離子液煙氣脫硫技術在銅冶煉中的實踐

劉豐(大冶有色設計研究院有限公司,湖北黃石435004)

離子液煙氣脫硫技術在銅冶煉中的實踐

劉豐(大冶有色設計研究院有限公司,湖北黃石435004)

銅在工業(yè)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉薄ｃ~冶煉專業(yè)性強，技術要求較高。將離子液煙氣脫硫技術應用到銅冶煉過程中，極具適用性。本文主要介紹該技術原理以及其具體應用，重點論述實踐操作過程中存在的問題，提出針對性解決方法，促進銅冶煉工藝水平的提升。

離子液;煙氣脫硫;銅冶煉

銅冶煉中，傳統(tǒng)脫硫方式已經(jīng)不具備適用性，使脫硫介質(zhì)消耗嚴重，并產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，不具備環(huán)保性。經(jīng)實踐考察及實驗論證，選用離子液循環(huán)吸收法，實施環(huán)境集煙脫硫，其副產(chǎn)品為二氧化硫，純度很高，可返回制酸系統(tǒng)。相較于以往脫硫方式，其效果明顯，能源消耗低，極具環(huán)保性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟效益。

1 工藝流程及特點

1.1 工藝流程

設計初級階段，經(jīng)現(xiàn)場情況考量，選用“三塔合一”設計方法，自下至上排列順序為洗滌塔、吸收塔和回收塔。環(huán)集抽風機中的煙氣最先進入底部洗滌塔中，而離子液的進入途徑是吸收塔中部，二者逆流接觸，無二氧化硫煙氣在吸收塔上部，而回收塔對煙氣中的溶液進行回收，達到排放要求后，到環(huán)集煙囪中，放空。

離子液吸收二氧化硫之后，變?yōu)楦灰?，其通過重力進入富液槽，再用富液泵抽出，加壓之后，到達貧/富液換熱器中。此刻，貧液從再生塔底部出來，兩者換熱之后，貧液溫度為95-100℃，再生塔上部有噴頭，經(jīng)該處噴淋入塔。再生塔內(nèi)部，上升蒸汽會氣提富液，經(jīng)再生塔底蒸汽，沸器加熱，將二氧化硫解析出來。從再生塔塔頂將解析出來的二氧化硫和水蒸氣引出來。在二氧化硫冷卻器中，冷卻再生氣（溫度95-100℃，壓力0.06MPa），使其溫度下降至40℃，到分離器，經(jīng)汽水混合物，二氧化硫氣體被分離出來，然后將硫酸去除。用冷凝器，冷卻分離出來的水，經(jīng)冷凝水泵，使其返回再生塔頂部或洗滌塔，系統(tǒng)要時刻保持水平衡[1]。

將再沸器安裝到再生塔底部，應用蒸汽間接加熱塔底溶液，實現(xiàn)溫度控制，以105-115℃為宜。再生塔底部引出的富液換熱器，對其進行換熱，用貧液泵使壓力上升，分別對其進行冷卻和過濾，進行降溫，為45℃，送入吸收塔上部，對二氧化硫進行再次吸收。

為使溶液中熱穩(wěn)定性鹽含量符合標準，采用正確的方法，快速將SO42-等陰離子從溶液中分離出來。該系統(tǒng)中貧液雜質(zhì)陰離子排出主要通過脫鹽裝置實現(xiàn)。該裝置界面內(nèi)，離子液中的陰離子主要是通過活性樹脂實現(xiàn)分離，而且能夠?qū)钚詷渲M行重復利用，效果極佳。在水洗系統(tǒng)中對含陰離子廢水進行處理，也可通過車間污水處理系統(tǒng)實現(xiàn)。

