铝电解槽低浓度二氧化硫烟气循环利用生产硫酸锰的方法

摘要

铝电解槽低浓度二氧化硫烟气循环利用生产硫酸锰的方法。本发明涉及铝电解行业低浓度SO2烟气治理及治理废物的低能耗资源化利用，属于节能减排与环境保护领域。本发明的方法是将经过防腐处理的铝电解槽烟气外排烟囱作为二段吸收塔，以含MnO的水溶液作吸收液，采用雾化喷淋、循环吸收的方式直接吸收排放的SO2烟气，反应生成的含硫酸锰10～50wt%的近饱和溶液经过滤、多效蒸发、闪蒸结晶后成为硫酸锰产品，对烟气中的余量硫酸雾作除雾处理后达到标准排放。本发明可为解决铝电解槽低浓度SO2烟气高标准排放问题提供技术支持，使工业废气中的有害成分得到有效利用，实现资源及环境的可持续发展，其工程投资低，SO2吸收效率高，运行能耗较低，可满足更高环保达标排放要求。

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解行业低浓度SO₂烟气治理及治理废物的低能耗资源化利用，属于节能减排与环境保护领域。

背景技术

在铝电解生产过程中，由于碳素阳极与氧化铝在冰晶石熔体中发生电化学反应，会产生一定数量的SO₂、CO₂及含氟烟气，这些有害烟气会对人体健康造成危害，对环境造成污染。为此，许多铝电解企业进行了含氟烟气的氧化铝吸附治理，使外排烟气含氟、含SO₂量达到国家《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）。随着国家《铝工业污染物排放标准》（GB25465-2010）的实施，SO₂排放标准从850mg/m³提高到200mg/m³，而碳素阳极含硫量难以降低，使铝电解槽产生的SO₂烟气普遍超标排放，其治理变得日益迫切，而目前已有技术不能经济有效地进行铝电解槽低浓度SO₂烟气的治理，使得铝电解行业不能更健康而可持续地发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铝电解槽低浓度SO₂烟气循环利用生产硫酸锰的方法，可为解决铝电解槽低浓度SO₂烟气高标准排放问题提供技术支持，使工业废气中的有害成分得到有效利用，实现资源及环境的可持续发展。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：将经过防腐处理的铝电解槽烟气外排烟囱作为二段吸收塔，以含MnO的水溶液作吸收液，采用雾化喷淋、循环吸收的方式直接吸收排放的SO₂烟气，反应生成的含硫酸锰10～50wt%的近饱和溶液经过滤、浓缩结晶后成为硫酸锰产品，对烟气中的余量硫酸雾作除雾处理达到排放标准外排。

所述的烟囱的防腐处理是采用在烟囱的壁面涂覆环氧树脂玻璃钢，对SO₂吸收采用了二段以上雾化喷淋和一段除雾，第一段雾化喷淋吸收设备采用第二段的吸收后液作吸收液，第二段雾化喷淋吸收设备采用含MnO的水溶液雾化喷淋、循环吸收。

所述的含MnO的水溶液浓度为5～50wt%的悬浮液；所述的铝电解槽外排烟气为含SO₂ 200～900mg/Nm³，含CO₂ 2000～20000mg/Nm³、含F 0.1～80mg/Nm³的烟气。

对吸收SO₂后的溶液在空气或机械搅拌反应槽内经MnO的催化氧化作用生成硫酸锰溶液；近饱和的硫酸锰溶液采用板框压滤的方式过滤后，滤渣堆存，滤液可采用多效或真空蒸发、闪蒸结晶或离心分离的方式浓缩结晶。

本发明的有益效果是：本发明的处理方法，利用原有烟囱防腐后作二级吸收塔，工程投资低；采用雾化喷淋、循环吸收，可直接利用烟气中的热能加快SO₂吸收速率并实现部分蒸发浓缩，使吸收效率明显提高；通过吸收液中Mn⁺⁺对SO₂的催化氧化作用使溶液中的亚硫酸锰转化成硫酸锰，硫酸锰溶液过滤后采用多效蒸发、闪蒸结晶方式蒸发浓缩结晶为硫酸锰产品，运行能耗低，可实现吸收废物的资源化利用；对SO₂采用多段雾化喷淋吸收和除雾处理的方法，可保证外排烟气达标排放，以满足铝电解行业新的环保标准及更高环保达标排放要求。

具体实施方式

实施例1。取含MnO 10%的水溶液50m³，雾化喷淋、循环吸收铝电解槽生产过程中产生的含SO₂ 250mg/Nm³、含CO₂ 6000mg/Nm³、含HF 2mg/Nm³的烟气至吸收液pH3～5后，吸收液在空气或机械搅拌反应槽内经MnO的催化氧化作用生成硫酸锰溶液，近饱和的硫酸锰溶液经板框压滤等方式过滤后，滤渣堆存，滤液采用多效或真空蒸发、闪蒸结晶或离心分离等化工生产过程后成为硫酸锰产品外销，最后排放的烟气中的SO₂为100mg/m³。

实施例2。取含MnO 20%的水溶液100m³密闭循环吸收电解铝生产过程中产生的含SO₂ 380mg/Nm³、含CO₂ 10000mg/Nm³、含HF 5mg/Nm³的烟气，吸收至pH2～4后加入吸收SO₂后的溶液在空气或机械搅拌槽内经MnO的催化氧化作用生成硫酸锰溶液，近饱和的硫酸锰溶液经板框压滤等方式过滤后，滤渣堆存，滤液采用多效或真空蒸发、闪蒸结晶或离心分离等化工生产过程后成为硫酸锰产品外销，最后排放的烟气中的SO₂为114mg/m³。

实施例3。取含MnO 30%的水溶液200m³密闭循环吸收电解铝生产过程中产生的含SO₂ 550mg/Nm³、含CO₂ 12000mg/Nm³、含HF50mg/Nm³的烟气，吸收至pH1～12后加入吸收SO₂后的溶液在空气或机械搅拌槽内经MnO的催化氧化作用生成硫酸锰溶液，近饱和的硫酸锰溶液经板框压滤等方式过滤后，滤渣堆存，滤液采用多效或真空蒸发、闪蒸结晶或离心分离等化工生产过程后成为硫酸锰产品外销，最后排放的烟气中的SO₂为138mg/m³。