技术成果之废铅酸蓄电池铅膏冶炼低浓度 SO2 尾气制酸工艺

本工艺针对硫酸铅膏含硫率低、氧化熔炼炉烟气水分及烟尘含量高等技术难题,通过高氧浓作业制度以及多级动力波洗涤净化与冷冻干燥关键技术开发,实现废铅蓄电池硫元素再生循环利用,产出工业硫酸和精制硫酸。成果应用实例安徽华铂再生资源科技有限责任公司 60kt/a 再生铅冶炼烟气制酸装置,系统利用富氧侧吹氧化炉产生的冶炼烟气,经过净化、转化干吸等工段生产硫酸,成品硫酸由成品罐储存、装汽车运走。本套装置生产能力为 60kt/a,分别为93%、98% 及 AR 级精制硫酸。其中 AR 级精制硫酸25000~30000t/a(以 100%H2SO4,8000 小时计),其余为普通工业硫酸。AR 级精制硫酸产品符合国标 GB/T625-2007 《化学试剂  硫酸》 中分析纯的指标。

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工艺流程及主要工序内容
01
工艺流程图
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主要工序介绍

(1) 氧化段 SO2 烟气湿法净化

考虑到产品质量以及生产试剂酸的要求,采用高效、成熟可靠的净化流程:“一级动力波洗涤器 + 一级填料冷却塔 + 二级动力波洗涤器 + 二级填料冷却塔+ 一级电除雾器 + 二级电除雾器”。烟气 279.2±20℃进入一级动力波洗涤器与喷射出的 ~15% 稀酸逆向相接触,经绝热增发洗涤,洗去其中的大部分尘、三氧化硫等杂质,烟气中大部分杂质经洗涤进入稀酸中。经一级动力波洗涤器,烟气中热量由显热转换成潜热,烟气中热量并未移走。经过受液槽气液分离后的~ 65℃气体再进入一级填料冷却塔,从一级填料冷却塔出来的烟气绝大部分杂质已被清除,同时移走烟气中部分热量,烟气温度降到 38℃左右。

出一级填料冷却塔的烟气去二级动力波洗涤器,进一步洗涤烟气除去尘及其他杂质,然后去二级填料冷却塔进行再次降温,使烟气温度达到后续系统要求,温度降到 12℃左右。

出二级填料冷却塔的烟气去电除雾器,经过两级电雾处理,使烟气中的酸雾含量降至≤ 0.005g/Nm3。烟气中夹带的其他杂质也进一步被清除,净化后的烟气送往干燥塔。

因为进入净化系统的烟气有一定的含尘量,一级动力波洗涤稀酸循环含有尘等杂质,从一级动力波气液分离槽中抽出一定量的稀酸送至过滤器过滤,过滤器的底流定时排入污泥池。污泥池中的酸泥定期由泵送至板框压滤机。过滤后清液大部分回高效洗涤器的循环槽,进入一级动力波洗涤器循环系统循环使用,另一部分去脱吸塔,脱吸其中的 SO2,流入稀酸池,由稀酸泵送去污水处理,脱吸出的气体返回一级填料塔进口。压滤出的清液流入稀酸池,污泥为含铅的渣尘,回收使用。

净化工段每级洗涤均有各自相对独立的稀酸循环系统。一级填料冷却塔下部稀酸循环槽的稀酸约52℃,用一级填料冷却塔稀酸循环泵送出,通过稀酸板式换热器与 32℃循环水进行热交换,~ 35℃稀酸进一级填料冷却塔,将气体温度降至~ 38℃进二级动力波洗涤器、二级填料冷却塔及电除雾器。

二级填料冷却塔内烟气通过冷冻机来移热,由二级填料冷却塔循环系统的换热器和冷冻机送来的低温水进行换热,达到降低烟气温度的目的。

二级填料冷却塔可使进入电除雾的气体降至 ≦ 12℃,满足进干燥塔气体水份的要求,保证在高温天气时整个系统的生产平衡。在天气寒冷气温较低时,出二级动力波洗涤器的气体温度在 24℃时,该系统可以减少冷冻机组的台数运行,从而保证系统正常运行。

为维持净化工段各槽的液位平衡和稀酸浓度梯度,稀酸采取由稀向浓,由后向前的串酸方式进行,多余稀酸由一级高效洗涤器循环系统排出。

由于净化工段为负压操作,为防止气体管道及设备抽坏,在一级电除雾器前设置了安全水封。

2) 氧化段烟气制酸工艺

氧化段 SO2 烟气经降温、除雾后进入干吸工段。气体在干燥塔内与 93% 的浓酸逆流接触,充分吸收烟气中的水汽,使出干燥塔的烟气含水小于 0.1g/m3。出干燥塔的浓酸因吸收水分被稀释,与来自吸收塔的 98% 的浓酸混合后,浓度调节至 93%,再由干燥浓酸循环泵送至干燥塔酸进口。

