1、泡沫柱洗涤技术在有色冶炼 SO2 烟气治理中的应用摘 要：本文着重阐述在有色金属冶炼过程中产生的 SO2 废气对大气污染的严重性以及治理的必要性，泡沫柱洗涤技术的工作原理和技术特点以及泡沫柱洗涤技术在实际生产中的作用。说明泡沫柱洗涤技术在有色金属冶炼过程中的实际应用；银星公司 10 万吨每年的富氧底吹铅冶炼厂，每年都会产生大量的 SO2，采用泡沫柱洗涤技术后，大大降低了SO2 排放量。 关键词：泡沫柱 有色冶炼 脱硫 应用 随着人类社会的发展，化石燃料的的使用量越来越大，SO2 等有害气体的排放量也逐年增加。实际上，大气中的二氧化硫不仅仅来自化石燃料的燃烧，还来自工业废气的排放。我国有色金属冶
2、炼业近年来得到了很大的发展，有色金属冶炼作为冶金业的重要组成部分，其过程需要排放大量的 SO2 废气，这是冶金业排放二氧化硫的主要来源。 随着生态环境的日益恶化，对工业生产中有害气体排放的控制于处理刻不容缓，有色金属冶炼业作为冶金工业的重要组成部分，自然在控制有害气体排放工作中承担着重要责任。目前工业上对 SO2 废气处理的一般方法为：先通过一系列复杂工艺回收利用制取硫酸，然后再进行脱硫直至废气中二氧化硫浓度达到国家规定的排放标准才可以排放到大气中，对于本身二氧化硫浓度就不高、回收价值不大的废气，就可以直接进行脱硫，然后排放到大气中。 一、泡沫柱洗涤技术的原理和优势 1.泡沫柱洗涤技术的原理分
3、析 如图（1）所示，泡沫柱洗涤技术的基本原理是利用快速大量翻动的泡沫表面积大、更新速度快的特点，含有大量二氧化硫分子以及其他杂质微粒的废气在经过泡沫时被泡沫吸附，由于泡沫表面积大、更新速度快，因此二氧化硫分子及微粒的吸附率很高，从而达到高效的废气洗涤效果。 图（1） 泡沫柱洗涤技术基本原理图 2.泡沫柱洗涤系统的组成及工作机制 由于工业中处理废气的工艺流程各不相同，为了满足不同工艺的实际需要，一般的泡沫柱洗涤系统有两种，分别是同向喷射器和反向喷射器（结构图见图（2） ，而在实际的工业生产中，后者的使用几率高于前者。反向喷射器是一种充分利用泡沫柱洗涤技术的典型装置，在有色金属冶炼废气处理过程中扮
4、演者重要角色，也是有色金属冶炼废气处理工作的核心部分。 图（2）反向喷射器的构造和工作机制 3.泡沫柱洗涤技术的优势 就目前的技术水平来讲，在工业废气处理这个领域，泡沫柱洗涤技术以其创新合理的设计和低廉的成本具有明显的技术优势，目前正在采用泡沫柱洗涤技术进行废气处理的有色金属冶炼企业有很多。 泡沫柱洗涤技术的优势主要体现在以下几个方面。 3.1 吸附率高。泡沫柱洗涤技术创新性的采用了快速翻动的泡沫作为洗涤材料，充分利用了强烈翻动的泡沫表面积大、更新速度快的特点，对微粒的吸附效果明显。利用泡沫柱洗涤技术组成多级洗涤系统可获得更高吸附率的洗涤效果，实践显示，废气中的微级颗粒再通过三级泡沫柱洗涤系统
5、之后的被吸附率超过了 99%。 3.2 可洗涤废气量的范围大。泡沫柱洗涤系统对于废气量的变化具有较强的稳定性。很多洗涤系统对废气的通过量要求苛刻，一旦废气通过量发生较大的波动，吸附效率就会大大降低，稳定性不好。而泡沫柱洗涤系统因为是通过大量快速翻动的泡沫来对废气中的颗粒进行吸附，对废气的量的要求比较宽松，一般情况下，泡沫住洗涤系统可以在保证吸附效率的前提下对最佳气体量的 1.5 倍到 2 倍的气体量进行洗涤。性能稳定：一般的洗涤系统对循环液的固体杂质含量要求很高，一般情况下，当循环液的固体杂质含量超过 3%，洗涤系统就无法正常工作，形成这种约束的原因是喷嘴的直径限制了循环液的固体杂质含量。而泡
6、沫柱洗涤系统采用的是大口径的喷嘴，及时循环液中的固体杂质含量很高，洗涤系统也能正常工作，并且保证正常的吸附效率，泡沫柱洗涤系统对循环液固体杂质含量的限制范围是一般洗涤系统的 67 倍。 3.3 操作方便、成本低廉。泡沫柱洗涤技术虽然在技术上取得了很大程度的创新，但是泡沫柱洗涤器的构造并不复杂，操作起来也很方便，设备体积小便于安装和移动，成本低廉，可以为企业节省大量资金，一般情况下安装一套泡沫柱洗涤系统所需要的经费是普通洗涤系统的 1/3。 二、泡沫柱洗涤技术在实际中的应用 1.处理有色金属冶炼产生的以 SO2 为主的废气 一般情况下，在有色金属的冶炼过程中，废气中 SO2 的含量不同，处理方法
