該技術(shù)成果是實(shí)現(xiàn)礦山副產(chǎn)低值、殘次硫鐵礦轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)礦料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有助于提升我國(guó)礦山、冶金、化工等行業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗、污染物減排與綜合利用的水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大氣污染的源頭控制和協(xié)同治理。

黨的十九大報(bào)告中提出：“加快建立綠色生產(chǎn)和消費(fèi)的法律制度和政策導(dǎo)向，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系。推進(jìn)資源全面節(jié)約和循環(huán)利用，實(shí)施國(guó)家節(jié)水行動(dòng)，降低能耗、物耗，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)和生活系統(tǒng)循環(huán)鏈接……”

正是基于這樣的認(rèn)識(shí)，安徽銅陵有色銅冠冶化分公司著力推進(jìn)科技創(chuàng)新，成功實(shí)現(xiàn)了燒渣在球團(tuán)焙燒過(guò)程中產(chǎn)生高濃度二氧化硫煙氣的高效處理與資源化利用，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其《可再生胺脫硫劑開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)》獲2017年度安徽省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，《有機(jī)胺脫硫工業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、工藝集成研究與應(yīng)用》獲2017年度銅陵有色科技成果特等獎(jiǎng)。

綠色發(fā)展之路 注定不同尋常安徽銅陵有色銅冠冶化分公司在建設(shè)之初，就注定了日后不同尋常的發(fā)展之路。

10年前，銅陵有色為了綜合利用二級(jí)單位礦山副產(chǎn)的高硫鐵礦物，成立了銅冠冶化分公司，投資建設(shè)年產(chǎn)120萬(wàn)噸鐵球團(tuán)、2套年產(chǎn)40萬(wàn)噸工業(yè)硫酸的生產(chǎn)系統(tǒng)。而其產(chǎn)生的煙氣若依靠常規(guī)的干法、半干法及濕法脫硫工藝，難以達(dá)到環(huán)保排放要求；若不能及時(shí)有效地解決煙氣脫硫的難題，球團(tuán)工程建設(shè)難以推進(jìn)，礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)也將面臨困局。

據(jù)了解，這類高濃度二氧化硫煙氣的處理與資源化不僅是我國(guó)冶金、化工、燃煤發(fā)電等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)難題，也是清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)升級(jí)亟待破解的技術(shù)瓶頸。

“針對(duì)高濃度二氧化硫煙氣的脫硫工藝，不僅要考慮脫硫效果、運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)也要考慮廢棄物的產(chǎn)出量、可利用難度與途徑，球團(tuán)項(xiàng)目也不例外。”該公司總經(jīng)理左永偉說(shuō)。

在焙燒硫鐵礦制取硫酸的過(guò)程中，產(chǎn)出的燒渣（鐵氧化物）殘硫一般為0.8%～2.5%，該雜質(zhì)限制了燒渣作為鐵原料的使用途徑，若不能有效地利用燒渣，則可能對(duì)環(huán)境造成影響。

與其坐以待斃 不如自我救贖“盡管有機(jī)胺脫硫工藝在國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用，但是在鐵球團(tuán)燒結(jié)行業(yè)，由于煙氣成分復(fù)雜，當(dāng)時(shí)還沒有成功先例。”公司球團(tuán)車間副主任王天保說(shuō)。

果不其然。銅冠冶化分公司在投產(chǎn)兩年以后，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。公司分別于2010年、2012年對(duì)煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行局部改造，但仍然沒能徹底解決設(shè)備腐蝕之痛。

2012年以后，該公司對(duì)球團(tuán)燒結(jié)生產(chǎn)工藝“去留問(wèn)題”進(jìn)行變革性討論，最終選擇了生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝置升級(jí)改造方案，以及煙氣凈化改造、胺液的凈化裝置、吸收裝置、解吸塔裝置等“四大”重點(diǎn)領(lǐng)域。盡管公司每一步工作都在穩(wěn)步推進(jìn)，但難逃設(shè)備嚴(yán)重腐蝕的厄運(yùn)。2014年上半年，被環(huán)保部門責(zé)令整改。

“脫硫系統(tǒng)不穩(wěn)定，設(shè)備上存在著缺陷。加上2014年以后國(guó)家對(duì)環(huán)保要求愈加嚴(yán)格，煙氣超低排放已成為發(fā)展趨勢(shì)，必須加快改造。”銅冠冶化分公司總經(jīng)理助理李要武說(shuō)，集團(tuán)公司對(duì)此高度重視，在資金上給予大力支持，先后與銅陵有色設(shè)計(jì)研究院、合肥工業(yè)大學(xué)、南昌設(shè)計(jì)院等開展合作，從脫硫工藝、技術(shù)、工程裝置上著手攻克技術(shù)難關(guān)。要想煙氣脫硫穩(wěn)定、有效運(yùn)行，必須掌握有機(jī)胺運(yùn)行吸收/解吸二氧化硫的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵工藝。

