一种利用湿法磷酸吸收硫酸尾气中二氧化硫的方法

摘要

一种利用湿法磷酸吸收硫酸尾气中二氧化硫的方法，本发明步骤为：1)以五氧化二磷含量280～330g/L的湿法磷酸作为硫酸尾气的一级吸收剂，在一级洗涤吸收塔中通过循环喷淋洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；2)一级吸收塔为喷淋式空塔，硫酸尾气从吸收塔的下部引入，湿法磷酸通过循环槽及循环泵从吸收塔的顶部喷入，气液两相逆向接触，硫酸尾气中的二氧化硫被吸收到湿法磷酸中，湿法磷酸吸收尾气中的二氧化硫生成亚硫酸并同时利用湿法磷酸中含有的铁、锰等元素，将液相中的亚硫酸催化氧化为硫酸；等等。本发明的优点在于，降低生产成本，降低蒸汽的消耗、提高浓缩磷酸的产量。

权利要求

1.一种利用湿法磷酸吸收硫酸尾气中二氧化硫的方法，其特征是，步骤为：

1)以五氧化二磷含量280～330g/L的湿法磷酸作为硫酸尾气的一级吸收剂，在一级洗涤吸收塔中通过循环喷淋洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；

2)一级吸收塔为喷淋式空塔，硫酸尾气从吸收塔的下部引入，湿法磷酸通过循环槽及循环泵从吸收塔的顶部喷入，气液两相逆向接触，硫酸尾气中的二氧化硫被吸收到湿法磷酸中，湿法磷酸吸收尾气中的二氧化硫生成亚硫酸并同时利用湿法磷酸中含有的铁、锰元素，将液相中的亚硫酸催化氧化为硫酸；

3)以含固量20～60％的磷矿浆或5～10％的氨水作为硫酸尾气的二级洗涤吸收剂，经二级吸收残余的二氧化硫后，尾气达标排放；

4)通过一级吸收后的湿法磷酸被输送到磷酸浓缩工序进行浓缩，生产40～50％的浓缩湿法磷酸。

说明书

一种利用湿法磷酸吸收硫酸尾气中二氧化硫的方法

技术领域

[0001] 本发明是关于硫酸生产过程中尾气治理的新方法，更具体地说，是用湿法磷酸作吸收剂而脱除硫酸尾气中部分二氧化硫的工艺方法。

背景技术

[0002] 在磷化工行业尤其是磷肥企业中，湿法磷酸一般作为企业的中间产品，各企业一般采用“硫磷配套”方式，即既建有磷酸装置，又建有硫酸装置，配套运行的方式进行磷化工产品的生产；在硫酸生产过程中，会有含一定量二氧化硫气体的废气产生；一般在硫酸生3
产过程中，由硫酸装置二吸塔排出的尾气中二氧化硫的含量大约为800～2000mg/m。

[0003] 二氧化硫是大气中主要的污染物之一，不仅对人体有毒害作用，还会导致酸雨问题，是各国都严格控制排放的污染物之一。

[0004] 目前对硫酸尾气的治理一般是采用石灰法、碳酸钙法、氨法或钠法治理，或直接排放，处理过程繁杂且治理效果差；处理后的含钙、钠、氨等的亚硫酸盐洗涤料浆未能充分利用，有的甚至直接作废渣而废弃，从而造成二次污染。

[0005] 磷肥企业或饲料级磷酸二氢钙生产企业大多进行湿法磷酸的浓缩，而为保证浓缩湿法磷酸的质量，需要在进行湿法磷酸的浓缩前，在湿法磷酸中加入适量的硫酸以提高磷肥或饲料级磷酸二氢钙的水溶性五氧化二磷，在生产饲料级磷酸二氢钙时还可提高浓缩磷酸的脱氟效率。

发明内容

[0006] 本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种有效脱除硫酸尾气中二氧化硫的方法，用湿法磷酸吸收尾气中的二氧化硫生成亚硫酸并同时利用湿法磷酸中含有的铁、锰等元素，将脱硫后湿法磷酸中的亚硫酸在液相中催化氧化为硫酸而达到吸收硫酸尾气中二氧化硫的目的，同时增加湿法磷酸中的硫酸含量，在进行湿法磷酸浓缩时可以少加硫酸从而降低生产成本；由于硫酸尾气是干燥气体，在脱除硫酸尾气中二氧化硫时可带走湿法磷酸中的部分水分，从而提高湿法磷酸中的五氧化二磷浓度，在后续进行湿法磷酸浓缩时可降低蒸汽的消耗、提高浓缩磷酸的产量；本技术对建有湿法磷酸浓缩装置的磷肥或饲料级磷酸钙盐生产企业更具有显著优势。

