【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煙氣處理、鐵精礦、硫酸生產，尤其涉及一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法及其系統。
技術介紹
1、褐鐵礦作為一種富含鐵元素的礦石，其開采與冶煉過程中，由于礦石本身的高硫特性，使得生產過程中不可避免地會產生大量的三氧化硫煙氣，這些煙氣若未經妥善處理直接排放至大氣中，將引發酸雨、空氣質量惡化等一系列嚴重的環境問題，對人類健康、生態平衡及經濟發展構成巨大威；
2、然而，傳統的煙氣處理方法大都存在資源浪費的問題，一方面，部分處理過程中使用的化學品或材料可能無法完全回收再利用，導致資源消耗增加；另一方面，處理產生的副產物或廢棄物若未能得到妥善處置，也可能對環境造成二次污染。
3、上述兩個行業存在的運行成本高、重復投資且投資大、占用土地、二次污染、環境影響等難題。
4、通過一定的創新設計，使幾工藝相結合，實現褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸。
技術實現思路
1、本專利技術提出的一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法及其系統，解決了現有的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，包括如下步驟：
3、a.原料褐鐵礦溶液和煙氣進入脫硫塔(1)，在脫硫塔內(1)，二氧化硫與褐鐵礦中的氧化鐵反應生成亞硫酸鐵，亞硫酸鐵進一步氧化反應生成硫酸鐵；
4、b.硫酸鐵溶液通過脫硫液循環泵(2)進入硅渣過濾機(3)進行過濾，過濾得到的濾餅為硅渣，過濾得到的濾液
5、c.硫酸鐵溶液進入濃縮結晶器(4)，在濃縮結晶器內硫酸鐵溶液經過濃縮結晶得到硫酸鐵固液混合液；
6、d.硫酸鐵固液混合液進入離心機(5)分離，分離得到的固體是硫酸鐵晶體，分離得到的液體是母液返回濃縮結晶器；
7、e.硫酸鐵晶體進入回轉窯(6)，煤粉通過燃燒器燃燒為回轉窯提供熱量，冷空氣在冷卻器與回轉窯排出鐵精礦換熱回收熱量后進入燃燒器助燃，在回轉窯內硫酸鐵受熱分解產生三氧化二鐵(鐵精礦)和三氧化硫煙氣；
8、f.三氧化硫煙氣進入硫酸吸收塔(7)，硫酸通過硫酸吸收循環泵(8)進入硫酸吸收塔(7)，在硫酸吸收塔(7)內硫酸吸收三氧化硫氣體生成硫酸，產品硫酸經過硫酸吸收循環泵(8)輸送出系統。
9、所述步驟a原料褐鐵礦的fe?20～40％?sio2?40～50％,褐鐵礦溶液濃度20～40％，原料可以是褐鐵礦、硫酸燒渣、中低品位鐵礦、鋼渣等含鐵的物料。鍋爐煙氣溫度130℃～150℃，液氣比1:1000；所述步驟e回轉窯操作條件：分解溫度900～950℃，反應時間1小時，分解反應氣氛為氧化氣氛，出窯氣體氧含量≥2～4％。所述硫酸吸收塔控制工藝條件：溫度60℃～80℃，液氣比1:500。
10、其脫硫機理:利用氧化鐵與煙氣中的二氧化硫發生化學反應生成亞硫酸鐵，亞硫酸鐵進一步氧化得到硫酸鐵，主要反應是：
11、fe2o3+3so2→fe2(so3)3
12、fe2(so3)3+1.5o2→fe2(so4)3
13、其高溫分解機理:硫酸鐵進入回轉窯進行高溫煅燒，控制溫度900～950℃，時間60分鐘，空氣過量5％。涉及的反應是：
14、fe2(so4)3→fe2o3+3so3
15、其硫酸吸收機理:利用硫酸吸收三氧化硫生產硫酸，并通過熱交換控制吸收溫度和濃度，生產合格的硫酸產品。涉及的主要反應是：
16、so3+h2o→h2so4
