新型催化法烟气脱硫技术
一、技术简介
新型催化法技术是一种新型的低温催化法烟气脱硫技术，其技术的核心是脱硫催化剂，脱硫催化剂是四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心的自主知识产权，与传统催化剂相比区别在于它突破了低温催化的技术难点，具备高效的脱硫能力。脱硫催化剂使用寿命较长，不需持续添加，每年维护即可。
二、技术实例
新型催化法烟气脱硫技术自工程化推广以来，已经建成多套工业化装置，并在业界有了一定的知名度和影响力，目前已经建成的装置有三套，正在建设或者设计的有四套，已经得到了社会的广泛认可。
编号
项目名称
项目规模
建成时间
备注
1
湖北大冶有色98万吨硫酸尾气治理项目
34万nm³/h
硫酸尾气
2011.8
运行中
2
湖北春祥化工硫酸尾气治理项目
1.7万nm³/h
硫酸尾气
2012.4
运行中
3
济源金利冶炼有限公司还原炉、烟化炉烟气尘治理项目
11万nm³/h
冶炼烟气
2012.7
运行中
4
中化涪陵120万吨硫酸装置尾气脱硫技改工程
35万nm³/h
硫酸尾气
约2013.7
建设中
5
云浮金泰化工有限公司21万吨硫酸装置尾气治理项目
6.5万nm³/h
硫酸尾气
约2013.7
建设中
6
陕西汉中锌业综合回收8万吨硫酸装置尾气治理项目
2.5万nm³/h
硫酸尾气
约2013.9
设计中
7
湖北京襄化工30万吨硫酸尾气治理项目
9.8万nm³/h硫酸尾气
约2013.9
设计中
附表1 新型催化法技术业绩一览表
从各个项目目前的运行情况来看，该技术可以有效解决污染问题并达到国家新的排放标准，同时在经济性方面体现出长足的优势，是一种成熟可靠的新兴技术。现以湖北大冶有色98万吨硫酸尾气治理项目为例，对技术进行分析。
2.1 技术成本
四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心对新型催化法烟气脱硫技术具有自主的知识产权，现已发展为一套成熟完善的工艺体系，相关专利成果有[zl97107745.2]，[zl200520034638.3]，[200710049204.4]，[200510021388.4]等。我公司与四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心合作，致力于新技术的推广和实施，在项目建设实施过程中，仅收取项目总投资4%~6%左右的技术使用费，无其他相关费用产生。
2.2 技术指标
我方同大冶有色签订的技术协议上明确指出，在来气条件so2浓度波动不长时间超过设计值（1500mg/m³）30%以上的情况下，需保证出口so2浓度不超过150mg/m³，自2011年9月装置投运以来，经长时间运行装置很好的达到了设计要求，so2出口浓度一般都保持在100mg/m³以下（见图1），完全符合国家400mg/m³的排放标准。包括粉尘、酸雾等指标也完全符合新的国家排放标准。
图1 新型催化法技术脱硫曲线图
2.3 经济指标
2.3.1 一次性投资
相比传统碱法或者石灰石石膏法来说，新型催化法技术的初期建设投资相对较高，但相比同类资源回收型的几个新兴技术如活性焦法、离子液法来说，投资相对较低，处于中间水平，大冶项目的总投资额约为3000万元，其投资额主要跟so2浓度高低和烟气量的大小有直接联系，大致的对应关系如下表所示：
气量 
浓度
30000
70000
100000
150000
200000
300000
1000
140
120
110
95
90
80
2000
150
130
120
100
95
85
3000
165
150
130
110
100
95
5000
190
180
150
120
110
105
备注：气量单位为：nm³/h；浓度单位为：mg/nm³，指平均浓度；投资单价单位为：元/nm³，如若处理气量为30000nm³/h,浓度为2000，则总投资约为30000×150=450万元。
