[原创]中晶佳镁烟气综合治理工艺概述

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1. 北京中晶佳镁环境科技股份有限公司概述
北京中晶佳镁环境科技股份有限公司系2013年12月10日成立的北京世能中晶能源科技有限公司全资子公司，业务范围涵盖所有中晶集团旗下环保项目。
北京世能中晶能源科技有限公司成立于2006年，是国家发改委和国家工信部节能减排第一批推荐企业、 北京市第一批双高新企业（国家高新和中关村高新）、国家知识产权示范企业。
我们坚持“立足中国、发挥资源优势”原则进行技术研发，摈弃国外适用性较好，国内适用性一般的钙法工艺，将我国资源储备量达全球85%的镁矿资源与湿法烟气治理技术相结合，经过六年时间的研发和实践，技术和工艺水平在烧结机领域具有较强的影响力，获得镁法脱硫废液生产工业级、饲料级硫酸镁的核心技术。
通过引进日本、美国的先进脱硫技术，以世能节能技术研究中心为技术支撑，依托国内众多一流高校雄厚的科研实力，成功构架产学研结合的研发与生产体系，坚持“可循环、可回收利用、减少能源与物质消耗”的技术研发理念，经过近十年时间的研发实践，FOSS?(Forced oxidation spin sorption)烟气综合治理技术、“晶粉”生产工艺横空出世。
FOSS?(Forced oxidation spin sorption)是一款可以同时实现脱硫、脱硝、除尘、脱汞的一体化减排技术，具有零废水、零固废、占地面积小、副产物经济价值高，实现100%回收利用、超低温吸收反应等优势，初投资比现有脱硫脱硝工艺（钙法工艺+SNCR/SCR）降低30%，运行成本降低40%以上。
“晶粉”是一款以脱硫副产物硫酸镁、尾矿砂、粉煤灰、水渣、钢渣等工业固体废弃物为原料，生产高性能水泥的技术。碱式硫酸镁水泥可加工为轻体墙、防火保温板、轻质石膏板等建筑材料。具有轻质（是普通混凝土的1/5-1/8）、保温、隔热、隔音效果好、强度高、抗水性好、耐酸、耐碱等优势。
针对我国资源型城市、工业型城市烟气污染、大宗工业固废污染严重的现状，北京世能中晶针对不同城市，设计差异化的环保服务，一方面提供实现“近零排放”的烟气治理技术，一方面提高城市大宗工业固废的综合利用率，实现城市资源的绿色循环利用。目前已经和湖北大冶市、天津滨海新区等地方政府达成战略合作协议。
从2010年开始，我们倡导“为客户创造更大价值”的经营理念，自行研究、推广“DBO+V”脱硫工程商业合作模式，赢利得了众多钢铁企业的信任与信赖，逐步成长为国内环保行业最具核心竞争力的企业之一。
2.工艺优缺点简介（半干法、石灰石湿法和氧化镁湿法）
2.1半干法
优势：无污水排放、烟囱无需防腐、工艺简单、占地较少
缺点：脱硫效率较低、副产物脱硫渣处理困难、运行成本高
半干法烟气脱硫工艺主要指喷雾干燥法、炉内喷钙加尾部增湿活化技术、烟气循环流化床技术及气体悬浮吸收法脱硫等脱硫工艺，由于这几种脱硫工艺均采用钙基吸收剂，因此，其副产物的化学组成较为接近，该类工艺所产生的副产物，俗称脱硫渣。