17、所述脫硫塔、脫硫液循環泵、硅渣過濾機、回轉窯、硫酸吸收塔和硫酸吸收循環泵通過管路依次連接，硅渣過濾機(3)，用于過濾脫硫料漿，得到硅渣濾餅和硫酸鐵濾液；濃縮結晶器(4)，用于硫酸鐵溶液的濃縮和硫酸鐵結晶；離心機(5)，用于分離硫酸鐵晶體和硫酸鐵母液；回轉窯(6)，用于硫酸鐵氧化分解產生鐵精礦和三氧化硫煙氣；硫酸吸收塔(7)，用于硫酸吸收煙氣中的三氧化硫生產硫酸；硫酸吸收循環泵(8)，用于硫酸增壓輸送，所述硫酸吸收塔一側連接有處理箱，所述處理箱內部連接有過濾板，用于對三氧化硫氣體進行與處理降塵，所述硫酸吸收塔內部設置有雙層噴淋結構，且所述硫酸吸收塔下端一側連接有循環噴淋結構。
18、優選的，所述硫酸吸收塔下端連接有長板，且所述長板下端四角連接有彈簧，所述彈簧內部設置有阻尼器，且所述彈簧下端連接有立筒。
19、優選的，所述處理箱下方連接有立板，且所述處理箱內部下端連接有回收盒，所述處理箱一側上端連接有第一傳管，且所述第一傳管另一側連接有第二傳管，所述第二傳管一端連接至硫酸吸收塔。
20、優選的，所述硫酸吸收塔內部下端設置有溶液放置區，所述硫酸吸收塔外側靠溶液放置區一端連接有兩個第三傳管，兩個所述第三傳管一端均連接有水泵，且所述水泵一端連接有第四傳管。
21、優選的，所述第四傳管一端通過法蘭環均連接有第五傳管，且所述第五傳管另一側等間距連接有多個水管，所述水管下端連接有多個噴嘴。
22、優選的，所述噴嘴下方間隔設置有緩沖板，且所述緩沖板上開設有多個通孔。
23、優選的,所述硫酸吸收塔內部上端連接有除霧板，且所述硫酸吸收塔上端中部連接有排氣管。
24、優選的,所述硅渣過濾機和回轉窯之間設置有濃縮結晶器和離心機，離心機分離的母液通過管路返回輸送至濃縮結晶器中。
25、優選的，所述濃縮結晶器包括圓桶，所述圓桶內部連接有轉桿，且所述轉桿外部上下分別設置有兩個攪拌桿，所述轉桿上端連接有電機。
26、優選的，所述圓桶外壁連接有導熱環板，且所述導熱環板內等間距連接有多個加熱器，所述圓桶外部設置有防護罩，所述圓桶下端連接有電動閥門。
27、一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸系統，由上述方法使用的結構連接形成。
28、本專利技術的有益效果為：本專利技術實現褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸，適用于煙氣脫硫，利用褐鐵礦的氧化鐵代替傳統的石灰石煙氣脫硫，降低了煙氣脫硫成本，提高了脫硫效率，同時實現了煙氣中的二氧化硫生產硫酸，褐鐵礦中的氧化鐵得以富集生產鐵精礦，無脫硫石膏不產生二次污染，具有良好的經濟效益和環保效益，且無需開采石灰石用于煙氣脫硫，降低了對環境的影響，把煙氣脫硫和鐵礦選礦結合起來，解決這兩個行業存在的運行成本高、重復投資且投資大、占用土地、二次污染、環境影響等難題。
29、該系統實現通過三氧化硫氣體排入硫酸吸收塔中，啟動水泵將處理溶液傳至水管并通過噴嘴對煙氣進行噴淋，配合下方緩沖板對煙氣進行緩沖，使煙氣與硫酸溶液充分接觸，使煙氣中的so2與噴淋的硫酸溶液發生化學反應生成硫酸，實現了資源的綜合利用，通過上端的除霧板，防止硫酸霧滴隨煙氣排出，以提高排放氣體的清潔度。
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1.一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下：通過原料褐鐵礦溶液和煙氣進入脫硫塔(1)反應生成亞硫酸鐵，亞硫酸鐵進一步氧化反應生成硫酸鐵；硫酸鐵溶液通過脫硫液循環泵(2)進入硅渣過濾機(3)進行過濾，過濾得到的濾餅為硅渣，過濾得到的濾液為硫酸鐵溶液；硫酸鐵溶液進入濃縮結晶器(4)，在濃縮結晶器內硫酸鐵溶液經過濃縮結晶得到硫酸鐵固液混合液；硫酸鐵固液混合液進入離心機(5)分離，分離得到的固體是硫酸鐵晶體，分離得到的液體是母液返回濃縮結晶器；硫酸鐵晶體進入回轉窯(6)，煤粉通過燃燒器燃燒為回轉窯提供熱量，冷空氣在冷卻器與回轉窯排出鐵精礦換熱回收熱量后進入燃燒器助燃，在回轉窯內硫酸鐵受熱分解產生三氧化二鐵(鐵精礦)和三氧化硫煙氣；三氧化硫煙氣進入硫酸吸收塔(7)，硫酸通過硫酸吸收循環泵(8)進入硫酸吸收塔(7)，在硫酸吸收塔(7)內硫酸吸收三氧化硫氣體生成硫酸，產品硫酸經過硫酸吸收循環泵(8)輸送出系統。