[0007] 本发明的主要内容是用湿法磷酸作硫酸尾气的一级吸收剂，用湿法磷酸吸收尾气中的二氧化硫生成亚硫酸并同时利用湿法磷酸中含有的铁、锰等元素，将脱硫后湿法磷酸中的亚硫酸在液相中催化氧化为硫酸，使稀磷酸溶液中的硫酸根浓度提高3.0～5.0g/L；硫酸是湿法磷酸浓缩过程中必不可少的成分之一，保持一定浓度的硫酸，有利于浓缩磷酸中固体物质的沉降和杂质的分离；由于硫酸尾气是70℃左右的绝干气体，在吸收过程中，硫酸尾气会带走一部分水分，使稀磷酸中的五氧化二磷浓度提高20～50g/L；一级吸收后的稀磷酸经浓缩后生产五氧化二磷浓度40.0～50.0％的浓缩磷酸，用于生产饲料级磷酸二氢钙和中高浓度磷肥富过磷酸钙、磷酸二铵、重过磷酸钙等；用于生产中高浓度磷肥时，浓缩磷酸中适量的硫酸有利于提高磷肥的水溶性五氧化二磷；用于生产饲料级磷酸二氢钙时，在提高其水溶性五氧化二磷的同时，还有利于提高浓缩磷酸中氟的脱除效率；经一级吸收后的硫酸尾气再进入二级吸收，以含固量20～60％的磷矿浆或5～10％的氨水作为硫酸尾气的二级洗涤吸收剂，在尾气洗涤塔中进行第二次循环洗涤、吸收硫酸尾气中残余的二氧化硫，经二级吸收后的尾气达标排放。

[0008] 通过以上方法，一级湿法磷酸吸收剂可以脱除硫酸尾气中30～60％的二氧化硫，再进行二级吸收可脱除硫酸尾气中残余的二氧化硫，二级脱硫的吸收剂可以是磷矿浆或其它碱性物质；本方法将硫酸尾气中的二氧化硫转入湿法磷酸中变成硫酸而变废为宝，使硫酸尾气中的二氧化硫得到资源化利用。

[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：

[0010] 一种利用湿法磷酸吸收硫酸尾气中二氧化硫的方法，本发明的特征及步骤是：

[0011] 1)以五氧化二磷含量280～330g/L的湿法磷酸作为硫酸尾气的一级吸收剂，在一级洗涤吸收塔中通过循环喷淋洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；

[0012] 2)一级吸收塔为喷淋式空塔，硫酸尾气从吸收塔的下部引入，湿法磷酸通过循环槽及循环泵从吸收塔的顶部喷入，气液两相逆向接触，硫酸尾气中的二氧化硫被吸收到湿法磷酸中，湿法磷酸吸收尾气中的二氧化硫生成亚硫酸并同时利用湿法磷酸中含有的铁、锰等元素，将液相中的亚硫酸催化氧化为硫酸；经一级吸收后，湿法磷酸中的硫酸根含量提高3.0～5.0g/L，硫酸尾气中的二氧化硫可以脱除30～60％；

[0013] 由于硫酸尾气是干燥的气体，因此在气液两相接触过程中，湿法磷酸中的水分进入到上升的气流中，五氧化二磷浓度提高20～50g/L，在一定程度上达到浓缩湿法磷酸的目的；

[0014] 3)以含固量20～60％的磷矿浆或5～10％的氨水作为硫酸尾气的二级洗涤吸收剂，经二级吸收残余的二氧化硫后，尾气达标排放；

[0015] 本发明一级稀磷酸循环洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫，吸收后硫酸尾气中的二3 3
氧化硫浓度从800—2000mg/m降低500—1000mg/m ，二级磷矿浆吸收后，硫酸尾气中的二
3 3
氧化硫浓度从500—1000mg/m降低至100mg/m 以下；