改！必須改！盡快改！該公司成立了以黨政主要領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)的科技攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，落實(shí)專人負(fù)責(zé)工藝、技術(shù)、設(shè)備等，先后到云南、山東、貴州等地考察發(fā)電、冶煉等企業(yè)，了解、分析原因，查找問(wèn)題癥結(jié)。

“盡管當(dāng)時(shí)壓力大，但解決問(wèn)題的方向和思路無(wú)疑是正確的。”王天保介紹稱，煙氣凈化系統(tǒng)是脫硫系統(tǒng)首要解決的問(wèn)題，是解決癥結(jié)的關(guān)鍵，要想解決煙霧中的顆粒，就必須改造洗滌系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙氣梯級(jí)凈化。

生死攸關(guān)，一場(chǎng)由表及里的環(huán)保技改保衛(wèi)戰(zhàn)全面打響。

大膽自主創(chuàng)新 破解技術(shù)瓶頸“當(dāng)時(shí)受國(guó)外技術(shù)保留制約，國(guó)內(nèi)沒有參照物。”銅冠冶化分公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部技術(shù)主管、科技室主任吳炳智說(shuō)，項(xiàng)目牽扯到大量的人力和精力，從技術(shù)原理、操作規(guī)程、經(jīng)驗(yàn)積累等源頭尋找答案，再慢慢去探索核心問(wèn)題，然后再與技術(shù)設(shè)計(jì)單位、設(shè)備生產(chǎn)單位進(jìn)行廣泛交流，找到解決問(wèn)題的方法。

針對(duì)鐵球團(tuán)焙燒煙氣的特性，該公司自主開發(fā)了高效吸收/解吸的技術(shù)與工藝，設(shè)計(jì)了吸收塔、解吸塔等設(shè)備的核心構(gòu)件與結(jié)構(gòu)，降低了運(yùn)行能耗、物耗；集成開發(fā)了梯級(jí)煙氣凈化工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煙氣中塵濃度≤5毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米、酸霧濃度≤10毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米；針對(duì)有機(jī)胺吸收/解吸二氧化硫的本性，研發(fā)了熱穩(wěn)定性鹽脫除、節(jié)能、胺液流失與結(jié)晶的控制等技術(shù)，形成了高濃度二氧化硫煙氣高效吸收/解吸的核心技術(shù)與工藝。

同時(shí)，公司研發(fā)了新型四合一高效整體式吸收塔裝置，開發(fā)了有機(jī)胺吸收二氧化硫的創(chuàng)新裝置與關(guān)鍵技術(shù)，利用新型氣液旋流器、氣流分布器等核心裝備及其結(jié)構(gòu)，提高了塔內(nèi)氣流和噴淋液分布均勻性，不僅強(qiáng)化了氣液相接觸面積，也降低了胺液的夾帶；開發(fā)了高效節(jié)能的解吸塔及工藝，利用高溫二次蒸汽余熱、富胺液泡點(diǎn)進(jìn)料、控制二次蒸汽產(chǎn)生量與冷凝液泡點(diǎn)回流量的一體化工藝，提高了解吸二氧化硫效率，脫硫系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。

公司還研發(fā)集成了含塵、含濕、高濃度二氧化硫煙氣梯級(jí)凈化工藝技術(shù)，在工藝設(shè)計(jì)上合理分配各設(shè)備的凈化任務(wù)、分級(jí)處理負(fù)荷，凈化后煙氣溫度≤60攝氏度，塵濃度≤5毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米，酸霧濃度≤10毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米，為脫硫的經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行提供了保障，并降低了脫硫系統(tǒng)的能耗、物耗。

此外，公司研發(fā)創(chuàng)新了可再生有機(jī)胺脫硫的吸收/解吸工藝，實(shí)現(xiàn)了脫硫胺液的即時(shí)凈化和穩(wěn)定運(yùn)行。

兩年多來(lái)，公司系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)表明：排放尾氣中，二氧化硫濃度可穩(wěn)定低于100毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米，解吸運(yùn)行的胺液中水分汽化率低于10%。公司已建成的年產(chǎn)120萬(wàn)噸鐵球團(tuán)焙燒煙氣高濃度二氧化硫資源化回收工程有效解決了選銅副產(chǎn)高硫鐵礦物的處理難題，脫硫后煙氣中二氧化硫濃度降至100毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米，產(chǎn)出二氧化硫全部用于生產(chǎn)硫酸，整體技術(shù)成果實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化穩(wěn)定運(yùn)行。

中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的評(píng)審專家認(rèn)為：本項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中有機(jī)胺脫硫劑脫硫工藝節(jié)能指標(biāo)居國(guó)際領(lǐng)先。在今年銅陵有色科技成果表彰會(huì)上，銅冠冶化分公司“有機(jī)胺脫硫工業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、集成工藝研究與應(yīng)用”項(xiàng)目被授予特等獎(jiǎng)。

