双闪铜冶炼环集脱硫系统脱硝升级
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摘 要：介绍了某铜业公司环集脱硫系统在带负荷调试过程中的运行情况，该系统在设计上并未具备烟气脱硝处理能力。文章主要针对烟气脱硝升级方案进行了比对选择，认为臭氧氧化脱硝法最适用于双闪铜冶炼环集烟气脱硝处理。
关键词：双闪；铜冶炼；脱硫；脱硝
某铜业公司的火法冶炼系统采用闪速熔炼+闪速吹炼+阳极炉/NGL炉方案，闪速熔炼技术是采用富氧强化熔炼，是目前铜冶炼工艺中技术成熟、环保好、装备先进、单台设备产量高的一种富氧冶炼技术。有色冶炼富氧冶炼技术的推广应用提高了冶炼效率，同时也容易造成冶炼烟气氮氧化物超标。以往冶炼企业比较重视烟气脱硫，对烟气脱硝重视不够，NOx排放时有超标。近年来随着环保标准对氮氧化物排放控制的日益严格，铜冶炼企业开始重视对烟气的脱硝治理。
某铜业公司的环集脱硫系统负责处理火法冶炼系统烟气并保证达标排放，主要用于处理闪速熔炼、闪速吹炼系统的环境集烟烟气、阳极炉烟气、NGL炉烟气、冰铜风淬烟气，采用有机溶剂法（离子液）脱硫工艺，脱硫产生的高浓度SO2气体送制酸系统制造98酸，环集脱硫尾气与硫酸尾气通过一根尾气烟囱集中排放，环集脱硫产生的废水送废水处理系统。通过带负荷试车，环集脱硫系统可以较稳定地保证SO2达标排放，但是在带负荷试车和试运行阶段偶有发现氮氧化物超标问题，主要表现在：在阳极炉、NGL炉加冷料期间氮氧化物持续超标；熔炼炉或吹炼炉停炉保温期间烟气进环集脱硫系统后环集排放氮氧化物超标，平均值约250mg/Nm3，最高值达400mg/Nm3（当地排放标准为100mg/Nm3）。在设计阶段，该环集脱硫系统并未考虑环集烟气中的氮氧化物的处理，导致在调试过程中烟囱排放尾气的氮氧化物时有超标，未能满足当地的环保要求，已经影响到企业的生存，进行脱硝升级迫在眉睫。
1 环集脱硫系统出口烟气条件
系统烟气量为45万Nm3/h，SO2浓度小于100mg/Nm3，氮氧化物浓度平均值为250mg/Nm3，含尘小于10mg/Nm3，烟气温度小于40℃。
2 脱硝方案选择
烟气脱硝技术各有优缺点，一般采用SNCR、SCR、臭氧氧化脱硝等方案。
2.1 SNCR法
SNCR是在800～1250℃这一温度范围内、无催化剂作用下，氨水等还原剂可选择性地还原烟气中的NOx生成N2和H2O，基本上不与烟气中的O2作用，SNCR法脱硝还原剂利用率较低，脱硝效率低，氮氧化物不能达到超低排放且能耗高。
2.2 SCR法
SCR法就是把还原剂氨气喷入300～450℃的烟道内，在催化剂作用下，将烟气中NOx还原为无害的N2和H2O。SCR法脱硝效率高，但催化剂的温度范围为300～450℃，温度偏高，若本系统采用该方案，需要将45万Nm3/h的烟气从40℃加热到350℃，能耗异常高，所以SCR法也不适用环集烟气的脱硝处理。
2.3 臭氧氧化脱硝
环集脱硫处理后烟气中NOx的主要组成是NO，占比约95%。NO难溶于水，而经过氧化反应后的高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO氧化到高价态，再通过保安塔中NaOH碱液的洗涤，达到脱硝的目的。
2.3.1 安全性
臭氧氧化法无需氨水、尿素等还原剂，不涉及危险化学品的储运及使用。
2.3.2 稳定性
臭氧氧化法无需使用催化剂，不会产生催化剂中毒、喷枪堵塞的情况出现，可保证脱硝率稳定在较高水平。
2.3.3 改造及维护简易性
臭氧氧化法对原系统的改动很小，臭氧设备只需要将臭氧输出管路经气体混合器，将臭氧投加到烟道中即可。无需大面积对环集脱硫系统的烟气管道进行改造，不会对原环集脱硫系统造成影响，能够有效缩短系统升级施工工期。另外，臭氧氧化法系统组成简单，可分为气源系统、臭氧发生系统、冷却水系统、臭氧投加系统。运行自动化及集成化程度较高，无须新增操作人员，可使用原环集脱硫操作人员。
2.3.4 环保
臭氧氧化法将NOx氧化后产物为高价态的氮氧化物和氧气，氮氧化物通过碱液进行吸收，剩余氧气随烟气排放。不存在氨排放，真正实现无二次污染，绿色、环保。
由以上几点可见，臭氧氧化脱硝方法具备使用温度低、脱硝率高的特点，配合环集脱硫系统保安塔使用，是适用于环集脱硫后段煙气脱硝处理的理想方案。
3 结语
“绿水青山就是金山银山”，环境保护是我国的一项基本国策，越来越受到全社会的关注和重视。环集脱硫系统脱硝升级项目的建设正是落实这一基本国策的具体行动。它即是保证铜冶炼项目环保达标排放的一项环境保护工程，也是环保“三同时”的要求，项目建成运行后，首先是极大地降低了烟囱尾气氮氧化物超标排放的风险，确保企业的生存；其次是改善生态环境质量，提高企业形象，促进企业周边环境的安定团结。
参考文献：
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