多層大孔板以自洗方式凈化高濃度二氧化硫凈化塔

1、多層大孔板以自洗式凈化高濃度二氧化硫凈化塔 研制與開發(fā)可行性研究報告一、項目摘要項目的主要內(nèi)容是工業(yè)窯爐排放的高濃度二氧化硫（600025000mg/m3）的脫硫設(shè)備研制。項目的創(chuàng)新點是將單位面積一定孔數(shù)的多層大孔板以自洗方式處理二氧化硫的獨創(chuàng)技術(shù)與國內(nèi)現(xiàn)有脫硫技術(shù)進行整合，實現(xiàn)沖擊水浴式、自激式、塔板自洗式三種處理方式一塔完成，達到脫硫率大于98%，從而使高濃度二氧化硫達標排放。技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。項目的主要用途是工業(yè)窯爐高濃度二氧化硫的脫硫，適用于冶金、建材等工業(yè)窯爐高濃度有害氣體的凈化。項目計劃完成時可批量生產(chǎn)，實現(xiàn)年生產(chǎn)能力50臺（套），凈化塔脫硫除塵后排放的二氧化硫濃度小于85

2、0mg/m3，煙（粉）塵濃度小于100mg/m3，符合工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準（-）二級，凈化塔脫硫率大于。二、項目提出的目的及意義 葫蘆島市鉬礦資源豐富，作為國家鉬業(yè)基地之一，其金屬鉬產(chǎn)量居全國首位。在近二十年的開采和鉬的深加工生產(chǎn)中，為國家出口創(chuàng)匯及葫蘆島地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大的貢獻。然而，轄區(qū)內(nèi)幾十家鉬鐵冶煉企業(yè)排放的高濃度二氧化硫（600025000mg/m3）也給葫蘆島地區(qū)的大氣環(huán)境帶來了巨大的危害。葫蘆島市鉬精礦年產(chǎn)量平均為4萬噸（鉬精礦的主要成份是二硫化鉬），僅加工鉬精礦生產(chǎn)三氧化鉬就可產(chǎn)生二氧化硫2.4萬噸，且濃度高達600025000mg/m3，是國家允許排放標準的7.1

3、29.4倍，嚴重危害植被和人類的身心健康。葫蘆島市現(xiàn)有鉬鐵冶煉企業(yè)43戶，它們不僅加工本地的鉬精礦，還從俄羅斯、蒙古、和智利進口大量的鉬精礦。由此，葫蘆島地區(qū)僅由鉬精礦加工產(chǎn)生的二氧化硫每年達4萬噸。1998年，國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會、國家發(fā)展計劃委員會、財政部和環(huán)境保護總局聯(lián)合發(fā)文關(guān)于在酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)開展征收二氧化硫排污費擴大試點的通知開始實行二氧化硫排放總量控制，并把葫蘆島市列為全國二氧化硫污染控制區(qū)。遼寧省大氣環(huán)境綜合整治方案（遼政發(fā)199929號）文件進一步明確葫蘆島市鉬鐵冶煉企業(yè)產(chǎn)生的二氧化硫列為全省四大專項整治重點之一。葫蘆島市各鉬鐵冶煉企業(yè)的年產(chǎn)值在8000萬5000

4、0萬元之間，年總產(chǎn)值約60億元。如果不能按期完成二氧化硫達標排放和總量削減，葫蘆島市鉬鐵冶煉企業(yè)將無法繼續(xù)生存，經(jīng)濟損失巨大。在此嚴峻的形勢下，葫蘆島市各級環(huán)保部門采取了積極的行動，多次向省內(nèi)外的環(huán)保設(shè)備制造企業(yè)招標。幾年來，共有二十余戶省內(nèi)外的環(huán)保設(shè)備制造企業(yè)在葫蘆島市的鉬鐵冶煉企業(yè)進行了多次脫硫試驗。終因鉬鐵冶煉企業(yè)排放的二氧化硫濃度太高，脫硫設(shè)備的脫硫率（4085%）較低而宣告失敗。 2002年，葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司與北京市勞動保護科學(xué)研究所經(jīng)反復(fù)二十余次試驗聯(lián)合開發(fā)的高濃度二氧化硫脫硫技術(shù)在實驗室獲得成功，并于2003年9月獲得國家專利。該項專利技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用在葫蘆島市連山