7、也有所不同。一般当废气中 SO2 含量低于 0.5%，直接进行适当的脱硫处理使废气中 SO2 含量低于国家规定的排放标准即可排放到大气中；当废气中 SO2 含量高于 3%，为了循环利用，充分利用资源，可以以废气为原料，经过一系列工艺制取 H2SO4；而 SO2 在两者之间的情况用传统的处理方法处理起来就非常困难。泡沫柱洗涤技术对于处理 SO2 含量介于两者之间的废气效果非常明显，在目前该技术领域处于领先地位。 湖南银星公司 10 万吨每年的富氧底吹铅冶炼厂，每年都会产生大量的 SO2 废气，该冶炼厂产生的废气成分如下表（3）所示。 表（3）银星公司铅冶炼厂废气成分表 该表显示，废气中主要污染气
8、体为 SO2，浓度达到了 0.8%，如果直接排放到大气中，对环境的污染作用是巨大的。 该冶炼厂拥有一套完善的废气脱硫设备，该设备以泡沫柱洗涤技术为基本核心原理，通过一系列流程可以对废气中的 SO2 进行有效的吸附。该设备主要由氧化塔、喷淋塔、泡沫柱洗涤器等部分组成。考虑到废气中二氧化硫含量较高浓度较大，单个洗涤系统很难达到较高的吸附效率，该冶炼厂在实际脱硫过程中充分考虑到这一点，在设备中设计成两级洗涤系统，分别为喷淋塔和泡沫柱洗涤系统，使废气中的二氧化硫得到充分吸附，已达到最高的吸附效率，进而实现废气的高效率洗涤的效果；经过两洗涤系统的吸附，废气中的二氧化硫的浓度已经远远低于国家规定的排放标准
9、，因此，废气在经过该设备一系列的洗涤净化流程后，可以直接经过引风机经烟囱排放到大气中。该设备组成流程如下图（4）所示。 图（4）银星冶炼厂脱硫设备流程图 银星公司该设备在处理废气中二氧化硫时，充分利用利用了泡沫柱涤技术，结合其他洗涤工艺，在一定程度上达到了最高的洗涤效率，不仅为为公司节省了时间和资金，而且大大减少了排放废气中二氧化硫对环境的污染，具有很高的经济效益。 表（5）银星冶炼厂脱硫设备若干经济指标 2.处理制取 H2SO4 产生的尾气 前面提到，废气中二氧化硫浓度不同，对废气的处理方法也有所不同，当废气中二氧化硫含量超过 5%时，可以利用废气制取硫酸，这样不仅可以有效降低废气中二氧化硫
10、的浓度，而且可以实现废物再利用，减少浪费，获得更高的经济效益。在制取硫酸的过程中，二氧化硫含量较高的废气在经过一系列的流程后，虽然浓度降低了很多，但是仍然高于国家规定的排放标准，这是还需要进行废气脱硫处理，才能直接排放，这一过程的运用的主要原理也是泡沫柱洗涤技术。下面仍以银星冶炼厂为例，分析泡沫柱洗涤技术在处理制取硫酸时产生的尾气时的实际应用。下表显示了银星冶炼厂未经处理的成分及浓度。 表（6）银星冶炼厂制酸尾气成分及浓度 如下图（7）为银星冶炼厂处理制取硫酸尾气的装置 图（7）银星公司制酸尾气处理装置图 实践证明，银星冶炼厂的该设备在处理废气制取硫酸时产生的尾气具有很高的效率，尾气在经过泡沫
11、柱洗涤器的处理后，二氧化硫的含量远远低于国家规定的排放标准（处理前后二氧化硫含量对比见下表） ，在净化效率等方面是其他净化装置难以达到的。而且该设备操作简便，性能稳定，容易保养维修，具有很高的实用价值。 三、总结 泡沫柱洗涤技术创新性的运用剧烈翻动的泡沫作为洗涤媒介，通过泡沫表面的吸附以及内部的包裹，对废气中的二氧化硫及微小颗粒物进行吸附处理，不仅有效地解决了废气污染环境的问题，而且为有色冶炼企业在处理废气方面节省了时间和资金，具有很高的使用价值；从另一方面讲，应用泡沫柱洗涤技术制成的洗涤净化设备，不仅操作简便、性能稳定，而且成本低廉，发展前景广阔，具有很高的投资价值。总而言之，泡沫柱洗涤技术
12、因其处理效率高、稳定性好等一系列优势，在有色冶炼二氧化硫废气治理技术领域占据着主导地位，是目前该领域技术领先者。 参考文献 1 刘君，孟昭华. 脱硫技术在铅锌冶炼烟气治理中的应用探讨J. 中国有色冶金. 2009（06）. 2 陈南洋. 国内有色冶炼低浓度二氧化硫烟气制酸技术的应用与进展J. 工程设计与研究. 2005（02）. 3 张志凌. 我国有色冶炼低浓度二氧化硫烟气治理现状及对策J. 硫酸工业. 2003（05）. 4 YEREMIN O G，TARASOV A V，纪罗军，郭景芝. 低浓度烟气中二氧化硫的脱除J. 硫酸工业. 2001（02）. 5 崔高峰，许海洲，王绪科. 影响烟气中 SO2 吸收率的因素J. 山东科学. 2000（02）.