環(huán)保成本兼顧 推進(jìn)綠色生產(chǎn)環(huán)保決定企業(yè)生死，成本決定企業(yè)盈利。“我們面臨的另外一個(gè)重大問(wèn)題就是生產(chǎn)工藝脫硫劑的問(wèn)題，由于當(dāng)時(shí)從加拿大引進(jìn)技術(shù)，采購(gòu)胺液也有限制條件。”吳炳智說(shuō)，胺液是脫硫的重要材料，由于受國(guó)外技術(shù)封鎖，該項(xiàng)目的研發(fā)已于2008年申報(bào)了安徽省科技攻關(guān)專項(xiàng)計(jì)劃，以胺液為突破口進(jìn)行攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)胺脫硫技術(shù)的集成。

在2007年項(xiàng)目建設(shè)之初，該公司就著手解決脫硫劑的國(guó)產(chǎn)化難題，與合肥工業(yè)大學(xué)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，從小試、中試、工業(yè)試驗(yàn)，再到階段性試驗(yàn)、應(yīng)用型試驗(yàn)，直至2014年才真正實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化完全替代。

與此同時(shí)，該公司自主開發(fā)了高效可再生有機(jī)胺脫硫劑吸收/解吸關(guān)鍵裝備，開發(fā)了高濃度二氧化硫煙氣梯級(jí)前處理凈化技術(shù)、脫硫胺液系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行集成控制技術(shù)，通過(guò)多技術(shù)集成創(chuàng)新，解決了二氧化硫濃度高、波動(dòng)大、氣量大、成分復(fù)雜的煙氣脫硫關(guān)鍵共性技術(shù)難題。

據(jù)了解，胺液國(guó)產(chǎn)化以后，不僅每噸減少差價(jià)一萬(wàn)元左右，每年減少費(fèi)用200萬(wàn)元，而且?guī)?lái)了“多米諾效應(yīng)”，樹脂價(jià)格下降50%，每年減少費(fèi)用150萬(wàn)元；提高了占脫硫總成本一半以上的蒸汽效能，每年節(jié)約成本1500萬(wàn)元。

中國(guó)工程院邱定蕃院士擔(dān)任組長(zhǎng)的專家組評(píng)價(jià)認(rèn)為：脫硫劑替代了進(jìn)口產(chǎn)品，突破了國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的壟斷，自主研發(fā)的核心工藝與裝備填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。項(xiàng)目技術(shù)集成度高，對(duì)推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步具有重要作用。

成效備受矚目 應(yīng)用前景廣闊項(xiàng)目自主研發(fā)了有機(jī)胺脫硫關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備與集成工藝，實(shí)現(xiàn)了鐵球團(tuán)燒結(jié)煙氣的二氧化硫資源化回收與高效協(xié)同控制集成示范工程，解決了銅陵有色礦山副產(chǎn)的殘次、低值高硫鐵礦物綜合利用的關(guān)鍵性障礙。其自主研發(fā)的脫硫劑在實(shí)現(xiàn)高濃度SO2回收及資源化的同時(shí)，在相關(guān)機(jī)理與理論研究方面也有突破，公司與合肥工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)發(fā)明專利16項(xiàng)，已獲授權(quán)10項(xiàng)；申請(qǐng)并獲授權(quán)實(shí)用新型專利6項(xiàng)；發(fā)表論文27篇；培養(yǎng)畢業(yè)碩士學(xué)位研究生20人。該成果在銅冠冶化分公司應(yīng)用以來(lái)，新增銷售收入4.6億元。

“在煙氣二氧化硫治理中全面推廣使用本項(xiàng)目脫硫技術(shù)成果，不僅能避免二次污染，而且可大大地降低硫磺原料的進(jìn)口量，有效地解決我國(guó)硫資源短缺的問(wèn)題。”左永偉說(shuō)，可再生胺脫硫技術(shù)的應(yīng)用，使燒渣焙燒制備鐵球團(tuán)工藝中產(chǎn)生的二氧化硫直接回收利用，硫資源直接利用率高達(dá)98%以上，在彌補(bǔ)我國(guó)硫資源短缺的同時(shí)，為高含硫中低品位、低品位的低值硫鐵礦提供了一種有效途徑。

該技術(shù)高效脫除了鐵球團(tuán)排放煙氣中二氧化硫，產(chǎn)出高純度二氧化硫氣體，副產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)完全綜合利用，在生產(chǎn)中無(wú)廢棄物排放，具有很好的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性和推廣應(yīng)用示范性。其技術(shù)成果也是實(shí)現(xiàn)礦山副產(chǎn)低值、殘次硫鐵礦轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)礦料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有助于提升我國(guó)礦山、冶金、化工等行業(yè)清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗、污染物減排與綜合利用的水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了大氣污染的源頭控制和協(xié)同治理，有效改善區(qū)域環(huán)境，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。