郭 晴，熊義期，郭智生

（1.中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330031；2.云錫文山鋅銦冶煉有限公司，云南文山 663700）

Cansolv有機胺脫硫是一種先進的煙氣脫硫技術(shù)，脫硫效率高，基本無廢水廢渣排放，在有色冶煉、電力和石化行業(yè)有諸多成功應用業(yè)績[1]。有機胺脫硫工藝利用Cansolv有機胺吸收煙氣中的SO2，再利用低壓蒸汽對富胺液進行解吸。解吸氣φ(SO2)約98%，非常適合生產(chǎn)SO2產(chǎn)品。

云錫文山鋅銦冶煉有限公司（以下簡稱文山鋅銦公司）冶煉系統(tǒng)配套的制酸尾氣脫硫裝置由中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司（以下簡稱中國瑞林）負責設(shè)計。該制酸脫硫系統(tǒng)采用一轉(zhuǎn)一吸制酸工藝配套Cansolv有機胺脫硫工藝。脫硫產(chǎn)出的解吸氣生產(chǎn)SO2，送冶煉系統(tǒng)還原浸出使用，很好解決了冶煉系統(tǒng)的原料問題。該裝置于2018年8月建成投產(chǎn)，至今運行穩(wěn)定。

1 脫硫系統(tǒng)工藝方案

文山鋅銦公司冶煉系統(tǒng)包含鋅焙燒系統(tǒng)和冶煉渣處理系統(tǒng)，其中鋅焙燒系統(tǒng)煙氣量為81 184 m3/h，煙氣中φ(SO2)為7.7%；冶煉渣處理系統(tǒng)煙氣量為 86 740 m3/h，煙氣中φ（SO2）為 9.0%。冶煉系統(tǒng)還原浸出工序需要SO2量約25 kt/a。根據(jù)冶煉系統(tǒng)需求及操作流程，脫硫系統(tǒng)工藝方案作了以下考慮：

一轉(zhuǎn)一吸制酸裝置SO2轉(zhuǎn)化率約96%，如煙氣全部去制酸裝置生產(chǎn)硫酸，再脫除制酸尾氣中SO2制備液體SO2，無法滿足SO2產(chǎn)量要求。為此，經(jīng)核算，正常生產(chǎn)時從風機出口引出約6%的煙氣，與制酸尾氣混合后送Cansolv有機胺脫硫系統(tǒng)。混合煙氣中φ(SO2)約1%，是Cansolv有機胺脫硫工藝合適的使用范圍。

冶煉系統(tǒng)還原浸出工序需要氣體SO2，壓力為0.7 MPa。正常生產(chǎn)時，脫硫解吸氣經(jīng)壓縮機送入冶煉系統(tǒng)。當冶煉系統(tǒng)還原浸出工序停車時，為維持制酸裝置生產(chǎn)，需對SO2進行存儲。工業(yè)生產(chǎn)中，將SO2液化存儲最為合適。Cansolv有機胺脫硫的解吸氣φ（SO2）約93%（濕基），SO2液化時壓力較低。該項目設(shè)置了液體SO2制備和存儲裝置，將解吸氣經(jīng)壓縮—液化—冷卻制備液體SO2，并儲存至罐內(nèi)。這樣液體SO2可對外銷售，也可利用廠區(qū)廢熱水加熱蒸發(fā)后送冶煉系統(tǒng)還原浸出工序。

冶煉系統(tǒng)提供蒸汽量有限，富胺液解吸選用雙效解吸工藝，以節(jié)省蒸汽。

2 工藝流程及特點

Cansolv有機胺脫硫聯(lián)產(chǎn)液體SO2裝置分為尾氣脫硫工序和液體SO2工序，其工藝流程見圖1。

圖1 Cansolv有機胺脫硫聯(lián)產(chǎn)液體SO2裝置工藝流程

2.1 尾氣脫硫工序

尾氣脫硫工序主要由吸收單元、解吸單元和胺液過濾凈化單元組成。

吸收單元主要設(shè)備包含增濕塔和SO2吸收塔。增濕塔采用稀酸洗滌，頂部設(shè)置電除霧器。φ（SO2）約0.9%的煙氣進入增濕塔降溫除酸霧，再送SO2吸收塔，在SO2吸收塔內(nèi)完成脫硫后排放。貧胺液自SO2吸收塔上部進入，與煙氣在填料層完成傳質(zhì)吸收過程，吸收了SO2的富胺液排出SO2吸收塔。

解吸單元采用雙效解吸工序，包含高壓和低壓解吸塔系統(tǒng)。富胺液經(jīng)換熱后溫度由39 ℃升至約100 ℃進入解吸塔，在解吸塔內(nèi)加熱完成SO2解吸。其中，高壓解吸塔再沸器利用低壓蒸汽加熱富胺液，低壓解吸塔再沸器利用高壓解吸塔塔頂出來的解吸氣加熱富胺液。解吸出的SO2飽和氣體進入冷凝器，溫度降至約45 ℃，氣水分離后送往液體SO2制備系統(tǒng)。2臺解吸塔解吸后的高溫貧胺液與吸收塔來的富胺液進行換熱降溫后，再經(jīng)循環(huán)冷卻水進一步冷卻。冷卻后的貧胺液送至貧胺罐，經(jīng)泵送至SO2吸收塔。

