PDF《业废气成分复杂、治理难度大、治理成本高,常规脱硫技术适...》

一、项目名称:冶金及化工废气矿浆法资源化脱硫技术与应用

二、提名者:云南省 提名意见:提名该项目为国家技术发明奖二等奖

三、项目简介 烟气脱硫是大气污染控制长期以来的重点和难点领域.

我国电力行业烟气脱 硫技术及排放标准已处于国际领先水平,但SO2 和NOx 排放量占全国四分之三 以上的冶金及化工等非电行业, 污染治理进度明显滞后,已成为我国大气污染防 治攻坚战的重点对象. 在国家

863 计划等项目资助下,本项目针对冶金及化工行 业废气成分复杂、治理难度大、治理成本高,常规脱硫技术适用性差等难题,首 创矿浆法烟气脱硫技术,将烟气脱硫工艺和矿物加工工艺合二为一,就地取材, 将矿物原料、 冶炼废渣和烟尘等制成高活性脱硫矿浆用于烟气脱硫,脱硫矿浆作 为冶金及化工生产的原料,回收利用有价元素,分离有害杂质,形成完整的矿浆 脱硫协同尾气固废资源化利用技术体系.主要技术内容包括: (1)首创磷矿矿浆法烟气脱硫脱硝耦合磷矿资源高效利用技术,以磷矿浆 取代常规湿法脱硫剂, 以SO2 烟气取代硫酸浸出分解磷矿生产磷酸, 将脱硫工艺 与磷酸生产工艺有机结合,既达到烟气脱硫目标,又实现磷矿的无硫酸分解和提 质.单级脱硫效率≥95%,磷矿 P2O5 回收率≥95%,磷矿品位大幅提高,磷矿镁 含量降低至 1%以下;

(2)发明了镁矿矿浆法烟气脱硫协同硫镁资源高效利用技术,形成了基于 副产物高效利用的 菱镁矿浆法烟气脱硫协同硫酸镁生产工艺 和基于镁资源消 耗最小化的 镁-铵循环再生法烟气脱硫工艺 两种工艺,将菱镁矿制备工业硫酸 镁工艺和烟气脱硫工艺有机结合,同时实现镁和硫资源高效利用.脱硫效率 ≥95%,菱镁矿浆法烟气脱硫协同硫酸镁生产工艺硫资源化利用率≥90%;

回收的 产品达到《工业硫酸镁》 (HG/T 2680-2017)产品标准.镁-铵循环再生法烟气脱 硫工艺脱硫效率≥95%,硫资源利用率≥94%,硫酸铵产品达到《副产硫酸铵》 (DL/T808-2002)产品标准;

(3)发明了赤泥矿浆法烟气脱硫耦合铁回收利用技术,利用氧化铝赤泥碱 性强、 富含过渡金属离子的特点,以氧化铝赤泥作为主要原料制成氧化镁强化赤 泥脱硫矿浆,通过液相催化氧化脱硫,同时降低赤泥碱性,分离回收铁和铝.单 级脱硫效率≥95%;

脱碱赤泥中铁回收率≥60%,与石灰-石膏脱硫技术相比,本成 果脱硫效率相当,脱硫剂价廉易得,无脱硫固废产生,与企业生产工艺有机结合 便于推广应用;

(4)首创有色冶炼固废渣浆法烟气脱硫耦合有价金属资源化利用技术,以锌、铜、锡等冶炼渣、烟尘等制成高效脱硫矿浆用于冶炼烟气脱硫,同时回收利 用硫化铜、硫化锌和硫酸亚铁等副产品.铜渣浆烟气脱硫效率≥95%,有价金属 利用率≥95%;

锌冶炼烟尘矿浆脱硫效率≥95%,锌回收率≥98%. 项目获得授权发明专利

42 项,实用新型专利

10 项,其中澳大利亚专利

1 项;

发表相关学术论文

165 篇,出版相关学术专著

8 部;

成果形成国家标准

2 部.项目成果获得省部级科技一等奖

2 项,二等奖

2 项.

四、客观评价

(一)鉴定结论 中科合创(北京)科技成果评价中心组织鉴定会对《矿浆法烟气脱硫技术创 新与应用》 鉴定 该项目提出了利用矿物原料和矿物加工固体废物烟气脱硫的新 方法,系统研究了多种矿浆代替脱硫剂烟气脱硫及协同矿物加工的关键科学问 题,实现了烟气硫资源化、矿浆有价元素回收及固废减量化的目的,并进行了产 业化应用.为有色冶金、无机化工等行业循环经济提供新技术,具有重要的科学 意义.该项目选题新颖,创新性强,拥有自主知识产权,应用前景广阔.综上所 述, 该项目整体达到国际先进水平,在矿浆法烟气脱硫及资源化方面达到国际领 先水平.

