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該技術成果是實現(xiàn)礦山副產(chǎn)低值、殘次硫鐵礦轉化為優(yōu)質礦料的關鍵環(huán)節(jié)，有助于提升我國礦山、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，同時實現(xiàn)大氣污染的源頭控制和協(xié)同治理。

黨的十九大報告中提出：“加快建立綠色生產(chǎn)和消費的法律制度和政策導向，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系。推進資源全面節(jié)約和循環(huán)利用，實施國家節(jié)水行動，降低能耗、物耗，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)和生活系統(tǒng)循環(huán)鏈接……”

正是基于這樣的認識，安徽銅陵有色銅冠冶化分公司著力推進科技創(chuàng)新，成功實現(xiàn)了燒渣在球團焙燒過程中產(chǎn)生高濃度二氧化硫煙氣的高效處理與資源化利用，實現(xiàn)了綠色生產(chǎn)，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。其《可再生胺脫硫劑開發(fā)與工業(yè)化應用關鍵技術》獲2017年度安徽省科技進步獎一等獎，《有機胺脫硫工業(yè)化關鍵技術、工藝集成研究與應用》獲2017年度銅陵有色科技成果特等獎。

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，投資建設年產(chǎn)120萬噸鐵球團、2套年產(chǎn)40萬噸工業(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，難以達到環(huán)保排放要求；若不能及時有效地解決煙氣脫硫的難題，球團工程建設難以推進，礦山生產(chǎn)經(jīng)營也將面臨困局。

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冶金、化工、燃煤發(fā)電等領域的產(chǎn)業(yè)共性關鍵技術難題，也是清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)升級亟待破解的技術瓶頸。

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

在焙燒硫鐵礦制取硫酸的過程中，產(chǎn)出的燒渣（鐵氧化物）殘硫一般為0.8%～2.5%，該雜質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，則可能對環(huán)境造成影響。

與其坐以待斃 不如自我救贖“盡管有機胺脫硫工藝在國內(nèi)已有應用，但是在鐵球團燒結行業(yè)，由于煙氣成分復雜，當時還沒有成功先例。”公司球團車間副主任王天保說。

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

2012年以后，該公司對球團燒結生產(chǎn)工藝“去留問題”進行變革性討論，最終選擇了生產(chǎn)工藝技術和裝置升級改造方案，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”重點領域。盡管公司每一步工作都在穩(wěn)步推進，但難逃設備嚴重腐蝕的厄運。2014年上半年，被環(huán)保部門責令整改。

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

改！必須改！盡快改！該公司成立了以黨政主要領導為組長的科技攻關領導小組，落實專人負責工藝、技術、設備等，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，查找問題癥結。

“盡管當時壓力大，但解決問題的方向和思路無疑是正確的。”王天保介紹稱，煙氣凈化系統(tǒng)是脫硫系統(tǒng)首要解決的問題，是解決癥結的關鍵，要想解決煙霧中的顆粒，就必須改造洗滌系統(tǒng)，實現(xiàn)煙氣梯級凈化。

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

大膽自主創(chuàng)新 破解技術瓶頸“當時受國外技術保留制約，國內(nèi)沒有參照物。”銅冠冶化分公司生產(chǎn)運營部技術主管、科技室主任吳炳智說，項目牽扯到大量的人力和精力，從技術原理、操作規(guī)程、經(jīng)驗積累等源頭尋找答案，再慢慢去探索核心問題，然后再與技術設計單位、設備生產(chǎn)單位進行廣泛交流，找到解決問題的方法。

針對鐵球團焙燒煙氣的特性，該公司自主開發(fā)了高效吸收/解吸的技術與工藝，設計了吸收塔、解吸塔等設備的核心構件與結構，降低了運行能耗、物耗；集成開發(fā)了梯級煙氣凈化工藝技術，實現(xiàn)了煙氣中塵濃度≤5毫克每標準立方米、酸霧濃度≤10毫克每標準立方米；針對有機胺吸收/解吸二氧化硫的本性，研發(fā)了熱穩(wěn)定性鹽脫除、節(jié)能、胺液流失與結晶的控制等技術，形成了高濃度二氧化硫煙氣高效吸收/解吸的核心技術與工藝。

