[发明专利]一种冶炼烟气制酸低温位余热绝热蒸发污酸的装置及处理方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼烟气制取工业硫酸技术领域，具体涉及一种冶炼烟气余热绝热蒸发污酸的装置及处理方法。

背景技术

硫酸是一种重要的基本工业原料，它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛应用于国民经济的其他部门，在国民经济及人民生活中发挥着重要的作用。硫酸的产能往往是衡量一个国家化学工业生产能力的标志之一。

硫酸的生产原料主要以硫磺、硫铁矿和冶炼烟气为主。冶炼烟气制酸的产量取决于火法有色冶金工业的发展，是一种被动的生产工艺。近年来随着有色冶金的不断发展，冶炼烟气制酸所具有不可替代的环保意义及其廉价的原料优势日显突出。

火法有色金属冶炼过程中，矿石中的有色金属通过焙烧、熔炼、吹炼、电解精炼等一系列的工序转化为高纯度的单质，而矿石中伴生的金属硫化物则在焙烧过程中转化成为二氧化硫，夹杂在高温的多组分烟气中进入配套的环保冶炼制酸系统。

冶炼烟气制酸装置中高温的多组分烟气需要不断用工业水进行洗涤降温，以确保制酸系统的安全生产和产品质量，洗涤后含二氧化硫的烟气经过干燥工序、转化工序和干吸工序后液相即为合格的工业硫酸，而出干吸工序带有一定热量的绝干烟气进入尾气吸收塔靠碱液吸收达标后排放。在烟气洗涤时会产生大量的污酸，该污酸溶液体系非常复杂，组分多、浓度高，主要含有镍铜砷铅等多种重金属、尘、卤族元素化合物等有害物质，是一种难处理的矿冶工业废水。目前行业内对这部分污酸无较为理想的处置方法，大多数企业只能依法建设庞大的污酸处理系统来满足严格的环保要求，所建的污酸处理装置规模大，投资和运行成本均较高；同时在冶炼烟气制酸时二氧化硫氧化过程中的高、中温位余热的利用已有很成熟的工艺且被普遍回收利用，如转化器中的热量通过设置的余热锅炉生产饱和蒸汽等，然而对于出干吸工序绝干烟气中的低温余热未进行回收利用，传统上都靠空气带走。虽然这部分绝干烟气温度一般在70～120℃，比热容较低，但这部分绝干烟气源头来自有色金属的焙烧过程，气量一般在100000～250000Nm³/h之间，总热量数目可观，直接排放热能损失较大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种以废治废并充分挖掘利用了冶炼烟气制酸系统中的低温位余热，自动化程度较高，操作简便，节能效果及污酸减排量明显的装置。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述装置处理污酸的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冶炼烟气余热绝热蒸发污酸的装置，包括一体式绝热蒸发塔、第一自动阀、第二自动阀、第三自动阀、第一压力变送器、第二压力变送器、第一气动调节阀和第二气动调节阀，一体式绝热蒸发塔的气相出口通过管路与第三自动阀和第二压力变送器连接，一体式绝热蒸发塔气相入口管路上通过管路连接有第二自动阀和第一压力变送器，分别通过管路连接的第一气动调节阀和第二气动调节阀汇集后与一体式绝热蒸发塔的液相入口连接，一体式绝热蒸发塔的下部通过管路连接有浓缩酸输送泵和气动调节回流阀，气动调节回流阀和设在一体式绝热蒸发塔下部的液位变送器联锁设置，一体式绝热蒸发塔的下部还通过浓缩循环泵返回至一体式绝热蒸发塔内；一体式绝热蒸发塔包括绝热蒸发塔塔体，绝热蒸发塔塔体内自上而下依次设有丝网压板格栅、捕沫丝网、第一格栅板、液体分布器、乱堆填料段、规整填料段和第二格栅板，乱堆填料段和规整填料段分别选用波纹板填料和十字球形填料，波纹板填料和十字球形填料均由PP材质制成；绝热蒸发塔塔体的中下部壁上分别设有绝干烟气进口N1、浓缩循环泵进口N4、绝热蒸发塔塔体塔底排口N5、浓缩酸出口N6、浓缩酸回流进口N7、污酸和尾吸液入口N8、中上部壁上设有循环液进口N3，顶部设有饱和湿烟气出口N2；绝干烟气进口N1的烟气管道向一体式绝热蒸发塔塔中心方向伸入塔径的1/3长度，烟气管道末端向下弯曲；循环液进口N3的管道伸入到一体式绝热蒸发塔内并与液体分布器相连接；绝热蒸发塔塔体上还设有M1、M2、M3和M4人孔。

优选的，第一自动阀、第二自动阀、第三自动阀、第一气动调节阀、第二气动调节阀、气动调节回流阀、第一压力变送器、第二压力变送器和液位变送器的信号接入制酸DCS控制系统。

一种利用冶炼烟气余热绝热蒸发污酸的装置处理污酸的方法，该方法按照下述步骤进行：

步骤1：打开绝热蒸发塔塔体的M2和M4人孔，分别先后装入规整填料段和乱堆填料段；

步骤2：打开M3人孔并装入内置捕沫丝网，封闭绝热蒸发塔塔体的M2、M3及M4人孔；