2.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述脫硫塔(1)、脫硫液循環泵(2)、硅渣過濾機(3)、濃縮結
3.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述原料褐鐵礦的含Fe?20～40％SiO2?40～50％,褐鐵礦溶液濃度20～40％，脫硫塔(1)中煙氣溫度130℃～150℃，液氣比1:1000。
4.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于：所述回轉窯操作條件：分解溫度900～950℃，反應時間1小時，分解反應氣氛為氧化氣氛，出窯氣體氧含量≥2～4％。
5.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于：所述硫酸吸收塔控制工藝條件：溫度60℃～80℃，液氣比1:500。
6.根據權利要求2所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述脫硫液循環泵(2)，用于對脫硫液輸送；硅渣過濾機(3)，用于過濾脫硫料漿，得到硅渣濾餅和硫酸鐵濾液；濃縮結晶器(4)，用于硫酸鐵溶液的濃縮和硫酸鐵結晶；離心機(5)，用于分離硫酸鐵晶體和硫酸鐵母液；回轉窯(6)，用于硫酸鐵氧化分解產生鐵精礦和三氧化硫煙氣；硫酸吸收塔(7)，用于硫酸吸收煙氣中的三氧化硫生產硫酸；硫酸吸收循環泵(8)，用于硫酸增壓輸送。
7.根據權利要求6所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述濃縮結晶器(4)包括圓桶(401)，所述圓桶(401)內部連接有轉桿(402)，且所述轉桿(402)外部上下分別設置有兩個攪拌桿(403)，所述轉桿(402)上端連接有電機(404)，所述圓桶(401)外壁連接有導熱環板(405)，且所述導熱環板(405)內等間距連接有多個加熱器(406)，所述圓桶(401)外部設置有防護罩(407)，所述圓桶(401)下端連接有電動閥門(408)。
8.根據權利要求7所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述硫酸吸收塔(7)一側連接有處理箱(701)，所述處理箱(701)內部連接有過濾板(702)，用于對三氧化硫氣體進行與處理降塵，所述硫酸吸收塔(7)內部設置有雙層噴淋結構，且所述硫酸吸收塔(7)下端一側連接有循環噴淋結構，所述硫酸吸收塔(7)下端連接有長板(9)，且所述長板(9)下端四角連接有彈簧(901)，所述彈簧(901)內部設置有阻尼器(902)，且所述彈簧(901)下端連接有立筒(903)，所述處理箱(701)下方連接有立板(703)，且所述處理箱(701)內部下端連接有回收盒(704)，所述處理箱(701)一側上端連接有第一傳管(705)，且所述第一傳管(705)另一側連接有第二傳管(706)，所述第二傳管(706)一端連接至硫酸吸收塔(7)。
9.根據權利要求8所述的一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述硫酸吸收塔(7)內部下端設置有溶液放置區(707)，所述硫酸吸收塔(7)外側靠溶液放置區(707)一端連接有兩個第三傳管(708)，兩個所述第三傳管(708)一端均連接有水泵(709)，且所述水泵(709)一端連接有第四傳管(710)，所述第四傳管(710)一端通過法蘭環均連接有第五傳管(711)，且所述第五傳管(711)另一側等間距連接有多個水管(712)，所述水管(712)下端連接有多個噴嘴(713)，所述噴嘴(713)下方間隔設置有緩沖板(714)，且所述緩沖板(714)上開設有多個通孔，所述硫酸吸收塔(7)內部上端連接有除...