同時，公司研發(fā)了新型四合一高效整體式吸收塔裝置，開發(fā)了有機胺吸收二氧化硫的創(chuàng)新裝置與關鍵技術，利用新型氣液旋流器、氣流分布器等核心裝備及其結構，提高了塔內(nèi)氣流和噴淋液分布均勻性，不僅強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、富胺液泡點進料、控制二次蒸汽產(chǎn)生量與冷凝液泡點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凈化工藝技術，在工藝設計上合理分配各設備的凈化任務、分級處理負荷，凈化后煙氣溫度≤60攝氏度，塵濃度≤5毫克每標準立方米，酸霧濃度≤10毫克每標準立方米，為脫硫的經(jīng)濟、可靠運行提供了保障，并降低了脫硫系統(tǒng)的能耗、物耗。

此外，公司研發(fā)創(chuàng)新了可再生有機胺脫硫的吸收/解吸工藝，實現(xiàn)了脫硫胺液的即時凈化和穩(wěn)定運行。

兩年多來，公司系統(tǒng)運行參數(shù)表明：排放尾氣中，二氧化硫濃度可穩(wěn)定低于100毫克每標準立方米，解吸運行的胺液中水分汽化率低于10%。公司已建成的年產(chǎn)120萬噸鐵球團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毫克每標準立方米，產(chǎn)出二氧化硫全部用于生產(chǎn)硫酸，整體技術成果實現(xiàn)了工業(yè)化穩(wěn)定運行。

中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的評審專家認為：本項目整體技術達到國際先進水平，其中有機胺脫硫劑脫硫工藝節(jié)能指標居國際領先。在今年銅陵有色科技成果表彰會上，銅冠冶化分公司“有機胺脫硫工業(yè)化關鍵技術、集成工藝研究與應用”項目被授予特等獎。

環(huán)保成本兼顧 推進綠色生產(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重大問題就是生產(chǎn)工藝脫硫劑的問題，由于當時從加拿大引進技術，采購胺液也有限制條件。”吳炳智說，胺液是脫硫的重要材料，由于受國外技術封鎖，該項目的研發(fā)已于2008年申報了安徽省科技攻關專項計劃，以胺液為突破口進行攻關，實現(xiàn)了有機胺脫硫技術的集成。

在2007年項目建設之初，該公司就著手解決脫硫劑的國產(chǎn)化難題，與合肥工業(yè)大學進行產(chǎn)學研合作，從小試、中試、工業(yè)試驗，再到階段性試驗、應用型試驗，直至2014年才真正實現(xiàn)國產(chǎn)化完全替代。

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

據(jù)了解，胺液國產(chǎn)化以后，不僅每噸減少差價一萬元左右，每年減少費用200萬元，而且?guī)砹?ldquo;多米諾效應”，樹脂價格下降50%，每年減少費用150萬元；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1500萬元。

中國工程院邱定蕃院士擔任組長的專家組評價認為：脫硫劑替代了進口產(chǎn)品，突破了國外進口產(chǎn)品的壟斷，自主研發(fā)的核心工藝與裝備填補了國內(nèi)空白。項目技術集成度高，對推動行業(yè)科技進步具有重要作用。

成效備受矚目 應用前景廣闊項目自主研發(fā)了有機胺脫硫關鍵技術、核心裝備與集成工藝，實現(xiàn)了鐵球團燒結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鍵性障礙。其自主研發(fā)的脫硫劑在實現(xiàn)高濃度SO2回收及資源化的同時，在相關機理與理論研究方面也有突破，公司與合肥工業(yè)大學申請發(fā)明專利16項，已獲授權10項；申請并獲授權實用新型專利6項；發(fā)表論文27篇；培養(yǎng)畢業(yè)碩士學位研究生20人。該成果在銅冠冶化分公司應用以來，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目脫硫技術成果，不僅能避免二次污染，而且可大大地降低硫磺原料的進口量，有效地解決我國硫資源短缺的問題。”左永偉說，可再生胺脫硫技術的應用，使燒渣焙燒制備鐵球團工藝中產(chǎn)生的二氧化硫直接回收利用，硫資源直接利用率高達98%以上，在彌補我國硫資源短缺的同時，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。

該技術高效脫除了鐵球團排放煙氣中二氧化硫，產(chǎn)出高純度二氧化硫氣體，副產(chǎn)物實現(xiàn)完全綜合利用，在生產(chǎn)中無廢棄物排放，具有很好的技術競爭性和推廣應用示范性。其技術成果也是實現(xiàn)礦山副產(chǎn)低值、殘次硫鐵礦轉化為優(yōu)質礦料的關鍵環(huán)節(jié)，有助于提升我國礦山、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，同時實現(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)實現(xiàn)綠色發(fā)展。