环境保护技术文件铜冶炼污染防治最佳可行技术指南（试行）


Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and
Control for Copper Smelt Plant Industry (on Trial)
(征求意见稿)
环境保护部
二〇一〇年九月
目次
前 言......................................................................................................................................................... 1
1 总 则....................................................................................................................................................... 2
1.1 适用范 围.............................................................................................................................................2
1.2 术语和定 义........................................................................................................................................ 2
2 生产工艺及污染物排 放.......................................................................................................................2
2.1 生产工艺及产污环 节.........................................................................................................................2
2.2 主要污染物的产生与排 放................................................................................................................ 4
3 工艺过程污染预防技 术.......................................................................................................................6
3.1 富氧强化熔炼技 术.............................................................................................................................6
3.2 连续吹炼技 术.................................................................................................................................... 7
3.3 余热回收利用技 术.............................................................................................................................7
3.4 永久性不锈钢阴极电解 法................................................................................................................ 7
3.5 加压浸出--氧气顶吹熔炼阳极泥处理工艺................................................................................... 7
3.6 回转阳极炉固体还原剂喷吹技术....................................................................................................7
4 污染治理技 术...................................................................................................................................... 8
4.1 烟气收尘技 术.................................................................................................................................... 8
4.2 烟气制酸技 术.................................................................................................................................. 10
4.3 烟气脱硫技 术.................................................................................................................................. 13
4.4 其它废气治理技 术...........................................................................................................................15
4.5 废水治理技 术.................................................................................................................................. 16
4.6 固体废物治理技 术...........................................................................................................................18
4.7 噪声治理技 术.................................................................................................................................. 19
5 铜冶炼污染防治最佳可行技术........................................................................................................ 19
5.1 铜冶炼污染防治最佳可行技术概述..............................................................................................19
5.2 工艺过程污染预防最佳可行技术...................................................................................................21
5.3 烟气收尘最佳可行技 术...................................................................................................................21
5.4 烟气制酸最佳可行技 术...................................................................................................................24
5.5 烟气脱硫最佳可行技 术...................................................................................................................25
5.6 其它废气治理最佳可行技术.......................................................................................................... 27