5、區(qū)新資源綜合加工廠的一組焙燒窯的小型試驗，200年月在實際生產(chǎn)條件下的小型試驗獲得成功。經(jīng)葫蘆島市連山區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站連續(xù)二天、六次的監(jiān)測，葫蘆島市連山區(qū)新資源綜合加工廠工業(yè)窯爐排放的二氧化硫均符合工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級。目前該項目的中試已選定在葫蘆島東越金屬有限公司，將對該廠六組焙燒窯排放的二氧化硫進行脫硫試驗。中試的技術(shù)條件已具備，前期準備工作已經(jīng)開始。項目的主要用途是工業(yè)窯爐高濃度二氧化硫的脫硫，適用于冶金、建材等工業(yè)窯爐高濃度有害氣體的凈化。工業(yè)窯爐高濃度有害氣體經(jīng)過凈化塔脫硫除塵后排放的二氧化硫濃度<850mg/m3，煙（粉）塵濃度<10

6、0mg/m3，符合工業(yè)窯爐大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級。凈化塔脫硫率大于98%。（缺企業(yè)實施該項目的優(yōu)勢）三、與項目相關(guān)的國內(nèi)外發(fā)展概況及市場需求分析1 項目產(chǎn)品的主要用途，目前主要使用領(lǐng)域的需求量，未來市場預(yù)測。本項目產(chǎn)品高濃度二氧化硫凈化塔主要應(yīng)用于高濃度二氧化硫的脫硫除塵。目前研發(fā)的主要使用領(lǐng)域為葫蘆島地區(qū)及國家其它鉬業(yè)基地鉬鐵冶煉企業(yè)排放的高濃度二氧化硫的治理。其需求量僅葫蘆島地區(qū)43家鉬鐵冶煉企業(yè)，年產(chǎn)生高濃度二氧化硫約4萬噸就需要160臺（套）高濃度二氧化硫凈化塔（每臺年凈化二氧化硫250噸）。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，中國鉬精礦年產(chǎn)量約25萬噸，加上進口，年加工鉬精礦約

7、40萬噸，需高濃度二氧化硫凈化塔1600臺（套）。2 分析本項目產(chǎn)品的國內(nèi)外市場競爭能力，替代進口或出口的可能性目前，對于排放二氧化硫濃度在3000mg/m3以下的鍋、窯爐，國內(nèi)外的脫硫除塵技術(shù)比較成熟，基本能滿足達標排放的環(huán)保要求。然而隨著環(huán)境保護工作的不斷深入，國家環(huán)保部門不但要求企業(yè)二氧化硫達標排放，而且控制二氧化硫的排放總量。這就決定了脫硫率高的產(chǎn)品市場競爭力也強。本項目產(chǎn)品以其脫硫率大于98%，產(chǎn)品價格僅為國外同類產(chǎn)品的四分之一的顯著特點，完全可以替代進口。目前，應(yīng)用于治理高濃度二氧化硫（600025000mg/m3）污染的脫硫除塵產(chǎn)品，且脫硫率大于98%，國內(nèi)外尚未見報道。四、主要

8、攻關(guān)內(nèi)容及技術(shù)路線（技術(shù)可行性分析） 1項目的技術(shù)創(chuàng)新性論述(1) 基本原理：高濃度有害氣體在吸風機的作用下，以反吹的方式進入塔內(nèi)，經(jīng)過反吹、截流、自洗、吸收液覆蓋、霧化等方式，有害氣體經(jīng)大孔塔板與吸收液充分接觸、混合，發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)并形成高速旋轉(zhuǎn)氣流離心甩干，出塔進入排氣系統(tǒng)排放。關(guān)鍵技術(shù)：單位面積一定孔數(shù)的多層大孔板以自洗方式處理有害氣體，為國內(nèi)獨創(chuàng)。創(chuàng)新點：將自有知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)與國內(nèi)現(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)進行整合，實現(xiàn)沖擊水浴式、自激式、塔板自洗式三種處理方式一塔完成。本項目技術(shù)原理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新將使產(chǎn)品性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品，尤其在處理高濃度二氧化硫時，脫硫率大于98%，脫硫后的二

