離子液循環(huán)吸收法有色冶煉煙氣脫硫新技術(shù)

林 磊，潘浩輝

（1.天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300000 ；2.天津市天重江天重工有限公司，天津 300000）

1 有色金屬冶煉煙氣對環(huán)境造成的主要影響

隨著我國有色金屬冶煉工業(yè)的不斷發(fā)展，有色金屬冶煉行業(yè)的規(guī)模有所擴大，有色金屬冶煉技術(shù)在不斷進步，使得有色金屬冶煉工業(yè)的經(jīng)濟效益不斷提高。由于有色金屬冶煉的過程中會不斷地產(chǎn)生二氧化硫煙氣，且這種煙氣的濃度較高，二氧化硫?qū)諝庖灿袊乐氐奈廴荆瑫黾佑晁乃岫龋踔翆?dǎo)致酸雨，不僅如此，二氧化硫會對人體的呼吸道產(chǎn)生不良刺激，常規(guī)的有色金屬冶煉過程當中，煙氣脫硫技術(shù)尚未成熟，仍然存在一定的局限性，會使有色金屬冶煉煙氣當中存在大量的二氧化硫，造成空氣污染。此外，在常規(guī)處理方法對有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的廢氣和廢渣進行處理之后，還會有一定造成環(huán)境污染的物質(zhì)，難以被處理干凈，雖然經(jīng)過了一些流程對有色金屬冶煉產(chǎn)生的廢氣和廢渣進行了處理，但是收到的效果并不盡如人意，不能夠滿足環(huán)保的需求。有色金屬冶煉工業(yè)在當今時代得到了迅速的發(fā)展，但環(huán)境污染的問題隨之而來，需要研究出一種全新的技術(shù)，有色金屬冶煉煙氣處理的新工藝，使有色金屬冶煉產(chǎn)生的煙氣得到凈化處理，滿足環(huán)境保護的根本需求，不斷減低企業(yè)的環(huán)境保護成本，從而使有色金屬冶煉企業(yè)得到健康發(fā)展[1]。

2 離子液循環(huán)吸收達脫硫技術(shù)的主要特點

離子液循環(huán)吸收法用于有色金屬冶煉煙氣的脫硫，不僅能將二氧化硫脫硫干凈，還能產(chǎn)生高濃度的二氧化硫，為制備其他化學(xué)物品提供了原料，在滿足環(huán)保要求的同時還能夠產(chǎn)生新的原材料，起到了一舉兩得的作用。離子液循環(huán)吸收法使用的吸收劑主要是機陽離子以及無機陰離子，含有少量活化劑、抗氧化劑以及緩蝕劑。離子液在接近室溫的情況下，主要是液體狀態(tài)。因此會產(chǎn)生以下特點：離子液在脫硫的過程中，不會產(chǎn)生污染空氣的其他氣體，滿足了環(huán)保的基本需求。能夠采用多種離子組合的方式對離子液的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)進行不同的調(diào)整，滿足處理不同濃度的二氧化硫的相應(yīng)要求。對離子液的熱穩(wěn)定性、溶解性以及對二氧化硫的選擇性能夠進行靈活調(diào)整，使離子液能夠適應(yīng)煙氣凈化的不同需求[2]。

