离子液(攀钢论文).doc

1离子液循环吸收法脱除和回收离子液循环吸收法脱除和回收 钢厂烧结烟气中二氧化硫钢厂烧结烟气中二氧化硫肖九高肖九高 单单 位：位： 成都华西工业气体有限公司成都华西工业气体有限公司 地地 址：址： 成都市马家花园路成都市马家花园路 2 2 号通锦大厦号通锦大厦 10F10F电电 话：话： 1388095850813880958508传传 真：真： 028-87684683028-87684683 邮邮 编：编： 610031610031邮邮 箱：箱： XJG107@163.COMXJG107@163.COM二００九年四月二００九年四月2摘摘 要要 本文阐述了循环吸收法脱除和回收烟气中二氧化硫技术的原理和特点，并介绍了该技术 在某钢厂工业化应用的相关情况 关关键词键词 烟气脱硫 离子液 循环吸收法 2005 年，我国二氧化硫排放总量高达 2549 万吨，居世界第一，二氧化硫排放造成的经济损失约为5000 亿元，其经济损失约占 GDP 的 2.6%。

二氧化硫污染已成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素，控制二氧化硫污染势在必行烟气脱硫（FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制二氧化硫污染的主要技术手段石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术是我国的主流工艺技术，据统计，投运、在建和已经签订合同的火电厂烟气脱硫工艺技术中，石灰石-石膏湿法技术占 90％以上该技术存在如下两个缺点：（1）副产品石膏再利用的价值不大，不得不作抛弃处理，产生了新的脱硫石膏污染2）每处理一吨二氧化硫要排放 0.7 吨二氧化碳，治理了烟气中的二氧化硫污染，又新增了温室效应气体二氧化碳的排放我国是硫资源相对贫缺的国家，2005 年我国硫磺进口量从 2000 年的 273 万吨增至 2005 年的 831万吨，年均递增 24.9%；硫酸进口量从 2000 年的 37 万吨增至 2005 年的 196 万吨，年均递增 39.6%离子液循环吸收法在脱除烟气中二氧化硫的同时，副产高纯二氧化硫，回收了宝贵的硫资源，高纯二氧化硫可作为生产液体二氧化硫、硫酸、硫磺和其它化工产品的优良原料该技术实现了烟气脱硫装置的高效化、资源化，符合国家循环经济的发展目标1 1 离子液循环吸收法烟气脱硫技术离子液循环吸收法烟气脱硫技术 离子液体是由阴离子和阳离子组成的在室温或接近室温下呈液体状态的物质，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” 成都华西化工研究所在研究离子液体的基础上，通过实验室筛选以及一系列小型模拟试验、工业化中间试验的研究，解决了（1） 选择性吸收 SO2（2） 离子液的氧化降解（3） SO2 在离子液与氧反应生成 SO3（4） 装置材质的选择及工程放大等一系列难题，确定了吸收剂配方，对其吸收再生、抗氧化、SO2选择性吸收等性能进3行了测定，试验和工业应用结果表明：我们开发的离子液脱硫剂具有性能稳定、蒸汽压力低、选择吸收二氧化硫能力强、脱硫效率高等优点离子液循环吸收法脱除和回收烟气中二氧化硫技术” ，是一种新颖的离子液体技术与传统的“吸收――再生”气体净化工艺的完美相合本技术在脱除烟气中 SO2的同时副产高纯 SO2气体，副产的高纯 SO2气体是液体 SO2、硫酸、硫磺和其它硫化工产品的优良原料该技术具有自主知识产权，所有设备均可实现国产化2 2 工艺原理工艺原理本工艺采用的脱硫剂是以有机阳离子、无机阴离子为主，添加少量活化剂、抗氧化剂和SO3抑制剂组成的水溶液；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。

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 3 3 工艺流程工艺流程4SO2去后段烟气123471-水洗塔 2-吸收塔3-再生塔4-富液泵5-贫液泵6-再沸器7-洗涤水泵图1 脱除SO2工艺流程示意图108968-冷凝器9-气液分离器10-回流泵去烟道11-贫富液换热器 12-贫液冷却器11512工艺流程见图 1烟气经水洗冷却塔（1）除尘降温后送入吸收塔(2)，烟气中 SO2被溶剂吸收，脱硫后烟气送烟道放空吸收 SO2后的富液由塔底经泵(4)进入贫富液换热器(11)，回收热量后入再生塔(3)上部解吸出的 SO2连同水蒸气经冷凝器（8）冷却后，经气液分离器(9)除去水分，得到纯度 99.5%的 SO2气体，送下工段使用再生气中被冷凝分离出来的冷凝水由泵(10)送至再生塔顶部富液从再生塔上部进入，通过汽提解吸部分 SO2，然后进入再沸器（6） ，使其中的 SO2进一步解吸解吸 SO2后的贫液由再生塔底流出，经泵(5)、贫富液换热器(11)、贫液冷却器（12）换热后，进入吸收塔(2)上部，重新吸收 SO2吸收剂往返循环，构成连续吸收和解吸 SO2的工艺过程。