(二)查新报告 工业和信息化部电子科学技术情报研究所对 《矿浆法烟气脱硫技术创新与应 用》项目的查新结论: 该项目结合典型冶金及化工矿物加工利用工艺特点,提 出了一种矿浆法烟气脱硫协同矿物加工利用的技术思想,具体技思路包括:利用 矿物原料处理过程脱落, 以加工矿物矿浆替代该成本专用脱硫剂,大幅降低脱硫 成本,利用矿物加工固体废物过程脱硫;

利用烟气中污染物的成矿作用脱硫. 综上所述, 除本委托单位发表的文献外,未见综合应用磷矿浆法烟气脱硫 协同磷矿深度利用技术;

菱镁矿浆法烟气脱硫协同硫酸镁生产技术;

矿渣将法烟 气脱硫协同有价元素利用技术;

赤泥附液吸收法铝冶炼烟气转化脱硫技术;

含锌 烟尘矿浆法烟气脱硫剂循环利用技术的公开文献.

(三)科技奖励

1、 《矿浆法烟气脱硫技术创新与应用》获得

2018 年云南省科技进步一等奖;

2、 《铝、锡、锑、汞工业污染物排放标准(GB 25465-

2010、GB30770-2014) 》 获得

2017 年有色金属工业科学技术一等奖;

3、 《回收型氧化镁湿法烟气脱硫新工艺及工程示范》获得

2012 年山东省科 技进步二等奖;

4、 《云南省有色金属冶炼等主要行业 SO2 排污系数调查研究》获得

2012 年 度中国有色金属工业科学技术二等奖.

五、应用情况 本项目技术成果已实现产业化应用,已在云南、四川、贵州、山东、河南等 省化工、冶金等行业推广应用. (1) 磷矿矿浆法烟气脱硫脱硝耦合磷矿资源高效利用技术:从2003 年开始 至今,已成功用于磷化工、硫酸等行业硫铁矿制酸尾气、硫磺制酸尾气、黄磷尾 气锅炉烟气、电厂锅炉烟气等烟气脱硫硝.在硫酸尾气磷矿浆脱硫中试基础上, 成果已在云、贵、川等省多个大型企业推广应用;

(2) 镁矿矿浆法烟气脱硫协同硫镁资源高效利用技术: 从2014 年开始至今, 已成功用于电力等行业燃煤锅炉烟气、循环流化床锅炉烟气、热电锅炉尾气等烟 气脱硫;

(3)赤泥矿浆法烟气脱硫耦合铁回收利用技术:从2000 年开始,成功用于 大型氧化铝企业烟气治理. 利用赤泥及其附液配浆用于吸收氧化铝行业焙烧、煅 烧烟气中低浓度 SO2,实现赤泥改性及低浓度 SO2 烟气达标排放;

(4)有色冶炼渣浆法烟气脱硫协同有价元素利用技术:其中铜冶炼渣浆法 烟气脱硫技术从

2015 年开始,已成功用于多家有色冶金企业锌冶炼烟气、铜冶 炼烟气脱硫及金属回收;

冶炼烟尘矿浆法烟气脱硫协同有价金属回收利用技术从

2014 年开始,成功用于多家有色冶炼企业锌冶炼还原炉、烟化炉烟气、回转窑 烟气、燃煤锅炉烟气等多种烟气治理.

六、主要知识产权和标准规范等目录 序号知识产权(标准)类别 知识产权(标准)具体 名称 授权号(标准编 号) 授权 (标 准发布) 日期 权利人(标准起草单位) 发明人 (标 准起草人)

1 发明专利 利用工业烟气进行磷矿 脱镁和回收磷矿中稀土 元素的方法 ZL201410 105489.9 2016-8-1

7 昆明理工大学 宁平, 张 冬冬, 魏爱 斌, 瞿广飞

2 发明专利 利用镁化合物和氨循环 再生烟气脱硫的方法 ZL200710 037485.1 2009-5-2

0 上海交通大学 晏乃强,乔少华,贾金平,吴忠标

3 发明专利 一种利用铜冶炼烟尘处 理有色金属冶炼烟气的 方法 ZL201610 167232.5 2018-4-6 昆明理工大学 宁平, 李 坤林, 李凯, 孙鑫, 刘娜, 张 贵剑, 刘烨, 孙丽 娜4发明专利 一种用磷矿浆净化工业 尾气的方法 ZL201610 467129.2 2018.07.