3 離子液循環(huán)吸收法的主要設(shè)備以及工作原理

預(yù)洗滌系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、離子液再生系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和二氧化硫制酸系統(tǒng)等共同組成了離子液循環(huán)吸收法的處理系統(tǒng)。吸收系統(tǒng)的主要工作原理是離子液循環(huán)吸收脫硫工藝的二氧化硫吸收特性，是吸收塔運行液氣比大幅度降低的主要原因，填料塔具有較高的氣液接觸頻率，使得脫硫系統(tǒng)的脫硫效果比較高，不僅能夠滿足環(huán)境保護的需要，還能夠延長設(shè)備的使用壽命。為了控制吸收溫度，預(yù)防煙氣當中的粉塵導(dǎo)致填料塔堵塞，需要進行預(yù)除塵以及煙氣降溫流程，將溫度控制在45-55攝氏度之間，主要采用噴淋塔進行降溫，煙氣當中的粉塵可能對噴淋塔的工作參數(shù)產(chǎn)生一定的影響，對煙氣脫硫技術(shù)的使用不會造成影響。預(yù)洗滌的過程當中，由于煙氣當中含有一定的粉塵，會使得粉塵當中的有害物質(zhì)浸入水中，需要將污染的廢水送到專門的污水處理系統(tǒng)當中將廢水進行無害化處理，就能滿足環(huán)保需求。整個離子液再生系統(tǒng)是由富液泵、貧富液熱交換器、再生塔、冷凝器等組成的，離子液再生系統(tǒng)的完成是由二二氧化硫的吸收構(gòu)成，與二氧化碳的吸收流程具有相似之處，二氧化硫的解吸溫度應(yīng)該控制在110-115攝氏度之間，解吸溫度與解吸深度具有十分密切的關(guān)系，脫硫效率對解吸深度起到?jīng)Q定作用，貧富液熱交換器的主要作用是將溫度提高，進入再生塔，通過蒸發(fā)器進行二次蒸汽加熱，達到解吸的效果。蒸發(fā)器的主要來源是多余的低壓蒸汽，主要優(yōu)點是使系統(tǒng)的能耗降低，節(jié)約成本。解吸后的二氧化硫氣體會進入到冷凝器當中進行降溫處理，將二氧化硫的溫度控制在40攝氏度左右，經(jīng)過氣液分離流程以后進入制酸系統(tǒng)當中，二氧化硫氣體的濃度基本能夠達到99%左右。活性炭吸附槽、碳層過濾器以及機械過濾器構(gòu)成了整個凈化系統(tǒng)，主要的作用有：清除離子液循環(huán)過程當中產(chǎn)生的有機物以及熱穩(wěn)定性鹽類等物質(zhì)。高溫貧液與吸收塔的富液進行交換，貧液的溫度下降，進入冷卻器后溫度進一步降低返回二氧化硫吸收塔，5%-10%的貧液進去脫鹽裝置進行脫鹽處理，起到清除含熱穩(wěn)定性的作用，從而使系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定性鹽的含量保持相對穩(wěn)定，這個過程當中會有一定的廢液產(chǎn)生，會使離子液的含量有所減少，因此，每年需要補充一定量的離子液。在進行以上工作流程時，煙氣預(yù)洗滌系統(tǒng)以及制酸系統(tǒng)能夠根據(jù)煙氣處理的具體要求以及選取的副產(chǎn)品深加工的具體路線進行靈活調(diào)節(jié)。

4 離子液循環(huán)吸收法有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)的主要特點

與傳統(tǒng)的有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)相比較而言，具有以下優(yōu)點：首先，離子液循環(huán)吸收法有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)具有脫硫速度較快，脫硫效果較好的特點，可以根據(jù)脫硫的實際需要靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)，從而減少了脫硫的能耗。二是具有較為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，煙氣的脫硫基本能夠適用此項技術(shù)，運行的成本相對穩(wěn)定，在煙氣當中含硫量較低時，設(shè)備的能耗較低，而且具有較高的脫硫效率。在煙氣含硫量較高時，與傳統(tǒng)脫硫方法相比優(yōu)勢更加明顯，在煙氣當中二氧化硫含量較高時，能夠?qū)崿F(xiàn)徹底的脫硫，而且能耗較低，脫硫效果好，具有經(jīng)濟實用的特點。三是這種技術(shù)帶來的能源消耗較少，能夠?qū)崿F(xiàn)工場的廢熱有效利用，既能夠節(jié)約能源，又能夠降低成本，同時還能夠滿足環(huán)保的需求。有助于降低企業(yè)處于煙氣產(chǎn)生的經(jīng)濟負擔，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。四是系統(tǒng)的功能較多，工藝的流程比較簡便，容易實施，而且體現(xiàn)出了自動化，減少了人力資源成本，能夠保持三年無故障運行，說明系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性較為滿意，維修和檢測的成本較低。系統(tǒng)的調(diào)試工作量較少，產(chǎn)生的維護費用較低，使企業(yè)能夠減輕經(jīng)濟壓力[3]。

