離子液循環(huán)吸收法煙氣脫硫裝置應(yīng)用管理

1、離子液循環(huán)吸收法煙氣脫硫裝置應(yīng)用管理【摘要】鋼廠燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)處于發(fā)展階段，為數(shù)不多的燒結(jié)煙氣脫硫裝置，通常直接移 植電廠煙氣脫硫技術(shù)，采用效果不夠理想。煙氣脫硫（FGD）是目前世界上控制二氧化硫污 染的主要技術(shù)手段。根據(jù)工程特點(diǎn)350000Nm3/h煙氣脫硫裝置，通過使用本裝置投產(chǎn)后，可 降低粉塵排放量364t/a；排放酸性廢水16000t/a，中和后排放。從建設(shè)投資角度分析，設(shè)備 購置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、建筑工程費(fèi)、后期維護(hù)費(fèi)用投入等等，為了提供穩(wěn)定、廉價(jià)的硫酸原 料，兼顧環(huán)保效益，有利于保護(hù)環(huán)境、造福人類，提高公司的社會(huì)形象，具有良好的社會(huì)效 益?！娟P(guān)鍵詞】離子液；煙氣脫硫；原理；投資管理

2、1、工程案例地處浙江省杭州市，是我國大型鋼鐵企業(yè)之一。為提高杭州鋼鐵公司的環(huán)保水平，實(shí)現(xiàn)煙氣 SO2濃度達(dá)標(biāo)排放，擬對(duì)新建球團(tuán)機(jī)頭增設(shè)脫硫設(shè)施。根據(jù)杭鋼球團(tuán)煙氣的組成特點(diǎn)，決定 采用離子液循環(huán)吸收法煙氣脫硫技術(shù)，建設(shè)一套350000Nm3/h煙氣脫硫裝置，以滿足杭鋼 燒結(jié)煙氣排放的質(zhì)量要求。本生產(chǎn)工藝技術(shù)與國內(nèi)同類技術(shù)相比，具有脫硫效率高、副產(chǎn)品 價(jià)值高、市場(chǎng)前景好等特點(diǎn)，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作條件溫和，環(huán)境友好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定， 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。本裝置為環(huán)保工程，裝置投產(chǎn)后，可減少粉塵排放量364t/a；排放酸 性廢水16000t/a。我國是硫資源相對(duì)依存度偏高的國家，2015年上半年為例

3、，我國硫磺進(jìn)口 量從過去增至2015年的524.13萬噸，出口量0.11萬噸；硫酸進(jìn)口量從2014年的1000萬噸 與2013年持平，進(jìn)口均價(jià)波動(dòng)幅度不大。2、離子液循環(huán)吸收法煙氣脫硫原理及工藝2.1脫硫原理由于現(xiàn)有脫除二氧化硫技術(shù)的局限性，一些專家考慮用離子液體作為脫除和回收二氧化硫的 吸收劑。與典型的有機(jī)溶劑不一樣，在離子液體里沒有電中性的分子，100%是陰離子和陽離子，在室 溫或接近室溫下呈液體狀態(tài)，離子液體的主要特點(diǎn)：（1）離子液體一般沒有蒸汽壓，所以 在使用過程中不產(chǎn)生對(duì)大氣造成污染的有害氣體；（2）可以通過采用不同的陰、陽離子組 合來調(diào)節(jié)離子液體的物理和化學(xué)性質(zhì)；即離子液體具有優(yōu)良

4、的可設(shè)計(jì)性可以通過分子設(shè)計(jì)獲 得特殊功能的離子液體。因此，離子液體被稱為“綠色可設(shè)計(jì)溶劑”。離子液體在氣體凈化、 萃取分離和催化反應(yīng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但由于離子液體存在粘度大、成本高等缺 點(diǎn)，在煙氣脫硫方面至今未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。本工藝采用的吸收劑是以有機(jī)陽離子、無機(jī)陰離子為主，添加少量活化劑、抗氧化劑和緩蝕 劑組成的水溶液；該吸收劑對(duì)SO2氣體具有良好的吸收和解吸能力；其脫硫機(jī)理如下：SO2 +H2OJ9H+HSO3- （1）R+H+J9RH+（2）總反應(yīng)式：SO2+H2O+RJ9 RH+HSO3- （3）上式中R代表吸收劑，（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)