[0016] 4)一级吸收后湿法磷酸被输送到磷酸浓缩工序进行浓缩，生产40～50％的浓缩湿法磷酸，作为生产富过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二铵等中高浓度磷肥或饲料级磷酸二氢钙的原料酸。

[0017] 与现有的硫酸尾气脱硫技术相比，本发明具有以下有显著效果：

[0018] 1)、以湿法磷酸作一级脱除硫酸尾气中二氧化硫的吸收剂，能脱除硫酸尾气中30～60％的二氧化硫；溶解于湿法磷酸中的亚硫酸在铁、锰等元素的催化作用下氧化为硫酸,而浓缩磷酸中所含的硫酸是生产下游产品富过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二铵、饲料级磷酸二氢钙等的有用成分，从而降低后续产品生产的硫酸消耗，节约生产成本；

[0019] 2)、湿法磷酸作一级吸收剂，由于硫酸尾气是70℃左右的绝干气体，在吸收过程中，湿法磷酸中的水分进入到气体中，从而达到一定程度提高湿法磷酸中五氧化二磷浓度的目的；在进行后工序湿法磷酸浓缩时，可以提高浓缩磷酸产量，降低湿法磷酸浓缩的蒸汽消耗，从而达到节约能耗并降低磷酸浓缩生产成本；

[0020] 3)、以含固量20～60％的磷矿浆或5～10％的氨水作为硫酸尾气的二级洗涤吸收剂，尾气经过二次循环洗涤、吸收硫酸尾气中残余的二氧化硫后排空；

[0021] 4)、通过上述两级吸收后，硫酸尾气中的二氧化硫浓度从800—2000mg/m3降低至100mg/m3以下，远低于国家标准《硫酸工业污染物排放标准》(GB26132-2010)中规定的二氧化硫排放浓度低于400mg/m3的要求。

附图说明

[0022] 图1为本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

[0023] 一种脱除硫酸尾气中二氧化硫的方法，本发明的特征及步骤为：

[0024] 1)将五氧化二磷含量280～330g/L、硫酸根浓度10～20g/L的湿法磷酸输送到一级洗涤吸收塔中，通过稀磷酸循环槽及循环泵从吸收塔的顶部喷入塔中，通过喷淋洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；

[0025] 2)一级硫酸尾气吸收塔为喷淋式空塔，硫酸尾气从吸收塔的下部引入，湿法磷酸通过气液两相逆向接触，硫酸尾气中的二氧化硫被吸收到湿法磷酸中；吸收二氧化硫后的湿法磷酸中的硫酸根浓度提高3.0～5.0g/L，硫酸尾气中的二氧化硫被脱除30～60％；

[0026] 3)由于硫酸尾气是70℃左右的绝干气体，因此在气液两相接触过程中，湿法磷酸中的水分进入到上升的气流中，湿法磷酸中五氧化二磷浓度提高20～50g/L，在一定程度上达到浓缩湿法磷酸的目的；一级吸收后的湿法磷酸被输送到磷酸浓缩工序进行浓缩，生产40～50％的浓缩湿法磷酸，作为生产富过磷酸钙、磷酸二铵、重过磷酸钙等中高浓度磷肥或饲料级磷酸二氢钙的原料酸；

[0027] 4)以含固量20～60％的磷矿浆或5～10％的氨水作为硫酸尾气的二级洗涤吸收剂，尾气经过第二次循环洗涤、吸收残余的二氧化硫后排空；

[0028] 在上述方法中，一级稀磷酸循环洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫，吸收后硫酸尾3 3
气中的二氧化硫浓度从800—2000mg/m降低500—1000mg/m ，二级磷矿浆或氨水吸收后，
3 3
硫酸尾气中的二氧化硫浓度从500—1000mg/m降低至100mg/m 以下，经过两级吸收后硫酸尾气二氧化硫的总脱除率达到90～95％；

[0029] 5)一级吸收后湿法磷酸被输送到磷酸浓缩工序进行浓缩，生产40～50％的浓缩湿法磷酸，作为生产富过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二铵等中高浓度磷肥或饲料级磷酸二氢钙的原料酸。

[0030] 具体实施案例1

[0031] 1)、把五氧化二磷浓度285g/L、硫酸根浓度11g/L的湿法磷酸用泵输送到一级硫酸尾气洗涤塔，稀磷酸循环泵将稀磷酸从循环槽输送到一级硫酸尾气吸收塔顶部，再通过塔顶部的喷头喷入塔内；从塔顶部喷入的稀磷酸与从塔的底部上升的硫酸尾气逆流接触，在塔中循环洗涤、吸收尾气中的二氧化硫；