5 離子液循環(huán)吸收法在有色金屬冶煉煙氣脫硫工作當中的應(yīng)用價值以及發(fā)展前景

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護的問題逐漸得到國家的重視，在國家召開的重要會議當中，都把環(huán)保問題放在了十分重要的位置。習(xí)主席在國務(wù)院召開的重要會議中指出，為了綠水青山，我們寧可不要金山銀山。這句話顯示出了國家對環(huán)保問題的重視。對于有色金屬冶煉工業(yè)而言，制約行業(yè)發(fā)展的一個重要問題是環(huán)保，在有色金屬冶煉過程當中，會產(chǎn)生煙氣，含有二氧化硫，一旦排放到空氣當中，就會對空氣造成嚴重的污染，危害人類的健康，在二氧化硫排放濃度過高的情況下，有可能形成酸雨，酸雨對農(nóng)業(yè)造成嚴重的不良影響，還會對腐蝕建筑物，造成經(jīng)濟損失。因此，研究具有較高質(zhì)量的有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)是促進有色金屬冶煉行業(yè)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是滿足環(huán)境保護要求的重要基礎(chǔ)。目前，環(huán)境保護的問題得到了國家的高度重視，國家制定了企業(yè)污染物排放的相應(yīng)法律法規(guī)，對有害氣體的排放進行了嚴格要求，傳統(tǒng)的有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)具有經(jīng)濟成本較高，脫硫效果不理想的問題，適應(yīng)不了現(xiàn)在的環(huán)保需求。離子液循環(huán)吸收法在有色金屬冶煉煙氣脫硫新技術(shù)的開發(fā)能夠解決傳統(tǒng)的有色金屬冶煉煙氣脫硫技術(shù)當中存在的問題，能夠滿足有色金屬冶煉煙氣脫硫的基本要求。具有操作流程簡單，煙氣脫硫效率較高，自動化水平較高，省時省力，經(jīng)濟實惠等諸多優(yōu)點，既能夠起到環(huán)保的作用，又能夠降低有色金屬冶煉企業(yè)在煙氣脫硫方面的經(jīng)濟成本。另一個優(yōu)點是，離子液循環(huán)吸收法在能夠進行有色金屬冶煉煙氣脫硫的基礎(chǔ)上，還能夠做到工廠廢熱、廢氣的回收利用，避免二次污染，特別是能夠避免二氧化碳的排放，滿足了低碳環(huán)保的需求。由于能夠做到廢熱以及廢棄的回收利用，使得企業(yè)減少了由于廢熱廢氣處理而產(chǎn)生的成本，也能夠節(jié)約能源，減少能源的消耗，對于提高企業(yè)的競爭力，保證企業(yè)的健康發(fā)展具有十分重要的意義[4]。

6 結(jié)語

在我國有色金屬冶煉工業(yè)日益發(fā)達的今天，有色金屬冶煉煙氣的處理問題是企業(yè)的面臨的重要問題，在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，采用新型技術(shù)降低有色金屬冶煉產(chǎn)生的污染是十分重要的。離子液循環(huán)吸收法在有色金屬冶煉煙氣脫硫新技術(shù)的應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的脫硫，又能夠合理的利用企業(yè)的廢熱和廢氣，在滿足環(huán)保要求的基礎(chǔ)上，還能夠做到節(jié)能減排，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，離子液循環(huán)吸收法當中機械設(shè)備具有故障少，低維修成本，自動化程度高，使用壽命長的優(yōu)點，減少了由于機械設(shè)備維修產(chǎn)生的相關(guān)費用，節(jié)約人力物力財力，是一種值得提倡和推廣的新型有色金屬冶煉煙氣脫硫新技術(shù)，在環(huán)境保護方面，節(jié)能減排以及降低成本都具有較高的使用和推廣價值。在環(huán)保問題得到國家的高度重視的情況下，國家對于二氧化硫等污染物的排放會逐步提高要求，離子液循環(huán)吸收法具有脫硫效果好的優(yōu)點，能夠使有色金屬冶煉企業(yè)在環(huán)保形勢嚴峻的情況下達到環(huán)保的要求，提高企業(yè)的核心競爭力[5]。

[1]馬旻銳.金川有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣脫硫?qū)嵺`[J].硫酸工業(yè)，2017(05).

[2]陳鋒.有色冶煉工業(yè)低濃度SO2煙氣處理工藝綜述[J].云南冶金，2016(02).

[3]祁茂剛,禚響亮,布乃祥.離子液煙氣脫硫技術(shù)在銅冶煉中的應(yīng)用[J].有色金屬(冶煉部分)，2015(09).

[4]孫治忠,謝成,彭國華,曹偉.金川公司煙氣脫硫工藝淺析[J].硫酸工業(yè)，2015(02).

[5]金磊,吳韜.可再生吸收劑的煙氣脫硫技術(shù)[J].山東化工，2014(03).