9、氧化硫穩(wěn)定達標排放。這一顯著的特點是國內(nèi)外同類產(chǎn)品難以達到的。項目中試計劃完成時，產(chǎn)品高濃度有害氣體凈化塔將申請國家專利。2、煙氣脫硫在國外早有成熟的技術(shù)，然而由于國外技術(shù)的昂貴和中國國力有限。因此借鑒國外的技術(shù)，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)是必由之路。 煙氣脫硫技術(shù)按工藝特點主要分為濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫。國外煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用最多的是濕法脫硫技術(shù)，占國外脫硫技術(shù)的90%，是目前世界上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的SO2污染治理技術(shù)。近年來，我國煙氣脫硫技術(shù)，在借鑒國外石灰石-石膏法脫硫和循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出許多實用新技術(shù)，如高效霧化旋流脫硫、濾泡吸附脫硫、雙堿再生脫硫、

10、氨回收法脫硫、單吹顆粒鎂脫硫、海水脫硫等。這些脫硫技術(shù)，除了傳統(tǒng)的濕法脫硫技術(shù)腐蝕性高，干法脫硫技術(shù)脫硫付產(chǎn)物脫硫灰難以商品化，易造成二次污染等存在問題外，最突出的問題是無法滿足高濃度二氧化硫的治理。以鉬鐵冶煉為例，回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精砂，單臺爐窯煙氣流量大于15000m3/h，二氧化硫排放濃度為600025000mg/m3，每小時排放二氧化硫90375kg。工業(yè)爐窯二氧化硫允許排放標準為850mg/m3，若脫硫率為95%，則排放二氧化硫濃度為3001250mg/m3；若脫硫率為98%，則排放二氧化硫濃度為120500mg/m3。可見，對于排放高濃度二氧化硫的鉬鐵冶煉，即使脫硫率達到95%，仍然不能

11、達標排放。國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)一般處理鍋（窯）爐二氧化硫（濃度在3000mg/m3以下），脫硫率在30%85%，極少脫硫率能達到90%。因此，一般處理方法無法滿足高濃度二氧化硫的達標要求，本項目以獨創(chuàng)性專利技術(shù)使二氧化硫的脫硫率大于98%，實現(xiàn)了高濃度二氧化硫的穩(wěn)定達標排放。、項目目前進展情況目前，該項目的中試已選定在葫蘆島東越金屬有限公司，將對該廠六組焙燒窯排放的二氧化硫進行脫硫試驗。中試的技術(shù)條件已具備，前期準備工作已經(jīng)開始。五、申請單位現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和條件、單位基本情況企業(yè)名稱：葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司通訊地址：葫蘆島市連山區(qū)英塔路2號 郵編125001注冊時間：1999年12月注冊資金

12、：50萬元企業(yè)登記注冊類型：有限責任公司2、研究開發(fā)能力 葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司作為北京市勞動保護科學(xué)研究所北方實驗基地，技術(shù)依托北京市勞動保護科學(xué)研究所。近年來，共開發(fā)出三大類（脫硫除塵、油煙凈化、減噪隔音）6種型號環(huán)保新產(chǎn)品。2005年，企業(yè)研發(fā)投入36萬元，占企業(yè)年銷售收入的12%。企業(yè)共有員工21人，大專以上人員14人，其中具有高級職稱3人，主要管理人員5人，均為大專以上學(xué)歷。企業(yè)研發(fā)隊伍由葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司4名科研人員與北京市勞動保護科學(xué)研究所2名科研人員共同組成。此外，企業(yè)聘請了葫蘆島市環(huán)境保護局環(huán)境工程專家和錦西化工研究院環(huán)保研究所化工專家各1名作為企業(yè)技