气体出干燥塔,经四段、二段和一段换热器升温,依次被四、二、一段转化后的高温烟气加热,温度升至 430℃,进入一段催化剂。在此四段催化剂层中,烟气中的大部分 SO2 转化为 SO3。由于该转化反应是放热反应,使烟气温度升高,影响 SO2 的转化率和催化剂的活性,必须进行冷却。烟气出一段催化剂后,经一段换热器冷却降温后,进二段催化剂,烟气中的SO2 进一步转化为 SO3,烟气温度升高,烟气出二段催化剂,经二段换热器冷却降温后,进三段催化剂,烟气中的 SO2 进一步转化为 SO3,烟气温度升高,烟气出三段催化剂,再经冷的工艺气体冷激降温后,进四段催化剂,烟气中的 SO2 进一步转化为 SO3,烟气温度升高,烟气出四段催化剂,经 IV 换热器冷却降温后,进吸收塔吸收掉 SO3 最终生成精制硫酸硫酸和工业级98% 硫酸。

吸收塔内吸收了 SO3 的循环吸收酸出吸收塔进入循环槽,经吸收酸泵打出进入浓酸冷却器,再进入吸收塔。干燥、吸收循环酸系统是独立的,相互间的串酸根据酸浓、液位进行。产品酸由吸收上塔酸管引出,送至成品酸地下计量槽。最后由地下计量槽泵送至酸罐。经一次转化后的气体 SO2 的转化率为~ 95%,由于有约5%的SO2 未转化,烟气经除雾后送入离子液脱硫工段进行吸收和解析处理,高浓度 SO2 气体再返回稀酸工序。

烟气湿法净化、制酸等全系统采用 DCS 控制,对生产过程的主要参数如温度、压力、流量、液位等进行显示、记录、报警、调节及连锁。

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控制界面节选

SO2烟气净化工序主控制界面

SO2烟气转化工序主控制界面

案例工程鸟瞰图

【技术先进性】国内领先

【技术所处阶段】可规模化生产阶段

【已投产项目案例】

废旧铅蓄电池高效绿色处理暨综合回收再利用示范项目

【联系人】吴国庆

【联系电话】18130787886

安徽华铂再生资源科技有限公司
单位简介

安徽华铂再生资源科技有限公司由国家高新技术企业、上市公司浙江南都电源动力股份有限公司全资控股,是国家“城市矿产基地”——安徽阜阳界首高新技术开发区的龙头企业,以废旧蓄电池回收、有色金属科技研发为主导产业,主要产品有电解铅、合金铅、精锡、锑白、再生塑料颗粒和硫酸。

公司技术团队实力雄厚。拥有一支 100 余人的高素质有色金属研发制造人才队伍,其中博士生导师 2人,高工 3 人,博士 5 人。团队成员技术基础扎实,研发经验丰富,人员分布在不同的年龄段,专业结构建设合理。

公司建设了一流的研发与生产设施。目前已经建成了智能数字化研发系统;拥有世界领先的 8 万平方米的再生铅厂房;3 条废电池自动拆解线;1 条富氧双侧吹炉生产线;约 5200 平方米的科研实验室,并且建设一系列配套的再生铅研发与实验设备。

公司积极开展对外合作。公司与国内重要的科研单位及高校建立合作,包括中南大学、合肥工业大学、安徽工业大学、安徽省冶金研究所等国内知名院校、科研机构。

公司与天能集团、超威电源及国内各大电源厂有密切合作,供货区域遍布全国各地。已成为全亚洲生产规模最大的再生铅生产企业。

公司建立了现代企业管理体系,形成了一整套完善的产品质量管理体系和管理机制,于 2015 年 1 月通过了 ISO9001 质量管理体系认证。

截止到目前,公司已申报国家发明专利 72 项,授权实用新型专利 18 项,授权发明专利 12 项。荣获安徽省新产品 2 项。“废旧铅蓄电池全组分清洁高效利用成套关键技术及产业化应用示范”项目荣获安徽省科技进步奖一等奖;承担省级科技项目“废铅蓄电池再生精炼过程中废料的综合利用关键技术研究”、阜阳市重大专项项目“再生铅膏高效节能熔炼和固废综合利用工艺技术研究及产业化”均已通过验收;主持和参与制定了《再生铅和铅合金锭》、《再生铅生产废水处理回用技术规范》、《再生铅废气处理技术规范》3项国家标准,发布《HB-1 环保型铅锡合金锭》、《HB-4 环保型稀土合金锭》等 6 项企业标准;先后获得“安徽省创新型企业”、“省标准化示范企业”、 “安徽省诚信企业”、安徽省民营企业“二十强”、“安

徽省省级绿色工厂”、“安徽省智能工厂”、“安徽省华铂再生铅冶炼工艺创新工程实验室”、“安徽省省企业技术中心”、“国家级绿色工厂”等荣誉称号。

2019 年公司销售收入 54.98 亿元,利润 6.29 亿元,上缴税金 8.93 亿元。

目前,公司投资的废旧铅蓄电池高效绿色处理暨综合回收再利用示范项目已竣工投产。项目总投资31.16 亿元,其中:固定资产投资 15.16 亿元,流动资金 16 亿元。年产 45 万吨铅及铅合金,税收 10 亿元。工艺装备水平将达到或超过国际领先水平,具备领先的规模、技术等综合优势,盈利能力较强,届时华铂科技将成为全球范围内铅回收龙头企业。

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