4 4 烧结烟气脱硫工业化应用结果烧结烟气脱硫工业化应用结果2008 年 1 月签定总包合同，2008 年 12 月 22 日脱硫装置投入运行4 4．．1 1 装置概况装置概况本脱硫装置用于处理某钢厂 6#烧结机尾气，烟气处理量在 550000Nm3/h建成后最大可减排 SO221200t/a，送至配套的硫酸系统，可最大增产硫酸 32000t/a（100%硫酸） 这样在减排 SO2，同时增加了硫酸产量，实现了经济效益与环境效益的统一本项目采用的是成都华西工业气体有限公司的“离子液”循环吸收脱硫技术利用“离子液”的化学吸附特性，低温吸收尾气中的 SO2，高温再将 SO2解吸出来，得到 99%以上纯度5的 SO2气体脱硫效率的设计值可达 97%，即处理后尾气中 SO2150mg/Nm3，远远超过《大气污染物综合排放标准》GB16297－1996 的要求4.24.2 设计参数设计参数烟气流量：550000 Nm3/h （湿基） ；烟气温度：130℃；烟气压力：常压SO2 含量：5000mg/Nm3年正常操作时间：8000 小时；4 4. .3 3技技术术保保证证指指标标项项目目技技术术指指标标脱硫后烟气中 SO2含量≤150mg/Nm3尘含量≤30mg/Nm34.4 脱硫效果脱硫效果4.4.1 监测报告攀枝花市环境监测站于 2009 年 4 月 9 日对本脱硫系统进行了一天监测，结果见表 1（附监测报告）：表 1 监测结果序序 号号1 12 23 34 45 56 6平均值平均值 进口进口 SO2SO2 m mg g/ /N Nm m3 333403340334333433850385038403840334133413845384535933593 出口出口 SO2SO2 m mg g/ /N Nm m3 343434747464645454444424244.544.5 测定当天烧结机生产负荷为 113%，平均脱硫效率 98.8%。

4.4.2 烟气 SO2 排放趋势图图 1-图 3 是 4 月 7 日 18：00 至 4 月 10 日 18：00 连续三天烟气 SO2 排放趋势图图 1是 4 月 7 日 18：00 至 4 月 8 日 18：00 的趋势图，图 2 是 4 月 8 日 18：00 至 4 月 9 日18：00 的趋势图，图 3 是 4 月 9 日 18：00 至 4 月 10 日 18：00 的趋势图经过 4 月 7 日 18：00 至 23：00 五个小时的工艺调整，脱硫后烟气中 SO2 浓度稳定在 15ppm 左右脱硫效果与环境监测结果相吻合6图 1图 27图 35.5.消耗指标消耗指标本装置消耗指标也全面优于保证值，实际运行效果电耗是保证值的 60%，蒸汽消耗是保证值的 68%本装置正处于消缺和工艺优化过程中，预计两个月后进行工程验收6 6 循环吸收法脱硫工艺的技术特点循环吸收法脱硫工艺的技术特点成都华西化工研究所开发的循环吸收法脱硫工艺具有如下技术特点：①离子液可循环使用，损耗低②在脱硫的同时副产 99%干基的 SO２，副产品可作为液体二氧化硫、硫酸、硫磺或其它硫化工产品的优良原料③系统运行可靠,自动化程度高，能长期稳定运行。

开停车方便，调试和维修费用低④占地面积小⑤脱硫效率高,脱硫效率可达 99.5% ,且脱硫效率可灵活调节⑥适应范围宽,在烟气中硫含量较高时，本技术的投资和操作成本更具优势⑦能耗低：再生塔对所用蒸汽要求低，可利用工厂的低品位废热⑧拥有完全的自主知识产权,所有设备均可实现国产化87 7 应用业绩应用业绩（1（ 内蒙某公司 200000t/a 硫酸尾气和四台 20t/h 锅炉烟气 (已稳定运行 9 个月)（2（ 某钢厂 550000NM3/h 烧结烟气.7 7 结论结论工业化成功应用结果表明，成都华西化工研究所开发的离子液循环吸收法烟气脱硫技术脱硫效率高，脱硫吸收剂能长期稳定运行，副产的 SO2浓度高,完全能够满足各类烟气脱硫装置的技术要求，该技术具有广阔的应用前景附：监测报告910。