2.3.2 运行成本
新型催化法技术的核心优势在于运行成本低，是目前所有脱硫技术中成本最低的，由于其脱硫采用的是催化法，脱硫过程中不消耗脱硫剂，催化剂使用寿命长，因此可节省很大一部分费用，其主要运行成本为电耗和催化剂折旧摊销，而电耗相对于其他技术来说，也低得多，其他技术如碱法、氨法、离子液法等均为喷淋塔作业，因此动设备需要一直开启，活性焦法为移动床，动设备多，电耗更高。新型催化法的动设备仅为一用一备的两台再生泵，而这两台泵均为间歇运行，仅在再生时开启，因此电耗很低。通过统计，大冶整套34万nm³/h烟气脱硫装置每年的电耗仅为50万kw.h左右。
2.4 环保指标
新型催化法技术采用固定床脱硫，保证了脱硫的连续强制性，经第三方检测证实，脱硫后的烟气完全符合国家排放标准，并且该技术没有二次污染的排放，各项环保指标均符合要求。
2.5 主要原理
大冶有色98万吨硫酸尾气脱硫装置工艺流程如图2所示，烟气首先由风机送入预处理系统进行除尘、调质，使烟气的各项指标满足脱硫工艺要求，然后进入脱硫塔脱硫。烟气经布气管道进入脱硫区，经过脱硫催化剂层时，烟气中的so2、o2、h2o分子被脱硫催化剂捕捉，按如下反应机理反应并生成硫酸：
  so2(g)      so2*
o2(g)      o2*
h2o(g)      h2o*
so2*+o2*      so3*
so3*+h2o*      h2so4*
图2 新型催化法烟气脱硫工艺流程示意图
2.6 装置显著特点
通过大冶项目一年多以来的运行，可以发现新型催化法技术具有以下显著特点：
1、脱硫效率高。可达95%以上，工程实践中甚至出现了100%的脱硫效率，可轻松达到新国标的排放要求；
2、适应性强。可以很好地适应烟气的气量变化大，烟气中so2浓度波动大，烟气成分复杂以及烟气温度在50-2000c变化的大范围波动情况；
3、运行费用低。脱硫剂一次添加长期使用，省去了不间断添加脱硫剂的成本。装机容量低，电耗少，动设备仅为几台间歇运作的泵。
4、无二次污染。新型催化法技术流程短，唯一副产品为硫酸，可资源化利用，无其他污染物外排。
5、具有自主知识产权。四川大学国家烟气脱硫工程技术研究中心对新型催化法烟气脱硫技术具有自主的知识产权。
6 、符合循环经济的 3r 原则。实现对硫资源的稳定回收，催化剂再生后可长期循环使用，脱硫能耗低。
2.7 可资源化效果及产生的效益
新型催化法技术可以很好的解决企业所面临的环保问题，通过脱硫处理后，大大减少企业的排污费缴纳，实现隐性经济收益。
大冶有色冶炼厂脱硫装置每天约产生 100 t20% 左右的硫酸，此部分硫酸全部回用到硫酸系统作为干吸工段添加水进行再利用，每年可实现硫酸装置增产约 7000 吨，按照 300 元一吨的价格，可实现副产品盈利 210 万元，基本上能够抵消其每年的绝大部分运行成本。
三、技术对比
通过与目前各类脱硫技术的横向比较，我们可以看到新型催化法技术的先进性和经济性。
项目
新型催化法
碱法吸收
活性焦法
有机胺法
技术成本
低
低
中
高
技术指标
良好
一般
良好
良好
环保指标
良好
差
良好
良好
一次性投入费用
中
低
高
高
运行成本
极低
高
高
高
是否可资源化
是
否
是
是
是否排污
否
是
是
是
副产品回收成本
低
高
高
高
四、前景展望
综上所诉，新兴催化法技术作为一种新兴的脱硫技术，具备了全面推广所需的各种条件和素质，完全符合国家对环境-经济发展战略转型的5条标准，也符合循环经济的3r原则，是最符合现阶段技术发展要求的烟气脱硫技术之一。对于烧结及电力行业而言，如果能够解决稀酸回用问题，将是一个很值得推广的技术，对于当前我国严峻的污染减排形式能够起到切实改善。
附图  脱硫装置外观图
湖北大冶有色冶炼厂98万吨硫酸系统脱硫装置

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