胡滔

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

贵溪冶炼厂硫酸尾气脱硫实践

胡滔

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424)

根据国家节能减排的规划要求，贵溪冶炼厂硫酸车间采用活性焦干法烟气脱硫装置对尾气进行处理，产生的副产品能有效利用和完全处置。本文主要介绍活性焦干法脱硫工艺特点，装置运行中存在的主要问题及改进措施。

活性焦;烟气制酸;尾气脱硫;改进实践

1 概述

江西铜业集团贵溪冶炼厂经过多次技术改造，硫酸产能由最初设计规模340Kt/a，到目前1700Kt/ a。为了实现工厂增产不增污的目标，继贵冶新30万t铜冶炼工程活性焦尾气脱硫装置投入使用后，2009年硫酸一系统再建了一套活性焦尾气脱硫装置，设计烟气处理量18万Nm3/h，2010年2月份建成投入运行。针对贵冶第一套脱硫装置运行过程中存在的一些问题，本次设计进行了完善改进，其中包括物料输送系统、再生系统温度控制等。整套装置工艺流程趋于合理，设备运行更加安全稳定。

2 活性焦脱硫原理

活性焦烟气脱硫是利用具有比表面积大的微孔活性焦对烟气中的SO2进行选择性吸附，吸附态的SO2在烟气和水蒸气存在的条件下被氧化为H2SO4并被存储在活性焦微孔内。吸附SO2后的活性焦被带入再生系统，在高温加热下，活性焦中吸附的H2SO4与活性焦发生反应，还原为SO2气体，活性焦微孔表面恢复吸附性能，循环使用。活性焦的加热再生反应相当于对活性焦进行再次活化。随着活性焦与H2SO4的化学反应，比表面积得到增加，活性焦的脱硫效果会有进一步提高［1］。

3 脱硫装置工艺流程及优点

3.1 脱硫工艺流程

整个装置主要由3塔2机1仓构成，三塔分别为增湿塔、脱硫塔、再生塔，两机为两台链斗提升机，一仓则为料仓。根据硫酸尾气具有水份含量少、杂质含量低的特点，烟气进入脱硫塔前经过增湿塔提高烟气中水含量，增加烟气湿度，确保活性焦充分的对SO2进行吸附(见反应方程式1)。

每个脱硫塔由2个吸附层、1个布气室、2个集气室组成。烟气由脱硫塔底部进入进气烟道进入脱硫塔，经过布气室横向流入吸附层，活性焦自上向下靠重力缓慢移动，烟气与活性焦错流接触，烟气中绝大部分粉尘及SO2被活性焦吸附，净化后的烟气通过集气室排入尾气烟囱。吸附SO2后的活性焦进入再生塔，在高温下发生反应(见反应方程式2)，生成SO2气体回收利用，活性焦进入下个吸附再生循环过程［2－3］。系统内活性焦物料循环由2台LD链斗机输送完成，脱硫装置流程如图1。再生塔由电加热器提供热能，为防止再生塔内换热器磨损漏气造成活性焦自燃，再生系统使用氮气作为换热介质。系统运行过程中活性焦损耗部分由料仓自动补充。

图1 脱硫装置流程图

3.2 优点

活性焦脱硫装置运行由DCS控制，自动化程度高，设计处理最高SO2浓度达1500mg/Nm3的含尘烟气，适用范围广泛，运行过程中不产生二次污染［4］，整套装置的工艺流程有以下优点:

(1)脱硫塔与再生塔为平行设计，降低了整套装置的高度，减少了工程造价，且有利于各塔间的压力控制。

(2)活性焦进入再生塔前进行筛分，减少了再生塔内再生气的含尘量，再生气风机叶轮结垢减少，再生气管道不易堵塞。

(3)脱硫装置活性焦损耗部分根据脱硫塔料位情况，由料仓自动补充进脱硫塔，系统需要检修，料仓可作为备用仓使用。一仓两用，减少了设备占地面积。

(4)换热氮气补充采用自动控制，换热风机入口压力与电加热器联锁，防止换热系统内压力过低，造成活性焦超温，为系统的平稳运行提供了安全保障。

(5)再生塔底部下料段采用气封装置，再生段气体抽除及时，提高了再生效率，再生塔下料段温度得到有效控制，设备运行安全可靠［5－6］。

3.3 工艺参数

表1 活性焦循环量表

表2 脱硫装置设计指标表

表3 硫酸尾气数据表

4 活性焦脱硫装置运行情况及存在问题

活性焦尾气脱硫装置运行5个月，总体情况良好。脱硫塔共两个，采用并联设计，气体分布合理，再生塔下料量使用用变频器装置调节，有效的平衡了各塔之间的料位状况。调试过程中脱硫效率逐步提高，经过多次改造，装置中存在的一些问题得到了较好的解决，为进一步提高装置的作业率及脱硫效率提供了保障。

装置在运行过程中暴露出一些问题，存在的主要问题如下:

