杭州钢铁集团公司 浙江 杭州 310022
【摘 要】钢厂烧结烟气脱硫技术处于发展阶段，为数不多的烧结烟气脱硫装置，通常直接移植电厂烟气脱硫技术，采用效果不够理想。烟气脱硫（FGD）是目前世界上控制二氧化硫污染的主要技术手段。根据工程特点350000Nm3/h烟气脱硫装置，通过使用本装置投产后，可降低粉尘排放量364t/a；排放酸性废水16000t/a，中和后排放。从建设投资角度分析，设备购置费、安装工程费、建筑工程费、后期维护费用投入等等，为了提供稳定、廉价的硫酸原料，兼顾环保效益，有利于保护环境、造福人类，提高公司的社会形象，具有良好的社会效益。
【关键词】离子液；烟气脱硫；原理；投资管理
1、工程案例
地处浙江省杭州市，是我国大型钢铁企业之一。为提高杭州钢铁公司的环保水平，实现烟气SO2浓度达标排放，拟对新建球团机头增设脱硫设施。根据杭钢球团烟气的组成特点，决定采用“离子液循环吸收法烟气脱硫技术”，建设一套350000Nm3/h烟气脱硫装置，以满足杭钢烧结烟气排放的质量要求。本生产工艺技术与国内同类技术相比，具有脱硫效率高、副产品价值高、市场前景好等特点，生产运行稳定可靠，操作条件温和，环境友好，产品质量稳定，经济和社会效益显著。本装置为环保工程，装置投产后，可减少粉尘排放量364t/a；排放酸性废水16000t/a。我国是硫资源相对依存度偏高的国家，2015年上半年为例，我国硫磺进口量从过去增至2015年的524.13万吨，出口量0.11万吨；硫酸进口量从2014年的1000万吨与2013年持平，进口均价波动幅度不大。
2、离子液循环吸收法烟气脱硫原理及工艺
2.1 脱硫原理
由于现有脱除二氧化硫技术的局限性，一些专家考虑用离子液体作为脱除和回收二氧化硫的吸收剂。
与典型的有机溶剂不一样，在离子液体里没有电中性的分子，100%是阴离子和阳离子，在室温或接近室温下呈液体状态，离子液体的主要特点：（1）离子液体一般没有蒸汽压，所以在使用过程中不产生对大气造成污染的有害气体；（2）可以通过采用不同的阴、阳离子组合来调节离子液体的物理和化学性质；即离子液体具有优良的可设计性,可以通过分子设计获得特殊功能的离子液体。因此，离子液体被称为“绿色可设计溶剂”。离子液体在气体净化、萃取分离和催化反应等领域有着广泛的应用前景。但由于离子液体存在粘度大、成本高等缺点，在烟气脱硫方面至今未能实现工业应用。
本工艺采用的吸收剂是以有机阳离子、无机阴离子为主，添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液；该吸收剂对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力；其脱硫机理如下：
SO2 +H2O←→H++HSO3- (1)
R+H+←→RH+ (2)
总反应式：
SO2+H2O+R←→ RH++HSO3- (3)
上式中R代表吸收剂，（3）式是可逆反应，低温下反应（3）从左向右进行，高温下反应（3）从右向左进行。离子液循环吸收法正是利用此原理，在低温下吸收二氧化硫，高温下将吸收剂中二氧化硫再生出来，从而达到脱除和回收烟气中SO2的目的。
2.2 工艺流程
离子液循环吸收脱硫工艺流程见图1，从主抽风机出来的球团烧结气，进入增压风机，经增压风机升压后，进入水洗塔动力波装置，将烟气中的粉尘和部分SO3等杂质洗涤下来，烟气温度被降低，进入水洗塔清洗部分，经进一步降温后，进入吸收塔下部，在吸收塔内与从吸收塔上部进入的脱硫贫液逆流接触，气体中的SO2与脱硫溶剂反应被吸收。未被吸收的净化气从吸收塔顶引出，经烟道送入烟筒放空。从水洗塔出来的热水大部分经热水泵增压后，返回动力波装置重新洗涤烟气，少部分经循环水冷却后，送水洗塔上部，重新冷却烟气。
部分洗涤水排放到沉降槽，经中和、沉降后，去除污泥。吸收SO2后的溶液称为富液，从吸收塔底经富液泵加压后进入过滤器，以除去溶液中存在的固体颗粒物，过滤后的富液进入贫富液换热器，与热贫液换热后进入再生塔再生。富液在再生塔里经过填料层后进入再沸器，继续加热再生成为贫液。从再生塔底出来的贫液经贫富液换热器初步降温后，经贫液泵加压，再经贫液冷却器降温，进入吸附槽，经吸附处理后送吸收塔上部，重新吸收SO2。从再生塔内解析出的SO2随同蒸汽由再生塔塔顶引出，进入冷凝器，冷却至40℃，然后去再生气分离器。分离出水分后的SO2气体送去液化。
3、脱硫投资管理
根据《石油化工项目可行性研究报告编制规定》与国石化规发(1999)195号《化工建设项目可行性研究投资估算编制办法》等规定，从建设投资角度分析，设备购置费、安装工程费、建筑工程费、后期维护费用，项目建设期为12个月，建设期内投资全部费用；流动资金在建设期按建设进度逐月投入。
3.1生产成本费用
依据国家计委和建设部共同编制的《建设项目经济评价方法与参数》(第二版) 及中国石油化工总公司编制的《项目可行性研究技术经济参数与数据》(2001)有关规定和要求进行估算，成本计算采用制造成本法。其原辅材料及外购燃料动力价格均以厂方提供的资料和近期市场平均价格为基础，预测生产期初的市场价格，本装置副产品全部对外销售。由于降低SO2排放量，可以节约环保排污费。年总收益费用估算见表2年均总收益费用为1971.9700万元。
3.2财务评价
依据国家计委和建设部共同编制的《建设项目经济评价方法与参数》(第二版)及中国石油化工总公司编制的《项目可行性研究技术经济参数与数据》（2001）有关规定和要求进行评价。本装置为环保工程，享受国家免税等优惠政策。为了满足国家环保要求，改善厂区居民生存环境，同时给杭钢公司煤化工厂提供稳定、廉价的硫酸原料，兼顾环保效益。
4、结论
通过以上技术分析，可得到以下研究结论：
1）采用“离子液循环吸收法烟气脱硫技术”，工艺技术先进，能同时脱除多种有害物质，不造成二次污染，符合国家环保发展趋势。
2）建设本装置，从烟道气中回收副产品具有较高的经济价值，降低SO2，废气的排放量，有利于保护环境、造福人类，提高公司的社会形象，具有良好的社会效益。
3）从建设投资角度分析，设备购置费、安装工程费、建筑工程费、后期维护费用等等，满足国家环保要求，提供稳定、廉价的硫酸原料，兼顾环保效益。
参考文献
[1]王睿,裴家炜.离子液循环吸收烟气脱硫技术及其应用前景[J].烧结球团,2009,34(2):5-10.
[2]汪家铭.离子液烟气脱硫技术的开发与应用[J].精细化工原料及中间体,2012(11):23-25.
论文作者:钱兰
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/11
标签：烟气论文; 离子论文; 工程费论文; 装置论文; 液体论文; 技术论文; 吸收塔论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;