【技術特征摘要】
1.一種褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下：通過原料褐鐵礦溶液和煙氣進入脫硫塔(1)反應生成亞硫酸鐵，亞硫酸鐵進一步氧化反應生成硫酸鐵；硫酸鐵溶液通過脫硫液循環泵(2)進入硅渣過濾機(3)進行過濾，過濾得到的濾餅為硅渣，過濾得到的濾液為硫酸鐵溶液；硫酸鐵溶液進入濃縮結晶器(4)，在濃縮結晶器內硫酸鐵溶液經過濃縮結晶得到硫酸鐵固液混合液；硫酸鐵固液混合液進入離心機(5)分離，分離得到的固體是硫酸鐵晶體，分離得到的液體是母液返回濃縮結晶器；硫酸鐵晶體進入回轉窯(6)，煤粉通過燃燒器燃燒為回轉窯提供熱量，冷空氣在冷卻器與回轉窯排出鐵精礦換熱回收熱量后進入燃燒器助燃，在回轉窯內硫酸鐵受熱分解產生三氧化二鐵(鐵精礦)和三氧化硫煙氣；三氧化硫煙氣進入硫酸吸收塔(7)，硫酸通過硫酸吸收循環泵(8)進入硫酸吸收塔(7)，在硫酸吸收塔(7)內硫酸吸收三氧化硫氣體生成硫酸，產品硫酸經過硫酸吸收循環泵(8)輸送出系統。
2.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述脫硫塔(1)、脫硫液循環泵(2)、硅渣過濾機(3)、濃縮結晶器(4)、離心機(5)、回轉窯(6)、硫酸吸收塔(7)和硫酸吸收循環泵(8)依次連接。
3.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述原料褐鐵礦的含fe?20～40％sio2?40～50％,褐鐵礦溶液濃度20～40％，脫硫塔(1)中煙氣溫度130℃～150℃，液氣比1:1000。
4.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于：所述回轉窯操作條件：分解溫度900～950℃，反應時間1小時，分解反應氣氛為氧化氣氛，出窯氣體氧含量≥2～4％。
5.根據權利要求1所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于：所述硫酸吸收塔控制工藝條件：溫度60℃～80℃，液氣比1:500。
6.根據權利要求2所述的褐鐵礦煙氣脫硫生產鐵精礦聯產硫酸的方法，其特征在于，所述脫硫液循環泵(2)，用于對脫硫液輸送；硅渣過濾機(3)，用于過濾脫硫料漿，得到硅渣濾餅和硫酸鐵濾液；濃縮結晶器(4)，用于硫酸鐵溶液的濃縮和硫酸鐵結晶；離心機(5)，用于分離硫酸鐵晶體和硫酸鐵母液；回轉窯(6)，用于硫酸鐵氧化分解產生鐵精礦和三氧化硫煙氣；硫酸吸收塔(7)，用于硫酸吸收煙氣中的三氧化硫生產硫酸；硫酸吸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅建國，羅婉蓉，朱波，溫榮興，胡家喜，李全軍，
申請(專利權)人：金昌佰隆新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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