13、術(shù)顧問。3、企業(yè)財務(wù)和生產(chǎn)經(jīng)營管理狀況項目承擔單位葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司上年末總資產(chǎn)138萬元、總負債50萬元、銷售收入310萬元、利稅78萬元。六、申請人基礎(chǔ)條件項目負責人：聞明：男，38歲，葫蘆島市連山區(qū)環(huán)保局工程師，蘇州城建環(huán)保學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)。1998年，大量燃放煙花爆竹對市區(qū)空氣及聲環(huán)境影響的研究獲葫蘆島市政府科技進步二等獎，為技術(shù)負責人，2005年工業(yè)爐窯環(huán)保節(jié)能改造技術(shù)獲葫蘆島市政府科技進步二等獎。技術(shù)負責人：金天祥：男，53歲，北京市勞動保護科學(xué)研究所高級工程師，中國科技大學(xué)冶金專業(yè)畢業(yè)（北京鋼鐵學(xué)院）。北京市勞動保護科學(xué)研究所“十.五”、“十一.五”國家863計

14、劃脫硫除塵設(shè)備的主要研制人員和組織領(lǐng)導(dǎo)者。1998年，單機布袋除塵器獲國家科技進步三等獎；2002年氮氧化物廢氣治理獲中國科學(xué)院科技進步二等獎。項目組承擔人員：閆寧：男，41歲，葫蘆島市連山區(qū)環(huán)境保護局，高級工程師，華東地質(zhì)學(xué)院工業(yè)分析專業(yè)畢業(yè)，項目分工：參數(shù)測試、報告撰寫項目組承擔人員：閆軍：男，49歲，葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司總經(jīng)理，錦州師范學(xué)院英語專業(yè)畢業(yè)，高級教師。項目分工：技術(shù)原理與研發(fā)。項目組承擔人員：劉永祥：男，57歲，葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司高級工程師，本科，水暖專業(yè)畢業(yè)。項目分工：設(shè)備成型。項目組承擔人員：梁學(xué)仁：男，66歲，錦西化工研究院高級工程師，專科，化

15、工專業(yè)畢業(yè)。項目分工：防腐新材料試驗。七、進度安排和實施方案1 進度安排2006年6月-2006年8月 防腐材料調(diào)研、技術(shù)方案確定，前期準備2006年9月-2006年10月 設(shè)備、材料購置2006年11月-2007年2月 防腐材料試驗2007年3月-2006年4月 各項參數(shù)測試、確定設(shè)計方案2007年5月-2007年7月 中試設(shè)備研制、試驗2007年8月-2007年9月 產(chǎn)品檢驗、環(huán)境監(jiān)測、驗收鑒定2007年10月-2007年12月 市場開發(fā)、推廣使用2 實施方案技術(shù)路線:將自有知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)與國內(nèi)現(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)進行整合，實現(xiàn)沖擊水浴式、自激式、塔板自洗式三種處理方式一塔完成。 (1)防

16、腐試驗 通過防腐試驗，確定凈化塔內(nèi)襯防腐材料。 (2)參數(shù)測試 通過測試煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流速、管道截面積、二氧化硫濃度、二氧化硫排放量等參數(shù)，確定凈化塔設(shè)計方案。 (3)塔體制作 按設(shè)計方案確定的凈化塔的截面積、塔高。焊接制作塔體。 (4)塔體內(nèi)襯防腐 按防腐試驗確定的防腐方案，制作塔體內(nèi)襯防腐。 (5)凈化塔內(nèi)凈化設(shè)施制作 按凈化塔設(shè)計方案中確定的氣、液接觸時間、氣液比、脫水效率，計算多層孔板的層數(shù)、開孔數(shù)，制作多層孔板和脫水裝置。塔體進口做沖擊口、塔內(nèi)做自激環(huán)。 (6)凈化塔組裝將有害氣體凈化裝置一一組裝在塔內(nèi)，試運行。本項目在實際生產(chǎn)條件下的小試在葫蘆島市連山區(qū)新資源綜合加工廠，