(1)装置添加活性焦过程中，物料循环时下料器及下料管道堵塞频繁，对故障设备拆开检查未发现固体杂质。

(2)脱硫塔及再生塔下料过程中，部分活性焦掉入链斗机下部进入集灰坑，部分集灰坑堆积大量活性焦，脱硫塔经常同时出现低料位报警，需要及时补充活性焦，物料损耗较多。

(3)运行初期，再生系统内多个温度点达不到设计值，再生塔中部温度正常控制在350℃，再生气出口温度240℃，一段时间后，再生塔中部温度逐步下降到300℃左右，再生塔达不到解吸温度，活性焦基本上没有进行再生反应，再生气温度从200℃下降至150℃，再生管道内产生了大量的稀酸，部分管道连接处腐蚀，管道内产生了大量的硫酸盐，导淋管堵塞。再生塔下料段伴有滴水现象，再生塔底部结垢。运行初期再生塔温度数据变化见表4。

表4 再生塔温度数据

(4)料仓加料时，除铁器振动较大，排铁出口有大量活性焦及粉尘出现。

(5)再生塔下部活性焦循环量小，部分活性焦在卸料器间循环，造成卸料器故障不动作。

5 原因分析及改进措施

(1)装置活性焦添加正值雨季，部分活性焦含水量大，在物料循环过程中，产生的粉尘粘结在下料处。硫酸尾气含水量少，尾气内水含量处于不饱和状态，具有吸水性能。新添加的活性焦用尾气干燥后，再进行循环，保证了物料循环系统的正常运行。

(2)脱硫塔及再生塔下料口与链斗机有一段的高度差，物料下落过程中速度比较快，在进入链斗时，活性焦处于不规则状态，部分活性焦在与链斗的直接碰撞过程中，散落在斗子外部。链斗机与下料口之间角度为90度，物料下落速度快，活性焦未经过缓冲之间碰撞，通过减少链斗与活性焦下料口之间的角度，活性焦进链斗前增设缓冲区，在相同的物料循环量时，活性焦损耗大幅度减少。

(3)再生塔中部温度达到设计值后又出现下降，通过再开启一台备用电加热器后，温度出现略微上升，再生气温度未出现变化，再生气温度与再生塔中部温度关联紧密，但在再生塔中部温度300℃时，再生气温度应处于190℃左右。因此再生气温度低与再生塔中部温度低无直接关系，再生塔底部有滴水状况及再生气管道有大量稀酸产生，说明再生塔再生段有较多的水蒸汽产生，综合脱硫塔进口烟道温度变化，硫酸尾气进入脱硫塔增湿不均匀，造成部分活性焦含水量过大，在再生塔内产生绝热蒸发，再生塔中部热量转变为水蒸气潜热，因此再生塔中部温度出现下降，由于再生气管道内水蒸气处于饱和状态，再生气出口温度无法提高，再生塔底部为排料段，温度较低，水蒸气从300℃下降到130℃时，出现过饱和，部分蒸汽形成了液态水。对尾气增湿工艺进行调整后，各个温度点均达到设计值，再生塔下料段未出现滴水现象，再生塔底部未出现结垢，再生气出口管道腐蚀问题得到了解决。工艺调整后再生塔温度数据变化见表5。

表5 再生塔温度数据

(4)料仓除铁器上部下料板安装角度偏小，拆开检查，加料时活性焦部分活性焦直接进入到除铁器磁性段，更改下料板角度，解决了排铁口出料的问题。

(5)再生塔底部下料器下料量大，进链斗机的下料口出料量小，部分活性焦滞留在下料器与出料口之间。下料器在长时间与活性焦接触中，产生的粉尘不容易带走，在卸料器内表面结垢，造成下料器不动作。通过增加下料口尺寸，加大下料量，下料器故障率降为零。

6 结论

活性焦尾气脱硫装置运行半年，脱硫后尾气SO2浓度基本稳定维持在300mg/Nm3以下，达到了国家对工厂环保的要求。在今后的生产实践中我们将进一步探索提高脱硫效率的途径，以进一步降低尾气排放SO2浓度与总量，为节能减排工作做出应有贡献。

［1］郭东明.脱硫工程技术与设备［M］.化学工业出版社，2007.

［2］曾艳，张鹏，刘静.节水型可资源化活性焦烟气脱硫技术［J］.电力设备，2007，8(8):10－13.

［3］刘静，翟尚鹏，岑祖望，江宏卫.活性焦吸附法硫酸尾气脱硫装置的设计与运行［J］.硫酸工业，2010，(3):28－31.

［4］杨毅，岑祖望.可资源化活性焦烟气脱硫技术简介［J］.硫酸工业，2007，(1):46－49.

［5］翟尚鹏，刘静，杨三可，曾艳，肖友国.活性焦烟气净化技术及其在我国的应用前景［J］.化工环保，2006，26(3):204－208.

［6］杨辉华.活性焦脱硫技术在江铜新30万t冶炼工程的应用［J］.江西冶金，2007，27(5):16－18.

Practice of Desulphurization of Sulfuric Acid Tail Gas at Guixi Smelter

HU Tao

(JCC Guixi Smelter，Guixi，Jiangxi，China 335424)

According to the requirements of national energy reduction program，sulfuric acid plant of Guixi smelter uses active coke desulphurization to treat the tail gas，and then the by－product can be utilized effectively and treated completely.This article mainly introduces the characteristics of active coke desulphurization of tail gas，the main problems existed in the application and the improving measures.

active coke;acid made by offgas;desulphurization of tail gas;improving measures

X70.3

B

1009－3842(2011)04－0031－03

2011－01－12

胡滔(1981－)，男，汉族，江西鄱阳人，研究方向为冶炼烟气制酸及废酸废水处理，E－mail:hutao219@163.com