硫铁矿土法炼硫废气治理工艺

本发明涉及一种经过改进的硫铁矿土法炼硫废气治理工艺。

土法炼硫是一种传统的民间工艺，虽然随着现代科技的发展，机械炼硫，天燃气回收硫工艺有了推广，但在我国不少硫铁矿产地，土法炼硫仍十分普遍，其硫磺产量占全国年总产量的70％以上。

一般的土法炼硫，炼硫废气直接排入大气中，因其中含有SO₂，H₂S，SO₃三种主要有害物质，且量大，浓度高，对自然环境造成严重污染。同时，伴随着废气的排空，还挟带了不少含硫有效气体，资源未能得到充分利用。

近年来，有一些土法炼硫工艺配备了废气治理技术，其工艺过程如图1。其为已有技术土法炼硫工艺过程示意图，图中。1为炼磺炉，2为炉喉，3为磺柜，4为尾气孔，5为总烟道，6为吸收室，7为火炉，8为烟囱，9为过磺孔。在吸收室或吸收塔里，用水和石灰石来吸收废气，通过一系列化学过程，使SO₂，H₂S被吸收生成亚硫酸氢钙和硫氢化钙等无害物质。应用这种方法，废气中的SO₂，H₂S浓度有所下降，但治理效果仍不够理想。同时，这种方法耗水量很大，不利于缺水地区推广，产品回收率也不高。

本发明的目的是要提供一种既能有效地治理废气，净化空气，保护环境，又能提高产品回收率，同时还具有大幅度节水节能，综合利用的土法炼硫废气治理工艺。

本发明的工艺过程见图2。硫铁矿土法炼硫废气治理工艺过程示意图。图中：9为过磺孔，10为转化室，11为代用烟道，现说明如下：

1.水蒸气转化工艺

用水蒸气代替水和石灰石来转化炼硫废气，促进废气中的主要污染物质转化、沉降。转化过程从总烟道开始，在转化设备中延续和加强，转化过程主要有如下化学反应：

在这里水蒸气起到了很关键的作用。加速SO₂，H₂S转化的催化作用，转化的结果，不仅降低了SO₂，H₂S浓度，并且还形成了产品单体硫。

转化过程的另一化学反应为：

这部份H₂SO₄浓度为5-10％，可作为副产品回收利用。

转化所用的水蒸气量为80HM³水蒸气/1000HM³废气。当多台炼硫炉废气合并治理时，轮换灭火产生的水蒸气就可以作为转化所需要的水蒸气了。

转化设备结构无特定要求，但必须有适当的降温、滞留，转化的空间。通常可将原来的吸收室或吸收塔拆去填料和托架。内壁涂抹光滑即可。转化室的温度控制在60℃以下。

2.炉喉

一般土法炼硫的炉喉长度为1.5-3.0米，呈水平或倾斜状，炉喉只起到输送气体的作用，将从炼硫炉出来的混合气体输送至磺柜。在炉喉出口处，80-90％的硫为气态，只有10-20％为液态，气态硫易随废气排出，导致产量降低。

加长炉喉的目的是为了使气态硫在炉喉内逐渐冷却，充分液化。经实践得知，当炉喉总长增至3.5-8.0米时，炉喉出口处，就有80-90％的硫由气态转化为液态，故单体硫的回收率就大大提高了。

经理论和实践证明，炉喉制成一水平段加一倾斜段，硫的沉降效果更佳，水平段长1.5米，倾斜坡度为15-30度。

3.磺柜

由于炉喉出口气态硫大大减少，液态硫在炉喉下凝为固态，磺柜的功能主要是储存，而不再是冷却沉降粉状硫。因此，磺柜体积只为已有技术的三分之一，建设投资也相应减少。已有技术的过磺孔位于磺柜隔墙的中部，为了促使剩余气态硫得到充分的沉降，过磺孔开在磺柜底部，并且孔道适当加长。

同已有技术相比，本发明具有以下优点：

1.废气治理效果显著。废气中SO₂，H₂S去除率在90％以上。

2.产品回收率由原来的30-45％提高到50-60％。

3.耗水量大大降低，以年产1000吨硫磺的厂计算，耗水量由原来每天约250吨降至8-10吨。

4.节省设备用材，主要是磺柜用材可减少三分之二。

5.可以回收浓度为5-10％的稀H₂SO₄副产品，在已有技术生产过程中也有稀H₂SO₄形成，但因用水量过大，稀H₂SO₄随废液被排放掉。

实施例：

实施厂家为云南省镇雄县周家湾硫磺厂，生产规模为2000吨/年，有容矿15吨炼磺炉60个。

炉喉长度为5.1米，其中水平段为1.5米，倾斜坡度为20度；磺柜尺寸：长×宽×高为2.75×1.5×1.8(米)；过磺孔横断面为0.5×0.5(米)，过磺孔长度为1.5米。

水蒸气用量为每日16000HM³，转化设备空间为150M³，转化温度为25-50℃，转化设备内壁材料为水泥砂浆抹平后再涂上环氧树脂。

产品回收率为53％，日产5-10％的稀H₂SO₄5吨。

废气治理效果如下：

1.冶炼工场SO₂和H₂S一次最大浓度分别为9.346mg/M³和5.64mg/M³，均低于国家规定标准。

2.在废气排放中主要污染物质的处理效果分别为：

SO₂浓度下降94.19％

H₂S浓度下降92.5％

SO₃浓度下降80.19％

3.大气环境质量：SO₂日平均浓度为0.245mg/M³。低于国家三级质量标准。