脱硫渣的成份为亚硫酸钙、硫酸钙、粉煤灰、未利用的钙基吸收剂等，其中以亚硫酸钙占较大比例，它含有比湿法脱硫废渣较高量的粉煤灰，及伴有较高比例的微量元素。脱硫渣的物理形态为含水率1%～3%的干态粉料。亚硫酸钙具有以下特点（1）易水化，在自然条件下因溶于水而流失；（2）在酸性环境下易分解，重新释放出二氧化硫；（3）亚硫酸钙的化学性质不稳定，在自然环境下会逐渐氧化为硫酸钙，同时体积会增大（将有可能影响原粉煤灰的综合利用）
    由于亚硫酸钙的特点，给脱硫渣的综合利用带来不利影响。目前国内外对于干法与半干法产生的脱硫渣多以抛弃方式处理，如回填废矿坑、选择专门的抛弃场地堆放等。
2.2石灰石湿法
优势：技术成熟、市场占有率高、脱硫效率高（95%以上）
缺点：设备腐蚀、结垢严重，容易产生烟囱雨，副产品石膏难以优化利用
该法技术成熟、脱硫效率较高（95%以上），但脱硫产生的亚硫酸钙、硫酸钙溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞，存在腐蚀设备、烟囱雨严重现象。控制吸收塔内的PH值是该脱硫技术的关键，会影响到脱硫效率、设备寿命、运行成本和副产品质量等。使用该脱硫技术的烧结机其烟气量、SO2浓度和温度是不断变化的，控制难度较大，因此烧结机会出现运行波动。副产品石膏脱水难、含杂质高（重金属、二噁英等），难以优化利用。同时，废水处理困难。
2.3氧化镁湿法
优势：脱硫效率高（95%以上），不易结垢、腐蚀，运营费用低
缺点：废水处理较困难、副产品硫酸镁制备工艺的连续性难掌握
该技术脱硫效率高，不易结垢，腐蚀情况比石灰石—石膏法要小的多，副产品硫酸镁价值高，可用于生产复合肥、建材等领域。存在湿法的其他缺点，如较难处理的废水，副产品硫酸镁制备工艺的连续性。
3. 北京中晶佳镁FOSS?烟气综合治理工艺的特点
3.1废水问题
     FOSS?烟气综合治理工艺将脱硫产生的废水与副产品生产工艺有效结合，将脱硫废水有效利用，实现整个系统零废水排放；
3.2固废问题
      FOSS?烟气综合治理工艺将烟气处理之后生产硫酸镁（含有一定比例的硝酸镁），生产新型建筑材料——“晶粉”；
3.3脱硫、脱硝、除尘一体化技术
     FOSS?脱硫脱硝除尘一体化工艺的排放标准
烟气中的有害成分  入口浓度  FOSS?QJ100的出口浓度
SO2(mg/Nm3)  ≤ 3500mg/Nm3  ≤ 35mg/Nm3
NOx(mg/Nm3)  ≤ 300mg/Nm3  ≤50mg/Nm3
粉尘(mg/Nm3)  ≤ 100mg/Nm3  ≤20mg/Nm3
    脱硫、脱硝、除尘一体化技术核心：FOSS?技术采用了强制氧化与旋转作用相结合:功能团(FG)被强制氧化物激发，在氧化与旋转作用下与化合物快速进行物理吸附及化学反应，实现超净排放。
4. 案例说明
4.1钙法改镁法可利旧清单（根据现场实际情况不同，利旧设备略有不同）
序号  名称  规格型号  备注
1  吸收剂制备系统(公用)  利旧改造
1.1  氧化镁上料系统  含管道、阀门等  新增
2  烟气系统  
2.1  膨胀节    利旧
2.2  电动双挡板门（含加热和密封）    
      