1.2 工藝原理

室溫背景下，離子液呈液態(tài)，能夠吸收和解吸二氧化硫氣體，也不會產(chǎn)生有害氣體，對大氣產(chǎn)生二次污染。

2 運行情況

2.1 工藝指標

進出口煙氣量、煙氣溫度、煙氣二氧化硫濃度、粉塵、含水量。

2.2 設備運行及改進措施

設計初期，對“三塔合一”構(gòu)造進行考量，墻體很高，設備總體重也比較大。因而，塔體為復合鋼結(jié)構(gòu)，不僅能夠減少塔體總重量，設備運行也更加安全，實現(xiàn)成本節(jié)約，減少不必要的資金浪費問題。

依據(jù)初期工序生產(chǎn)情況，調(diào)整脫硫系統(tǒng)運行。輸送設備選擇過程中，可使用變頻設備。該設備能夠依據(jù)塔內(nèi)液體液位，對電機運轉(zhuǎn)進行靈活調(diào)整，以免將塔內(nèi)液位抽空。其在同一液位處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以免設備損壞，對系統(tǒng)影響較小。針對系統(tǒng)運行中的各類問題，提出改進方法：

（1）系統(tǒng)運行初期，因煙氣外帶問題，使離子液損失較為嚴重。系統(tǒng)停車檢修過程中，可對回收塔內(nèi)填料高度進行增加，延長煙氣和填料接觸時間，使煙氣液體回流。無流量影響狀況下，在煙氣出口彎頭處加設斜板，數(shù)量為三道，方向與煙氣保持一致。該設置方式，使煙氣中的液體能夠順著斜板，流入回收罐內(nèi)，其在彎頭下部，繼而到吸收塔內(nèi)對其循環(huán)利用。應用正確的方式，對設備進行優(yōu)化和改進，使離子液損失量減少，系統(tǒng)運行成本降低，減少不必要的資金浪費問題。

（2）離子液處于長期運行狀態(tài)，使液體中陰離子增加。假使處于低溫界面，會出現(xiàn)結(jié)晶，損害運行設備，導致系統(tǒng)無法進行常規(guī)運行。經(jīng)實驗論證和研究，改造脫鹽裝置，增大樹脂柱，并使液體循環(huán)量增加，達到良好的陰離子去除效果。選用含量較高的離子液，降溫處理之后，將結(jié)晶除去。應用該種方式，能夠使離子液結(jié)晶消除，但會浪費離子液。技術方面仍有很大改進空間[2]。

（3）系統(tǒng)處于長期運行狀態(tài)，貧富液換熱器內(nèi)部會生成大量銅粉，經(jīng)長期富集之后，形成銅餅，對換熱器產(chǎn)生阻塞，使液體流量降低，對系統(tǒng)運行產(chǎn)生干擾。經(jīng)研究和實驗論證，銅粉富集受離子液溫度和pH指標影響。依據(jù)具體要求，控制離子液溫度，使其保持穩(wěn)定，以免波動過大，或波動時間過長。與此同時，對離子液pH進行控制，確保其處于合理范圍內(nèi)，以免溫度過低。增加離子液凈化能力，將離子液中的銅粉含量去除，確保銅冶煉過程中，離子液煙氣脫硫技術具備較強的適用性，以達到良好的冶煉效果，實現(xiàn)技術革新。

3 結(jié)語

綜上所述，在銅冶煉中，應用離子液煙氣脫硫技術，能夠避免環(huán)境污染，煙氣排放量符合國家要求，不會出現(xiàn)嚴重的超標情況。相較于傳統(tǒng)脫硫技術，該技術極為先進，不僅能夠?qū)嶒炦^程中的溶液進行循環(huán)利用，而且能耗低，運行過程中不會產(chǎn)生副產(chǎn)物，更不會污染環(huán)境，極具社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益。銅冶煉過程中，要依據(jù)實際行業(yè)背景及要求，采用專業(yè)知識，對該技術加以改進和應用，提高該行業(yè)市場競爭力，以供應優(yōu)質(zhì)銅產(chǎn)品。