5、 （3）從右向左進(jìn)行。離子液循環(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，從而達(dá)到脫除和回收煙氣中SO2的目的。2.2工藝流程離子液循環(huán)吸收脫硫工藝流程見圖1，從主抽風(fēng)機(jī)出來的球團(tuán)燒結(jié)氣，進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)增 壓風(fēng)機(jī)升壓后，進(jìn)入水洗塔動(dòng)力波裝置，將煙氣中的粉塵和部分SO3等雜質(zhì)洗滌下來，煙氣 溫度被降低，進(jìn)入水洗塔清洗部分，經(jīng)進(jìn)一步降溫后，進(jìn)入吸收塔下部，在吸收塔內(nèi)與從吸 收塔上部進(jìn)入的脫硫貧液逆流接觸，氣體中的SO2與脫硫溶劑反應(yīng)被吸收。未被吸收的凈化 氣從吸收塔頂引出，經(jīng)煙道送入煙筒放空。從水洗塔出來的熱水大部分經(jīng)熱水泵增壓后，返 回動(dòng)力波裝置重新洗滌煙

6、氣，少部分經(jīng)循環(huán)水冷卻后，送水洗塔上部，重新冷卻煙氣。部分洗滌水排放到沉降槽，經(jīng)中和、沉降后，去除污泥。吸收SO2后的溶液稱為富液，從吸 收塔底經(jīng)富液泵加壓后進(jìn)入過濾器，以除去溶液中存在的固體顆粒物，過濾后的富液進(jìn)入貧 富液換熱器，與熱貧液換熱后進(jìn)入再生塔再生。富液在再生塔里經(jīng)過填料層后進(jìn)入再沸器， 繼續(xù)加熱再生成為貧液。從再生塔底出來的貧液經(jīng)貧富液換熱器初步降溫后，經(jīng)貧液泵加壓， 再經(jīng)貧液冷卻器降溫，進(jìn)入吸附槽，經(jīng)吸附處理后送吸收塔上部，重新吸收SO2。從再生塔 內(nèi)解析出的SO2隨同蒸汽由再生塔塔頂引出，進(jìn)入冷凝器，冷卻至40C，然后去再生氣分離 器。分離出水分后的SO2氣體送去液化。3、脫

7、硫投資管理根據(jù)石油化工項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制規(guī)定與國石化規(guī)發(fā)（1999）195號(hào)化工建設(shè)項(xiàng)目 可行性研究投資估算編制辦法等規(guī)定，從建設(shè)投資角度分析，設(shè)備購置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、 建筑工程費(fèi)、后期維護(hù)費(fèi)用，項(xiàng)目建設(shè)期為12個(gè)月，建設(shè)期內(nèi)投資全部費(fèi)用；流動(dòng)資金在 建設(shè)期按建設(shè)進(jìn)度逐月投入。3.1生產(chǎn)成本費(fèi)用依據(jù)國家計(jì)委和建設(shè)部共同編制的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)（第二版）及中國石油化 工總公司編制的項(xiàng)目可行性研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)與數(shù)據(jù)（2001）有關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行估算， 成本計(jì)算采用制造成本法。其原輔材料及外購燃料動(dòng)力價(jià)格均以廠方提供的資料和近期市場(chǎng) 平均價(jià)格為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)生產(chǎn)期初的市場(chǎng)價(jià)格，本裝置副產(chǎn)品全

8、部對(duì)外銷售。由于降低SO2排 放量，可以節(jié)約環(huán)保排污費(fèi)。年總收益費(fèi)用估算見表2年均總收益費(fèi)用為1971.9700萬元。3.2財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)依據(jù)國家計(jì)委和建設(shè)部共同編制的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)（第二版）及中國石油化 工總公司編制的項(xiàng)目可行性研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)與數(shù)據(jù)（2001）有關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行評(píng)價(jià)。 本裝置為環(huán)保工程，享受國家免稅等優(yōu)惠政策。為了滿足國家環(huán)保要求，改善廠區(qū)居民生存 環(huán)境，同時(shí)給杭鋼公司煤化工廠提供穩(wěn)定、廉價(jià)的硫酸原料，兼顧環(huán)保效益。4、結(jié)論通過以上技術(shù)分析，可得到以下研究結(jié)論：1）采用離子液循環(huán)吸收法煙氣脫硫技術(shù)，工藝技術(shù)先進(jìn)，能同時(shí)脫除多種有害物質(zhì)，不 造成二次污染，符合國家環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)。2）建設(shè)本裝置，從煙道氣中回收副產(chǎn)品具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，降低SO2,廢氣的排放量， 有利于保護(hù)環(huán)境、造福人類，提高公司的社會(huì)形象，具有良好的社會(huì)效益。3）從建設(shè)投資角度分析，設(shè)備購置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、建筑工程費(fèi)、后期維護(hù)費(fèi)用等