[0032] 2)、当一级吸收剂稀磷酸指标合格后排出系统，输送到湿法磷酸浓缩工序，作为湿法磷酸浓缩的原料，再补入新鲜的湿法磷酸到一级硫酸尾气吸收塔；

[0033] 3)、经过一级吸收后的硫酸尾气从二级吸收塔的底部进入，把含固量35％的磷矿浆从塔的上部喷入，磷矿浆通过循环槽和循环泵持续循环地洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；经洗涤吸收合格后尾气达标排放；

[0034] 4)、按照上述脱硫工艺规程实施，硫酸尾气在处理前含二氧化硫823mg/m3，经过本3
工艺处理后，出一级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到568mg/m，硫酸尾气中二氧
3
化硫的脱除率达到31％；出二级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到66mg/m，硫酸尾气中二氧化硫的总脱除率达到92％；湿法磷酸中五氧化二磷浓度升高到305g/L，液相中硫酸根含量提高到14g/L；

[0035] 具体实施案例2

[0036] 1)、把五氧化二磷浓度310g/L、硫酸根浓度16g/L的湿法磷酸用泵输送到一级硫酸尾气洗涤塔，稀磷酸循环泵将稀磷酸从循环槽输送到一级硫酸尾气吸收塔顶部，再通过塔顶部的喷头喷入塔内；从塔顶部喷入的稀磷酸与从塔的底部上升的硫酸尾气逆流接触，在塔中循环洗涤、吸收尾气中的二氧化硫；

[0037] 2)、当一级吸收剂稀磷酸指标合格后排出系统，输送到湿法磷酸浓缩工序，作为湿法磷酸浓缩的原料，再补入新鲜的湿法磷酸到一级硫酸尾气吸收塔；

[0038] 3)、经过一级吸收后的硫酸尾气从二级吸收塔的底部进入，把含固量47％的磷矿浆从塔的上部喷入，磷矿浆通过循环槽和循环泵持续循环地洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；经洗涤吸收合格后尾气达标排放；

[0039] 4)、按照上述脱硫工艺规程实施，硫酸尾气在处理前含二氧化硫1530mg/m3，经过3
本工艺处理后，出一级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到780mg/m，硫酸尾气中二
3
氧化硫的脱除率达到49％；出二级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到92mg/m，硫酸尾气中二氧化硫的总脱除率达到94％；湿法磷酸中五氧化二磷浓度升高到345g/L，液相中硫酸根含量提高到18g/L；

[0040] 具体实施案例3

[0041] 1)、把五氧化二磷浓度326g/L、硫酸根浓度19g/L的湿法磷酸用泵输送到一级硫酸尾气洗涤塔，稀磷酸循环泵将稀磷酸从循环槽输送到一级硫酸尾气吸收塔顶部，再通过塔顶部的喷头喷入塔内；从塔顶部喷入的稀磷酸与从塔的底部上升的硫酸尾气逆流接触，在塔中循环洗涤、吸收尾气中的二氧化硫；

[0042] 2)、当一级吸收剂稀磷酸指标合格后排出系统，输送到湿法磷酸浓缩工序，作为湿法磷酸浓缩的原料，再补入新鲜的湿法磷酸到一级硫酸尾气吸收塔；

[0043] 3)、经过一级吸收后的硫酸尾气从二级吸收塔的底部进入，把浓度10％的氨水从塔的上部喷入，氨水通过循环槽和循环泵持续循环地洗涤吸收硫酸尾气中的二氧化硫；经洗涤吸收合格后尾气达标排放；

[0044] 4)、按照上述脱硫工艺规程实施，硫酸尾气在处理前含二氧化硫1953mg/m3，经过3
本工艺处理后，出一级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到879mg/m，硫酸尾气中二
3
氧化硫的脱除率达到55％；出二级脱硫塔的硫酸尾气中二氧化硫浓度降低到98mg/m，硫酸尾气中二氧化硫的总脱除率达到95％；湿法磷酸中五氧化二磷浓度升高到347g/L，液相中硫酸根含量提高到24g/L。