17、中試在葫蘆島東越金屬有限公司均取得了預(yù)期的效果。二氧化硫、煙塵濃度達標排放，脫硫率于98%。八、預(yù)期成果和考核目標（1）總體目標項目計劃完成時可批量生產(chǎn)，實現(xiàn)年生產(chǎn)能力50臺（套），企業(yè)資產(chǎn)280萬元。因項目實施新增就業(yè)人數(shù)11人，企業(yè)人員總數(shù)達到32人。（2）經(jīng)濟目標計劃累計實現(xiàn)生產(chǎn)量25臺（套），累計銷售收入375萬元，累計凈利潤100萬元。累計繳稅總額26萬元，累計工業(yè)增加值250萬元。市場占有率達到3%,累計減排二氧化硫6250噸。（3）技術(shù)、質(zhì)量指標 項目計劃完成時，應(yīng)達到下列技術(shù)、質(zhì)量指標，凈化塔脫硫除塵后排放的二氧化硫濃度<850mg/m3，煙（粉）塵濃度<100mg

18、/m3，符合工業(yè)窯爐大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級。凈化塔脫硫率大于98%。產(chǎn)品質(zhì)量通過葫蘆島市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所檢測，各項性能、指標符合要求。九、推廣及應(yīng)用前景預(yù)期成果的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益分析 本項目執(zhí)行期內(nèi)，計劃新增就業(yè)人數(shù)11人，新增資金投入146萬元，計劃累計實現(xiàn)生產(chǎn)量25臺（套），累計銷售收入375萬元，累計凈利潤100萬元。累計繳稅總額26萬元，累計工業(yè)增加值250萬元。市場占有率達到3%,累計減排二氧化硫6250噸。目前，對于排放二氧化硫濃度在3000mg/m3以下的鍋、窯爐，國內(nèi)外的脫硫除塵技術(shù)比較成熟，基本能滿足達標排放的環(huán)保要求。然而隨著環(huán)

19、境保護工作的不斷深入，國家環(huán)保部門不但要求企業(yè)二氧化硫達標排放，而且控制二氧化硫的排放總量。這就決定了脫硫率高的產(chǎn)品市場競爭力也強。本項目以獨創(chuàng)性專利技術(shù)使二氧化硫的脫硫率大于98%，實現(xiàn)了高濃度二氧化硫的穩(wěn)定達標排放，而產(chǎn)品價格僅為國外同類產(chǎn)品的四分之一的顯著特點，具有推廣應(yīng)用的內(nèi)在動力。十、項目的風險分析項目申請單位葫蘆島市連山環(huán)保設(shè)備制造有限公司作為北京市勞動保護科學(xué)研究所脫硫除塵設(shè)備開發(fā)研制北方實驗基地，技術(shù)依托北京市勞動保護科學(xué)研究所。本項目提出的技術(shù)原理在北京市勞動保護科學(xué)研究所進行了有機玻璃凈化塔的脫硫試驗，試驗各項參數(shù)、技術(shù)指標符合設(shè)計要求。本項目在實際條件下的小試在葫蘆島市新

20、資源綜合加工廠取得了預(yù)期的效果。經(jīng)一組爐窯脫硫除塵試驗，二氧化硫、煙塵濃度達標排放，脫硫率大于98%（見葫蘆島市連山區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站監(jiān)測報告）。產(chǎn)品性能穩(wěn)定、安全可靠（見用戶使用報告）。本項目的小試產(chǎn)品經(jīng)葫蘆島市技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所檢測，各項性能、指標符合要求，并于2005年11月通過了葫蘆島市經(jīng)濟貿(mào)易委員會組織的新產(chǎn)品鑒定驗收，因而項目的中型試驗無任何風險。十一、經(jīng)費概算及來源1投資預(yù)算 項目總投資197.65萬元，已完成投資52萬元（用于研發(fā)和小試）。計劃新增投資145.65萬元。表1 近期完成的投資額一覽表 單位：萬元費用名稱金額主要用途資金來源調(diào)研咨詢費3技術(shù)調(diào)研、專家咨詢自籌材料購置費17材料購置及損耗測試費3參數(shù)測試設(shè)備購置費16沖床、等離子切割機、梁吊車等設(shè)備購置及運輸費人工費4工程施工、研制人員補助外協(xié)費2零部件外協(xié)加工監(jiān)測檢驗費4環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品檢測驗收鑒定費3驗收材料及會務(wù)專家費合計52表2 執(zhí)行期新增固定資產(chǎn)投資估算表 單位：萬元固定資產(chǎn)名稱金額擴大