24 昆明理工大学 刘树根,肖,张曼,宁平,张冬冬, 谢容生

5 发明专利 一种镁强化赤泥的烟气 深度脱硫方法 ZL201610 463539.X 2018-11-

16 上海交通大学 晏乃强, 瞿赞, 马永 鹏, 赵松 建, 方丽, 宗晨曦,何玉洁

6 发明专利 一种氧化镁湿法烟气脱 硫及产物自浓集的回收 工艺 ZL200910 079787.4 2011-5-1

1 清华大学马永亮, 徐 康富, 汪黎 东7发明专利 一种冶炼烟气中 SO2 和 重金属回收利用的方法 ZL201210 461109.6 2014-10-

1 昆明理工大学 宁平, 殷在 飞, 王学谦

8 发明专利 一种浆料混合输送装 置及其应用方法 ZL201210 191759.3 2014-11-

5 昆明理工大学 田森林, 宁 致远, 宁平

9 发明专利 一种电解铝预焙阳极煅 烧烟气脱硫的方法 ZL201610 469627.0 2018-11-

16 上海交通大学 晏乃强, 马永鹏 , 瞿赞, 徐 文清, 朱 廷钰, 赵 松建, 陈 冬瑶

10 国家标准 锡、锑、汞工业污染物 排放标准 GB

30770 -2014 2014-5-1

6 昆明理工大学、 中国环境科学研究院、 有色金属工业污染控制工程技术研究中心、 中国瑞林工程技术有限公司 宁平, 王宗 爽,周越, 武雪芳, 车飞,谷雪景,张玉, 龙燕, 闵小 波

七、主要完成人情况 姓名 排名行政职务 技术职称 工作单位完成单 位 对本项目贡献 宁平

1 无 教授 昆明理工大学 昆明理 工大学 项目总负责人,提出了矿浆法烟气脱 硫技术总体研究方案,负责组织项目 的实施,对本项目发明点

1、

3、4 有 重要贡献;

参与起草

2 部国家标准. 田森林

2 副院长教授 昆明理工大学 昆明理 工大学 协助项目负责人完成了总体研究方案 的制定;

对技术方案实施、成果转化 与推广有重要贡献;

对脱硫矿浆制备、 输送等关键技术突破有重要贡献;

作 为课题骨干成员参与了成果支撑项目 《有色炉窑烟气高浓度 SO2 回收及重 金属协同控制技术研究与示范(2012AA062504) 》的研发工作. 晏乃强

3 副院长教授 上海交通大学 上海交 通大学 主要负责赤泥矿浆法烟气脱硫协同有 价金属回收技术及冶炼烟尘矿浆法烟 气脱硫协同有价金属回收利用工艺研 发,对发明点

2、

3、4 有重要贡献. 汪黎东

4 无 教授 华北电力大学 清华大 学 主要负责菱镁矿浆法烟气脱硫协同硫 镁资源高效利用技术中 菱镁矿浆法 烟气脱硫协同硫酸镁生产工艺 研发 及推广应用;

是成果支撑项目《工业 燃煤锅炉回收型氧化镁法烟气脱硫技 术与设备》 (2007AA061703)课题骨 干成员,对本项目发明点

2 有重要贡 献. 赵建勇

5 瓮福化工公司副经理 工程师瓮福 (集团) 有限 责任公司瓮福(集团)有 限责任 公司 是参与磷矿浆法烟气脱硫协同磷资源 多途径利用技术研发方案的主要核心 成员,对该技术的工程示范和推广应 用有重要贡献,对本项目发明点

1 有 重要贡献. 张晖

6 研发中心总经理正高级工程师 云南磷化集团有限公司云南磷 化集团 有限公 司 对技术方案实施、成果转化与推广、 关键设备研发有重要贡献;

主要负责 磷矿浆法烟气脱硫协同磷资源多途径 利用技术的中试研究、工艺设计与运 行;

对本项目发明点

1 有重要贡献;

是成果支撑项目国家科技支撑计划课 题《难采选低品位胶磷矿高效开发利 用关键技术及工程示范(2011BAB08B01) 》课题骨干成员.

八、完成人合作关系说明

1、宁平,昆明理工大学教授,项目总负责人,本项目第一完成人,所负责 研发团队与本项目其余完成人或其余团队有共同立项、 共同知识产权、 论文合著、 产业合作等多种形式的合作关系;

2、田森林,昆明理工大学教授,为宁平研究团队核心成员,与第一完成人 的合作共同申报项目,共同并获得授权发明专利,合作发表学术论文,共同申报 并获省部级奖励. 作为课题组成员与晏乃强团队瞿赞(本项目多项专利共同发明 人)等成员共同参与本成果支撑项目十二五

863 项目《有色炉窑烟气高浓度 SO2 回收及重金属协同控制技术研究与示范(2012AA062504) 》课题的研发工作;

3、晏乃强,上海交通大学教授,与第一完成人宁平的合作方式主要包括各 自负责的研发团队成员合作开展十二五 863《工业炉窑烟气排放控制技术》主题 项目课题《有色炉窑烟气高浓度 SO2 回收及重金属协同控制技术研究与示范 (2012AA062504) 》 研发工作, 宁平负责团队参与人员包括王学谦 (课题负责人) 、 田森林(骨干成员)等人,晏乃强负责团队参与人员包括瞿赞(子课题负责人) 等人;

4、汪黎东,华北电力大学教授,完成单位:清华大学,与第一完成人宁平 的合作主要包括........