胺液過濾凈化單元主要對胺液中固體物及所含熱穩(wěn)定性鹽進行過濾和清除，以保證胺液固含量及總鹽量的穩(wěn)定。

2.2 液體SO2工序

來自脫硫工序的解吸氣經(jīng)洗滌塔洗滌后由下部進入SO2干燥塔，經(jīng)濃硫酸干燥后送至壓縮機入口的緩沖罐。干燥后氣體中ρ(H2O)小于0.1 g/m3。濃硫酸由制酸系統(tǒng)管道引入，干燥后的硫酸返回制酸系統(tǒng)。緩沖罐來的SO2氣體進入無油壓縮機，升壓至0.6～0.8 MPa。此時SO2氣體溫度會升至約130 ℃。正常生產(chǎn)時，壓縮后的SO2氣體直接送冶煉系統(tǒng)還原浸出工序；當冶煉系統(tǒng)還原浸出工序停車時，壓縮后的SO2氣體送至冷卻器，利用循環(huán)水將壓縮后的SO2氣體冷卻至約40 ℃，液化成液體SO2，送至液體SO2儲罐進行儲存。液體SO2可以送入加熱器，利用廢熱水加熱氣化后送還原浸出工序，也可直接外售。

2.3 工藝特點

1）有較高的脫硫效率，脫硫效率超過98%。經(jīng)解吸后SO2純度高，以飽和狀態(tài)送至液體SO2制備裝置。

2）允許氣量波動范圍大。2套冶煉系統(tǒng)單套低負荷運行，也能確保尾氣達標排放。

3）將電除霧器設(shè)置在增濕塔頂部，煙囪設(shè)置在SO2吸收塔頂部。這些措施都有效節(jié)省了占地面積。

4）采用了雙效解吸工藝，相比單效解吸，可減少蒸汽消耗約25%。

5）液體SO2制備工序利用脫硫工序產(chǎn)出的高濃度SO2作為原料，降低了生產(chǎn)成本。

3 主要設(shè)備

尾氣脫硫裝置主要設(shè)備見表1，液體SO2裝置主要設(shè)備見表2。

表1 尾氣脫硫裝置主要設(shè)備

表2 液體SO2裝置主要設(shè)備

4 運行情況

文山鋅銦公司有機胺脫硫聯(lián)產(chǎn)液體SO2裝置于2018年8月建成投產(chǎn)。運行至今，該裝置實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行，脫除制酸尾氣中SO2，生產(chǎn)冶煉系統(tǒng)還原浸出工序所需的SO2。根據(jù)生產(chǎn)實際情況，對裝置進行了如下改進：

1）變更低壓解吸塔運行參數(shù)，停用接力風機。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，適當提高低壓解吸塔運行壓力，無需接力風機也可將解吸氣送至液體SO2制備工序?？刂频蛪航馕毫υ?0～40 kPa內(nèi)，既可保證解吸效果，也可將解吸氣直接輸送至液體SO2制備工序。停用接力風機，降低裝置運行費用。

2）根據(jù)生產(chǎn)要求，調(diào)整SO2供給方案。由于冶煉系統(tǒng)使用SO2氣體，因此實際生產(chǎn)中未制備液體SO2，脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出的SO2氣體經(jīng)壓縮后直接供應冶煉系統(tǒng)。裝置操作靈活，可根據(jù)濕法冶煉系統(tǒng)對SO2的需求量及時調(diào)整脫硫系統(tǒng)吸收和解吸量，確保按需穩(wěn)定供應。

在生產(chǎn)過程中不斷優(yōu)化完善，脫硫裝置運行平穩(wěn)，主要技術(shù)經(jīng)濟指標達到或優(yōu)于設(shè)計值，具體見表3。

表3 脫硫裝置主要技術(shù)經(jīng)濟指標

2019年5月30日檢測人員對該裝置煙囪排口進行檢測，結(jié)果見表4。該裝置煙囪排放氣體各項指標達到了GB 25466—2010《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》。

表4 煙囪排放氣體指標

5 結(jié)語

作為文山鋅銦公司冶煉系統(tǒng)配套的環(huán)保裝置，有機胺脫硫聯(lián)產(chǎn)液體SO2裝置采用Cansolv有機胺脫硫技術(shù)對制酸尾氣進行脫硫，產(chǎn)出的高濃度SO2解吸氣送入冶煉系統(tǒng)還原浸出工序，也可制備液體SO2。該工藝技術(shù)先進，方案合理，不僅保證了煙氣達標排放，也為濕法冶煉系統(tǒng)生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)原料。