3  SO2吸收系统  
3.1  塔内件    
3.1.1  除雾器  阻燃PP，折板式，二级  更换
3.1.2  喷淋层  三层，FRP  更换
3.2  吸收塔循环泵    利旧
3.3  吸收塔搅拌器  侧进式搅拌器  利旧
3.4  浆液排出泵    利旧
3.6  喷嘴  90度低压空心锥喷嘴  更换
3.7  吸收塔循环泵滤网  FRP  
3.8  浆液排出泵滤网  FRP  
3.9  氧化风机    利旧
4  水系统（公用）  
4.1  工艺水箱    利旧
4.2  工艺水泵    利旧
4.3  除雾器冲洗水泵    利旧
4.4  冷却水泵    新增
5  浆液排放及收集系统  
5.1  综合楼地坑    
5.2  综合楼地坑搅拌器  材质：碳钢衬胶，顶搅  
5.3  综合楼地坑泵    
6  阀门及管道  
6.1  管道    
6.2  阀门    
7  电气仪控系统  利旧改造
8  副产品生产系统  新增

4.2.1荣钢265m2烧结镁法脱硫项目概述
荣钢265m2烧结镁法脱硫项目于2013年12月正式投运，目前已经连续运行20个月，通过现场了解，系统一直稳定运行，与烧结机实现了100%的同步运转率。该项目共计投资4800万元，其中荣程钢铁投资3200万元建设脱硫系统，世能中晶投资1600万元建设脱硫废液制备硫酸镁系统，世能中晶以4.38元/吨烧结矿的运营价格承包脱硫及副产品制备系统的运行管理5年。5年内，世能中晶的托管服务范围包括：能源（水电气）、脱硫剂的购买、人工、备品备件和副产品的销售，并承担因烟气排放不达标产生的环保处罚。
烟气量  1600000mg/m3
平均温度  150℃
入口SO2  1300mg/Nm3  出口SO2  25mg/Nm3
入口粉尘  150mg/Nm3  出口粉尘  45mg/Nm3
运行成本  4.38元/吨烧结矿
4.2.2荣程265m2烧结机烟气脱硫项目经济性分析
（1）脱硫岛入口烟气参数
序号  技术参数  单位  备注
1  设备规格  265m2  
2  烧结机台数  1  
3  工况湿基烟气量  1620000m3/h  平均烟温130℃
4  除尘器出口含尘浓度  小于100mg/Nm3  
5  除尘器出口SO2浓度  小于3000mg/Nm3  
6  烟气含湿量  %  8-10
7  烟气含氧量  %  16-18

（2）氧化镁分析资料
牌号  
氧化镁％≥  85
二氧化硅％≤  3.0
氧化钙％≤  4.0
灼烧失量％≤  8.0
细度（10％筛余）  200目
CAA值  150S
（3）供给脱硫岛气源、汽源、水源、电源的参数
蒸汽
压力  Mpa  0.4
温度  ℃  150
蒸汽量  t/h  5
仪用压缩空气
压力  MPa  0.6
空气量（氮气）  m3/min  2
工艺水
压力  Mpa  0.2~0.3
流量  m3/h  60
消防水
压力  Mpa  0.2~0.3
流量  m3/h  100
（4）运行成本分析
项目：荣程钢铁  单位  中晶佳镁镁法工艺
烧结机面积  平米/台  265
烧结机数量  台  1
烧结机年产量  万吨  262
年运行小时  h/年  7920
脱硫电费  年运行电费  万元  311.45
水费  年水费  万元  87.12
脱硫剂费用  年脱硫剂费  万元  840.15
人工费  人力成本  万元  90
设备维护费  万元  80
备品备件  万元  50
合计运行成本  万元  1458.73
副产品  副产品年收益  万元  256.61
综合运行成本  万元  1202.12
单位运行费用  元/吨矿  4.59

说明：北京中晶佳镁的运营服务内容
中晶佳镁负责整个脱硫系统的设计、建设、施工、安装和为期5年的运营服务，即整个脱硫系统的维护，负责范围为：
   （1）水、电等能源通过卡表计量，从业主处购买；
   （2）脱硫剂由中晶佳镁负责购买，副产品由世能中晶负责销售；
   （3）中晶佳镁负责整个系统的维护、保养，包括备品、备件，以及易损件、易耗件的更换；
   （4）中晶佳镁确保烟气排放达到国家环保要求，相应的环保验收及环保监测、环保定期监察等事宜由中晶佳镁负责。