[发明专利]一种稳流态高浓度SO2烟气制硫酸方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气制酸技术领域，尤其涉及一种稳流态高浓度SO₂烟气制硫酸方法。

背景技术

目前，有色金属矿产资源中金属硫化矿物储量丰富，尤其是铜矿、镍矿和铅矿。这些金属硫化矿物在火法冶炼过程中会产生大量的SO₂气体，一般采用烟气制硫酸的方法予以回收。在烟气制硫酸工艺中，SO₂转化为SO₃的反应是强放热可逆反应，需要在400～420℃多层催化剂的作用下才能接近反应平衡，实现最大转化率。同等烟气流量下，SO₂浓度越高则反应释放出的热量越大，但受限于催化剂活性和设备强度，每个催化剂层出口烟气温度均需要控制在640℃以下，因此常规烟气制硫酸工艺进入转化的冶炼烟气中SO₂体积浓度需控制在14％以下。

近二十年来，一种能够提高燃料效率、节能降耗的富氧冶炼技术在有色金属冶炼行业得到越来越广泛的应用，伴随而来的是冶炼烟气中SO₂浓度大幅增加，SO₂浓度在18％以上成为常态，一般采用补风稀释的办法将烟气中SO₂浓度降低至14％以下再进行常规烟气制硫酸流程。但补风稀释后烟气总量会大幅增加，这导致了转化设备和干吸设备的规格相应增大，设备投资和运行成本大幅增加。

同时，许多冶炼企业在实际生产中受限于各种条件因素，生产负荷往往达不到设计规模，这种情况下冶炼烟气中SO₂浓度会随着生产负荷的降低而下降，这会导致烟气制硫酸中转化反应放热量不足，需要开启电加热炉或燃油预热炉来维持烟气制硫酸系统的热平衡，因此运行成本会大幅增加。

发明内容

为了解决现有烟气制硫酸工艺中当SO₂浓度过高时需要将SO₂体积浓度降低至14％以下才能进行烟气制硫酸处理这一技术问题，本发明提供了一种稳流态高浓度SO₂烟气制硫酸方法，使冶炼烟气中SO₂在较高浓度时就可以直接进行烟气制硫酸处理，不仅能够大幅节约制酸设备的投资成本和运行成本，而且能够兼顾生产负荷低、SO₂浓度较小时的烟气制硫酸处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种稳流态高浓度SO₂烟气制硫酸方法，包括：当冶炼烟气中或稀释后冶炼烟气中SO₂体积浓度为14％～20％、并且O₂与SO₂的体积比比值不小于0.7时，根据SO₂体积浓度对转化器中第一催化剂层进行装填，使第一催化剂层的出口烟气温度不超过640℃，同时保证第二催化剂层在达到平衡转化率时第二催化剂层的出口烟气温度不超过640℃；转化器中其余的催化剂层均实现最大转化率。

优选地，所述的稀释后冶炼烟气采用以下方法制得：当冶炼烟气中SO₂体积浓度大于14％时，向冶炼烟气中补充空气进行稀释，使冶炼烟气中SO₂体积浓度为9％～20％、并且O₂与SO₂的体积比比值不小于0.7，从而得到稀释后冶炼烟气。

优选地，当冶炼烟气中或稀释后冶炼烟气中SO₂体积浓度为9％～14％时，转化器中所有的催化剂层均实现最大转化率。

优选地，根据冶炼烟气中或稀释后冶炼烟气中SO₂体积浓度控制烟气制酸系统在三转三吸制酸流程和两转两吸制酸流程之间切换；当冶炼烟气中或稀释后冶炼烟气中SO₂体积浓度为12％～20％时，控制烟气制酸系统采用三转三吸制酸流程；当冶炼烟气中或稀释后冶炼烟气中SO₂体积浓度为9％～12％时，控制烟气制酸系统采用两转两吸制酸流程。

优选地，所述冶炼烟气是经过湿法洗涤处理去除烟气中颗粒物和SO₃后的冶炼烟气。

优选地，所述的冶炼烟气的体积流量偏差不超过5％。

优选地，所述的第一催化剂层的进口烟气温度为400～420℃。