［摘要］利用自产的质量分数为27.5%的工业级双氧水吸收处理硫酸尾气，SO2脱硫率达到95%以上，尾气经过处理后，排放中SO2尾气质量浓度从800mg/Nm³下降至20mg/Nm³以下。副产品稀硫酸可以补充至98%浓硫酸循环槽中，整个工艺无废料产出，该工艺有很高的应用前景。

0引言

    国嘉环保部正式颁布实施的GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》中规定，从2013-10-01起，硫磺制硫酸工业企业SO₂排放质量浓度严格控制在400mg/m³以下，硫酸雾质量浓度控制在30mg/m³以下。阳煤集团太原化工新材料有限公司现有硫磺制硫酸生产能力24万t/a，生产工艺流程采用“两转两吸”，SO₂转化率大于99.5%，SO3吸收率大于99.95%，排放硫酸尾气量56080Nm³/h，尾气中SO₂质量浓度为800~1000mg/m³，硫酸酸雾质量浓度为30~40mg/m³，年排放量1600~1800t，折硫酸2450~2756t。如对尾气采取回收技术措施，回收率达到95%以上，年可回收硫酸量2327~2618t，具有非常可观的效果。 

1、硫酸尾气SO₂、酸雾回收处理技术方法的工艺原理

    用双氧水吸收硫酸工业尾气中SO₂的基本原理是：将双氧水添加至脱硫塔中，使其与含SO₂尾气接触，将SO₂氧化为硫酸。烟气中SO₂的脱除过程是分2步完成：

    第1步，气液传质和水结合过程。即烟气中SO₂分子与水接触时，溶解在水中，并与水分子结合为亚硫酸：

    SO₂+H₂O→H₂SO³（1）

    第2步，氧化吸收。

    H₂O₂+H2SO³→H2SO⁴+H2O（2）

    SO₂+H₂O₂→H₂SO⁴

    副反应，双氧水分解：

    2H₂O₂→2H₂O+O₂↑（3）

2、硫酸尾气SO₂、酸雾回收处理技术方法的工艺流程说明

    本脱硫系统包括5部分，分别为：尾气系统、吸收剂存储与输送系统、工艺水系统、稀硫酸外排系统、应急回收系统。同时包含系统运行必备的电气系统、仪表控制系统等。

2.1吸收系统

    从二吸塔出口的尾气含SO₂质量浓度为800mg/Nm³，含SO₂尾气由下部进入脱硫塔底部，酸性气体进入填料层，填料层上有来自于上部的喷淋H₂O₂溶液及前面的喷淋液体，并在填料上形成一层液膜，气体流经填料空隙时，与填料液膜接触并进行氧化反应。填料层可以提供足够大的接触面，对气体流动不致造成过大的阻力，经处理后的气体通过除雾器收集后，经出风口排出脱硫塔外。含SO₂尾气，自下而上穿过填料层；循环吸收剂由塔顶通过液体分布器，均匀地加到填料层中，沿着填料层表面向下流动，进入循环水箱。由于向上的气流和下降吸收剂在填料中不断接触，上升气流中流体的质量浓度越来越低，到塔顶时达到排放要求。液膜上的液体在重力作用下流入贮液箱，并由循环泵抽出循环。

2.2双氧水给料系统

    吸收试剂溶液的输送和循环如下：将购入的27.5%质量分数工业级双氧水临时存储在储罐中，再由双氧水泵连续补充至脱硫塔，以维持脱硫液中足够的有效脱硫成分。双氧水的补充量按照入口尾气中SO₂摩尔流量进行调节。循环吸收液通过重力降落到塔底H₂O₂循环槽，槽内的循环吸收液再通过H₂O₂循环泵送至脱硫塔喷淋吸收层循环吸收，循环吸收液在吸收SO₂后，密度逐步增大，当达到设定值时（对应30%质量浓度），由稀硫酸泵排至干吸循环槽。采用电磁流量计在线检测SO₂的含量，并连续准确控制双氧水液体向塔内注入。

2.3副产品处理

    副产品为质量分数20%~30%的稀硫酸，由电动调节阀控制连续向稀酸循环槽输入，再由稀酸泵送入干吸工段质量分数为98%浓硫酸循环槽中。 

2.4工艺水系统

    脱硫系统水消耗主要为脱硫反应热蒸发水、尾气增湿降温蒸发水、副产物外排带水。消耗的水主要以定量的方式进行补充。

    工艺水水源由建设方提供，管道恒压供应。工艺水输送到各用水点，包括尾气降温增湿水和除雾器冲洗用水。

    工艺水以定量方式补充。由流量计对补水电动调节阀进行控制，以确保稀硫酸质量分数在工艺设计范围之内 。

2.5应急回收系统

    在脱硫界区内建设1座应急浆液池，用于收集脱硫塔检修时外排的全部脱硫液，检修结束后，用泵将脱硫液返送到塔内使用。平时可收集泄漏溶液和冲洗水。

 

3硫酸尾气SO₂、酸雾回收处理技术方法的脱硫工艺特点

3.1流程简易，投资不高

    采用单塔设计，吸收反应和副产品的回收均在同一个塔内，配套设备少，流程简易，容易控制，可操作性强，不需要额外的操作人员，可以有效地减少投资成本、运行成本和占地空间。 

3.2脱硫效率高

    脱硫装置效率高，双氧水尾气脱硫活性强、反应迅速，SO₂的排放控制指标≤20mg/Nm³。

3.3副产品稀酸可全部回收

    系统产生的稀硫酸直接返回硫酸系统，在干吸工序用于调节干燥塔循环槽酸浓度，副产品不需二次加工，回收成本大大降低。 

3.4不堵塔，阻力小

    脱硫副产品为稀硫酸，不存在结晶堵塔等问题，吸收塔为大开孔率填料塔，系统阻力＜1000Pa。 

3.5准确控制

    根据吸收前后SO₂的质量浓度，使用计量控制系统准确把握H₂O₂吸收剂的投入量，在保证脱硫效果的同时，减少了投资成本。 

3.6没有二次污染

    整个去除酸性废气的过程中没有新的废物产生，减少了二次污染，是典型的清洁生产工艺技术。

3.7稳定剂

    H₂O₂具有遇杂质和高温非常容易分解的特性，容易增加成本消耗，严重者有发生爆炸的危险，工艺中须设置稳定剂（TS-1/2）。

4、硫酸尾气SO₂、酸雾回收处理技术方法的装置运行费用

    按年运转8000h计算,脱硫装置运行费用如表1所示。 

5、结论

    利用单位自产的质量分数为27.5%双氧水中和处理硫酸尾气SO₂、酸雾，回收的稀硫酸加入质量分数为98%浓硫酸循环槽中，实现了变废为宝的目的，解决了硫磺制酸装置处理酸性废气的能力问题，使得废物可以得到有效处理，减轻了环境的负担，对我们的生活和环境有非常大的意义。