,其回收利用并不成功.为此,我们开展了回收低体积分数冶炼烟气50:的研究.湿法烟气脱硫是目前工业化程度最高和应用最广的脱硫技术图,吸收剂有石灰石、碱、氨、金属氧化物、柠檬酸盐等很多种[’].由于柠檬酸钠无毒、不易燃、化学性质稳定且价廉易得,其缓冲溶液对50:具有很大的溶解度,对于低体积分数502具有好的吸收效果,且与烟气中的其他组分基本不发生反应,在不同的操作条件下,吸收和解析是可逆的,可以实现吸收液的循环利用.因收稿日期:2004一10一16·基金项目:甘肃省环境保护基金资助项日(GHKJZO01一5).作者简介:张有贤(1964一),男,副教授,博士研究生.此,本研究选择了柠檬酸钠法吸收冶炼烟气中低体积分数502,对其吸收解析过程、效率等进行了综合研究..为验证柠檬酸钠的吸收、解析效果和其工业适用性,本文进行了实验室研究和现场验证.1实验设备实验中所用的主要设备规格及性能见表1.表1主要设备规格与性能1认ble1ThestandardandeapabilityofthemainequiPments序号设备名称规格型号数量/台一吸收塔叻一000又600012解析塔叻65Ox250013吸收塔循环槽叻2500x300024气体流量计400/m3·h一1LZB一8015气体流量计200/m3·rl一’LzB一4016液体流量计6/In.3h一127板式换热器60/m2BRO7A一6028循环泵DB一80YM一3829远红外测温仪l1()空气压缩机60,120/m3·l厂’各111解析气体碱叻2500火15001液吸收罐2柠檬酸纳法吸收解析烟气中502利用柠檬酸纳法吸收解析低体积分数冶炼烟气中502,主要采用在实验室分析的基础上在现场进行检验.探讨柠檬酸纳法在吸收解析烟气中502过程的各项指标及存在的问题.DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2005.05.008第5期张有贤等:低浓度冶炼烟气二氧化硫吸收解析研究2.1柠檬酸纳法原理柠檬酸纳法回收低体积分数50:主要是利用吸收液的缓冲性能.柠檬酸为三元酸,与氢氧化钠反应生成由柠檬酸钠、柠檬酸氢钠、柠檬酸二氢钠等物质组成的缓冲溶液.研究表明502的溶解会使溶液中H十浓度升高,而H+体积分数的升高会抑制50:的进一步溶解.缓冲溶液的作用在于抑制50:溶解过程中H+体积分数升高过快,从而提高对烟气中50:的溶解度和吸收率阵、7}.待吸收液pH降至一定程度,通过蒸汽加热解析,使50:得以脱吸,富液变贫液,再次吸收、解析,如此反复..22实验分析低浓度冶炼烟气冷却后进人吸收塔底部,与从顶部喷淋而下的贫液逆流接触,可以最大限度地完成吸收过程.对吸收了502的烟气进行检测后放空.吸收液进人富液槽.富液与水蒸气在解析塔逆流接触,从而50:从富液中脱出.经过冷凝器的水蒸气被冷凝,分离出较纯的502气体.吸收液此时已脱出大部分50:而成为贫液,进人吸收塔循环利用.即吸收液在吸收塔一富液槽一解析塔一贫液槽一吸收塔之间循环,需定时补充损耗..23