离子液烟气脱硫技术在铜冶炼中的实践

刘丰(大冶有色设计研究院有限公司,湖北黄石435004)

离子液烟气脱硫技术在铜冶炼中的实践

刘丰(大冶有色设计研究院有限公司,湖北黄石435004)

铜在工业生产及人们日常生活中不可或缺。铜冶炼专业性强，技术要求较高。将离子液烟气脱硫技术应用到铜冶炼过程中，极具适用性。本文主要介绍该技术原理以及其具体应用，重点论述实践操作过程中存在的问题，提出针对性解决方法，促进铜冶炼工艺水平的提升。

离子液;烟气脱硫;铜冶炼

铜冶炼中，传统脱硫方式已经不具备适用性，使脱硫介质消耗严重，并产生很多副产物，不具备环保性。经实践考察及实验论证，选用离子液循环吸收法，实施环境集烟脱硫，其副产品为二氧化硫，纯度很高，可返回制酸系统。相较于以往脱硫方式，其效果明显，能源消耗低，极具环保性，而且能够实现经济效益。

1 工艺流程及特点

1.1 工艺流程

设计初级阶段，经现场情况考量，选用“三塔合一”设计方法，自下至上排列顺序为洗涤塔、吸收塔和回收塔。环集抽风机中的烟气最先进入底部洗涤塔中，而离子液的进入途径是吸收塔中部，二者逆流接触，无二氧化硫烟气在吸收塔上部，而回收塔对烟气中的溶液进行回收，达到排放要求后，到环集烟囱中，放空。

离子液吸收二氧化硫之后，变为富液，其通过重力进入富液槽，再用富液泵抽出，加压之后，到达贫/富液换热器中。此刻，贫液从再生塔底部出来，两者换热之后，贫液温度为95-100℃，再生塔上部有喷头，经该处喷淋入塔。再生塔内部，上升蒸汽会气提富液，经再生塔底蒸汽，沸器加热，将二氧化硫解析出来。从再生塔塔顶将解析出来的二氧化硫和水蒸气引出来。在二氧化硫冷却器中，冷却再生气（温度95-100℃，压力0.06MPa），使其温度下降至40℃，到分离器，经汽水混合物，二氧化硫气体被分离出来，然后将硫酸去除。用冷凝器，冷却分离出来的水，经冷凝水泵，使其返回再生塔顶部或洗涤塔，系统要时刻保持水平衡[1]。

将再沸器安装到再生塔底部，应用蒸汽间接加热塔底溶液，实现温度控制，以105-115℃为宜。再生塔底部引出的富液换热器，对其进行换热，用贫液泵使压力上升，分别对其进行冷却和过滤，进行降温，为45℃，送入吸收塔上部，对二氧化硫进行再次吸收。

为使溶液中热稳定性盐含量符合标准，采用正确的方法，快速将SO42-等阴离子从溶液中分离出来。该系统中贫液杂质阴离子排出主要通过脱盐装置实现。该装置界面内，离子液中的阴离子主要是通过活性树脂实现分离，而且能够对活性树脂进行重复利用，效果极佳。在水洗系统中对含阴离子废水进行处理，也可通过车间污水处理系统实现。

1.2 工艺原理

室温背景下，离子液呈液态，能够吸收和解吸二氧化硫气体，也不会产生有害气体，对大气产生二次污染。

2 运行情况

2.1 工艺指标

进出口烟气量、烟气温度、烟气二氧化硫浓度、粉尘、含水量。

2.2 设备运行及改进措施

设计初期，对“三塔合一”构造进行考量，墙体很高，设备总体重也比较大。因而，塔体为复合钢结构，不仅能够减少塔体总重量，设备运行也更加安全，实现成本节约，减少不必要的资金浪费问题。

依据初期工序生产情况，调整脱硫系统运行。输送设备选择过程中，可使用变频设备。该设备能够依据塔内液体液位，对电机运转进行灵活调整，以免将塔内液位抽空。其在同一液位处于高速运转状态，以免设备损坏，对系统影响较小。针对系统运行中的各类问题，提出改进方法：

（1）系统运行初期，因烟气外带问题，使离子液损失较为严重。系统停车检修过程中，可对回收塔内填料高度进行增加，延长烟气和填料接触时间，使烟气液体回流。无流量影响状况下，在烟气出口弯头处加设斜板，数量为三道，方向与烟气保持一致。该设置方式，使烟气中的液体能够顺着斜板，流入回收罐内，其在弯头下部，继而到吸收塔内对其循环利用。应用正确的方式，对设备进行优化和改进，使离子液损失量减少，系统运行成本降低，减少不必要的资金浪费问题。

（2）离子液处于长期运行状态，使液体中阴离子增加。假使处于低温界面，会出现结晶，损害运行设备，导致系统无法进行常规运行。经实验论证和研究，改造脱盐装置，增大树脂柱，并使液体循环量增加，达到良好的阴离子去除效果。选用含量较高的离子液，降温处理之后，将结晶除去。应用该种方式，能够使离子液结晶消除，但会浪费离子液。技术方面仍有很大改进空间[2]。

（3）系统处于长期运行状态，贫富液换热器内部会生成大量铜粉，经长期富集之后，形成铜饼，对换热器产生阻塞，使液体流量降低，对系统运行产生干扰。经研究和实验论证，铜粉富集受离子液温度和pH指标影响。依据具体要求，控制离子液温度，使其保持稳定，以免波动过大，或波动时间过长。与此同时，对离子液pH进行控制，确保其处于合理范围内，以免温度过低。增加离子液净化能力，将离子液中的铜粉含量去除，确保铜冶炼过程中，离子液烟气脱硫技术具备较强的适用性，以达到良好的冶炼效果，实现技术革新。

3 结语

综上所述，在铜冶炼中，应用离子液烟气脱硫技术，能够避免环境污染，烟气排放量符合国家要求，不会出现严重的超标情况。相较于传统脱硫技术，该技术极为先进，不仅能够对实验过程中的溶液进行循环利用，而且能耗低，运行过程中不会产生副产物，更不会污染环境，极具社会、经济、环保效益。铜冶炼过程中，要依据实际行业背景及要求，采用专业知识，对该技术加以改进和应用，提高该行业市场竞争力，以供应优质铜产品。