程 彤

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)貴冶）銅冶煉采用閃速爐、轉(zhuǎn)爐、陽(yáng)極爐的工藝，目前2 套環(huán)集煙氣脫硫裝置均采用了離子液脫硫技術(shù)。貴冶的環(huán)集煙氣具有以下特點(diǎn)：（1）煙氣量大，2 套環(huán)集脫硫裝置處理量均為70 萬(wàn)Nm3/h；（2）煙氣中的SO2濃度不穩(wěn)定；（3）煙氣中含有一定量的酸霧。

2 貴冶環(huán)集煙氣脫硫裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 離子液脫硫的工藝原理［1］

離子液脫硫工藝采用的是以有機(jī)陽(yáng)離子、無(wú)機(jī)陰離子為主，添加少量活化劑、抗氧化劑和SO3抑制劑組成的離子液水溶液，其脫硫機(jī)理如下：

上式中R 代表離子液脫硫劑，（3）式是可逆反應(yīng)，低溫下反應(yīng)（3）從左向右進(jìn)行，高溫下反應(yīng)（3）從右向左進(jìn)行。循環(huán)吸收法正是利用此原理，在低溫下吸收二氧化硫，高溫下將吸收劑中二氧化硫再生出來(lái)，從而達(dá)到脫除和回收煙氣中SO2的目的［2］。

2.2 工藝特點(diǎn)

（1）貴冶環(huán)集煙氣脫硫裝置包含四個(gè)工序［3］：煙氣預(yù)處理、SO2吸收、離子液再生、離子液凈化。煙氣預(yù)處理過(guò)程可以有效降低煙氣的溫度和塵含量，離子液凈化工序包含陰離子交換裝置和冷凍結(jié)晶裝置，可以有效去除離子液中SO、Na+等雜質(zhì)離子，保證離子液的脫硫效率。

（2）煙氣預(yù)處理過(guò)程中采用槽盤(pán)式液體分布器和花環(huán)式填料的組合，在保證降溫除塵效果的同時(shí)，極大地降低了噴淋液與煙氣的氣液比，有助于節(jié)能減排。

（3）采用負(fù)壓再生離子液技術(shù)，可降低再生溫度，提高再生效率、減少設(shè)備腐蝕及熱量損耗，保證離子液再生效果的同時(shí)，有效控制了蒸汽的消耗。

（4）貴冶的環(huán)集煙氣脫硫裝置采用DCS 控制程序，均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)無(wú)人值守操作，脫硫裝置可根據(jù)煙氣的實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行參數(shù)自動(dòng)調(diào)整。

圖1 貴冶離子液脫硫工藝流程示意圖

2.3 主要工藝設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn)

脫硫裝置是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心設(shè)備［4］，煙氣預(yù)洗滌塔、脫硫塔采用填料塔，主要由塔體、氣體分布管、PP 填料、槽盤(pán)式液體分布器、除沫裝置組成。煙氣預(yù)洗滌塔、脫硫塔采用鋼襯玻璃鋼的組合塔，玻璃鋼防腐材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性，玻璃鋼防腐材料與碳鋼的結(jié)合不僅解決了腐蝕問(wèn)題，還解決了大塔器的強(qiáng)度問(wèn)題，為后續(xù)的安裝也提供了有利條件。根據(jù)相應(yīng)的工藝要求，煙氣預(yù)洗滌塔的填料采用PP 花環(huán)填料，脫硫塔則采用PP 規(guī)整填料；煙氣預(yù)洗滌塔的除沫裝置為PP 折流板高效除沫器，脫硫塔則采用了PP 絲網(wǎng)除沫器［5］。

表1 主要工藝設(shè)備明細(xì)表

3 生產(chǎn)實(shí)踐

貴冶目前具有兩套銅冶煉系統(tǒng)，第一套環(huán)集煙氣脫硫裝置于2017 年7 月建成投產(chǎn)，連續(xù)運(yùn)行至今均能滿足國(guó)家環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)集煙氣全時(shí)達(dá)標(biāo)，尾排SO2小時(shí)平均值低于100mg/Nm3，遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。第二套環(huán)集煙氣脫硫裝置于2019年5 月建成投產(chǎn)。本文重點(diǎn)介紹第一套環(huán)集煙氣脫硫裝置，其主要工藝運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表2，入口煙氣與出口煙氣比較見(jiàn)圖2。

表2 主要工藝運(yùn)行參數(shù)表

圖2 貴冶離子液脫硫裝置入口煙氣SO2 濃度與出口煙氣SO2 的比較

表2 的相關(guān)數(shù)據(jù)均來(lái)源于2019 年5 月份，出口SO2濃度為第三方數(shù)據(jù)，從表中可計(jì)算出，該套裝置脫除SO2的效率達(dá)到了95%以上。目前該套裝置使用的蒸汽為0.6～0.8MPa 的低壓蒸汽，含水量偏高，導(dǎo)致蒸汽的耗量稍微偏高。該脫硫裝置設(shè)計(jì)處理煙氣能力為700000Nm3/h，環(huán)保風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)，可根據(jù)環(huán)集作業(yè)需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，有利于工廠的節(jié)能減排。

該套離子液脫硫裝置運(yùn)行平穩(wěn)，可適應(yīng)煙氣SO2濃度的變化，貴冶一系統(tǒng)含有1 臺(tái)閃速爐、6臺(tái)轉(zhuǎn)爐、4 臺(tái)陽(yáng)極爐，為了處理轉(zhuǎn)爐投放料、陽(yáng)極爐氧化期等高濃度SO2煙氣，貴冶采用了“消峰”處理的方式，利用脫硫裝置前端的SO2濃度信號(hào)提前增加離子液循環(huán)量，波峰消除后適量提高蒸汽量。

從表2、圖2 中可以看出：（1）該套裝置脫除SO2的效率達(dá)到了95%以上；（2）脫硫效率高的同時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定，環(huán)集煙氣可以連續(xù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)較低SO2排放；（3）貴冶環(huán)集煙氣中的SO2濃度存在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)，該套裝置可適應(yīng)這一濃度波動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前貴冶的兩套環(huán)集煙氣離子液脫硫裝置運(yùn)行平穩(wěn)，可長(zhǎng)周期實(shí)現(xiàn)環(huán)集煙氣較低SO2排放（SO2濃度小時(shí)平均值小于100mg/Nm3），同時(shí)再生出來(lái)的SO2返回制酸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硫資源的回收利用，在節(jié)能減排的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為企業(yè)創(chuàng)造了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益［6］。