5.7 废水治理最佳可行技 术...................................................................................................................28
5.8 固体废物处理处置最佳可行技术..................................................................................................29
5.9 最佳环境管理实 践............................................................................................................................30
1
前言
为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，加快建立环境技术管理体系，确保环境管理目标的技
术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术
进步和环保产业发展，根据《国家环境技术管理体系建设规划》，环境保护部组织制定污染防治技术政
策、污染防治最佳可行技术指南、环境工程技术规范等技术指导文件。
本指南可作为铜冶炼厂项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据，
是供各级环境保护部门、设计单位以及用户使用的指导性技术文件。
本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。
本指南由环境保护部科技标准司组织制定。
本指南起草单位：中国恩菲工程技术有限公司、中国京冶工程技术有限公司。
本指南由环境保护部解释。
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1 总则
1.1 适用范围
本指南适用于铜冶炼企业或具有铜冶炼工艺的生产企业。
1.2 术语和定义
1.2.1 最佳可行技术
是针对生活、生产过程中产生的各种环境问题，为减少污染物的排放，从整体上实现高水平环境保
护所采用的与某一时期的技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到
应用的、适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。
1.2.2 最佳环境管理实践
是指运用行政、经济、技术等手段，为减少生活、生产活动对环境造成的潜在污染和危害，确保实
现最佳污染防治效果，从整体上达到高水平的环境保护所采用的管理活动。
2 生产工艺及污染物排放
2.1 生产工艺及产污环节
铜冶炼方法主要分为火法炼铜和湿法炼铜两大类。
2.1.1 火法炼铜工艺
火法炼铜是生产铜的主要方法，特别是硫化铜矿，主要采用火法工艺。其生产过程一般由以下几个
工序组成：备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼，最终产品为电解铜。
火法炼铜也包括废杂铜的冶炼。
火法炼铜生产工艺及主要产污环节见图1。
2.1.2 湿法炼铜工艺
湿法炼铜是在常温常压或高压下，用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜，经过净液，使铜和杂质分离，
然后用萃取-电积法，将溶液中的铜提取出来。对氧化矿和自然铜矿，大多数工厂用溶剂直接浸出；对
硫化矿，通常先经焙烧，然后浸出。
湿法炼铜生产工艺及主要产污环节见图2。
3
铜精矿、熔剂等
原料制备
熔炼炉熔炼
阳极炉精炼
浇铸
电解精炼
阴极铜
成品包装
炉料
冰铜
吹炼炉吹炼
粗铜
阳极板
出售
燃料空气、富氧空气或纯氧等
烟气
收尘
净烟气
烟气冷却
烟尘
渣
贫化
冰铜渣
出售
熔剂、风、氧
烟气
收尘
净烟气
烟气冷却
烟尘
吹炼渣
返熔炼
精炼渣精炼炉烟气
返吹炼尾气脱硫
部分电解液
电解液净化
残极
返吹炼炉
或精炼炉
阳极泥
送阳极泥处理车间(或
出售)
烟气制酸
尾气脱硫
烟囱排空
G
G
G
G
G
G
G、W、S
烟囱排空
S
G 废气
W 废水
S 固体废物
N 噪声
S
G G G、W
G
图1 火法炼铜生产工艺流程及主要产污环节
4
破碎
阴极铜
电积
反萃
萃取
浸出液
浸出
氧化铜矿低品位硫化矿
G 废气
W 废水
S 固体废物
N 噪声
G、N
G、W
浸出渣
废电积液
有机相
萃余液S
焙烧G
图2 湿法炼铜生产工艺流程及主要产污环节
2.2 主要污染物的产生与排放
铜冶炼过程中会向大气、水体、土壤和声环境中排放污染物质，其中大气污染、水污染、固体废物
污染是主要环境问题。
2.2.1 大气污染
铜冶炼过程中产生的废气主要来源于：备料过程产生的含尘废气、工业炉窑烟气、环保通风烟气、
电解槽等散发的硫酸雾、氯化处理工段产生的含氯尾气、制酸尾气等。
铜冶炼过程中产生的主要大气污染物见表1。
表1 铜冶炼过程中产生的大气污染物及来源汇总
工序污染源主要污染物备注
干燥
工序
干燥窑烟气颗粒物、SO2
精矿上料、精矿出料、转运颗粒物
环保通风烟
气
配料
工序
抓斗卸料、定量给料设备、皮带运输设备转
运过程中扬尘
颗粒物
熔炼
工序
熔炼炉烟气
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
加料口、锍放出口、渣放出口、喷枪孔、溜
槽、包子房等处泄漏
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
环保通风烟
气
吹炼吹炼炉烟气
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
5
工序
加料口、粗铜放出口、渣放出口、喷枪孔、
溜槽、包子房等处泄漏
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
环保通风烟
气
精炼
工序
精炼炉烟气
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
渣贫
化
工序
炉窑烟气
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
加料口、锍放出口、渣放出口、电极孔、溜
槽、包子房等处泄漏
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
环保通风烟
气
烟气
制酸
制酸尾气含SO2、SO3、粉尘
电解
工序
电解槽及其它槽酸雾
电积
工序
电积槽及其它槽酸雾
净液
工序
真空蒸发器酸雾（160℃）
脱铜电积槽酸雾、AsH3 气体
阳极
泥处理工
序
回转窑排料粉尘
硒吸收塔SO2
贵铅炉烟尘
分银炉烟尘
中频炉烟尘
反应槽酸雾
水溶液氯化槽微量氯气
银电解造液槽NOX
银电解槽、干燥器HNO3、NOx
中频感应炉烟气
2.2.2 水污染
铜冶炼过程中产生的废水主要来源于二氧化硫烟气净化排出的废酸，湿法冶炼中的阳极泥工段、中
心化验室排出的含酸废水，车间地面冲洗水，工业冷却循环水的排污水，余热锅炉排污水，锅炉化学水
处理车间排出的酸碱废水和硫酸场地的初期雨水。其中烟气净化排出的废酸中含重金属离子等有毒有害
物质，对环境的污染最严重。铜冶炼过程中产生的主要水污染物及来源见表2。
表2 铜冶炼过程中产生的水污染物及来源汇总
废水种类排水来源主要污染物备注
冶金炉水套排污水工业炉窑汽化水套或水冷水套热污染
余热锅炉排污水
化学水处理站排污
水
余热锅炉房、化学水处理站热污染
锅炉排污水排至降
温池
含酸碱污水排至中
和池
金属铸锭或产品熔
铸冷却水排水
圆盘浇铸机、直线浇铸机等热污染
冲渣水和直接冷却
水
水淬装置等
固体颗粒物以
及少量重金属污染
物
沉淀处理后循环使
用
6
湿式除尘
循环水系统
精矿干燥烟气湿式除尘废水SS、热污染
沉淀、冷却后循环使
用，少量外排。
酸性污水
制酸系统烟气净化装置
泵类设备泄露
重金属离子、废
酸、酸泥
进污酸污水处理站
电解、净液、阳极泥
处理车间排水
电解槽、阴极板清洗水
Cu2+、硫酸、Ni、
As、Bi、Sb、Ag
返回电解系统
含氯尾气吸收后的废水Cl-、Na+ 去污酸污水处理站
硒吸收塔溶液、洗涤粗硒的洗液Se 铁屑置换后渣弃去
银粉洗涤水
Pb、As、Bi、Sb、
Ag、Cu
返回电解系统
车间地面冲洗水、压滤机滤布清洗水重金属离子返回电解系统
2.2.3 固体废物污染
铜冶炼排放的固体废物主要有：冶炼水淬渣、渣选矿尾矿、浸出渣、制酸系统铅渣、污酸污水处理
渣、脱硫副产物等。
铜冶炼过程中产生的主要固体废物及来源见表3。
表3 铜冶炼过程中产生的固体废物及来源汇总
固体废物名称固体废物来源主要污染物备注
冶炼水淬渣贫化电炉一般固体废物
渣选矿尾矿渣选矿一般固体废物
浸出渣湿法炼铜浸出工段
重金属元素和酸根离
子
危险固体废物
制酸系统铅渣制酸系统烟气净化工段Pb2+ 危险固体废物
硫化渣污酸处理系统
Cu2+ 、As3+等重金属元
素
危险固体废物
石膏渣污酸处理系统一般固体废物
中和渣污水处理系统
As3+、F-、Cu2+等重金
属元素
危险固体废物
脱硫副产物烟气脱硫系统
Ca2+ 、Mg2+、SO42- 、
SO3
2-
危险固体废物
2.2.4 噪声污染
铜冶炼过程产生的噪声主要为由于机械的撞击、摩擦、转动等运动而引起的机械噪声以及由于气流
的起伏运动或气动力引起的空气动力性噪声，主要噪声源有：熔炼炉、吹炼炉、精炼炉、余热锅炉、鼓
风机、空压机、氧压机、二氧化硫风机、各类除尘风机、各种泵类等。铜冶炼主要噪声源及噪声声级见
表4。
表4 铜冶炼过程中主要噪声源及噪声声级单位：dB(A)
噪声源噪声级排放规律噪声源噪声级排放规律
余热锅炉
汽包排气
~120 间歇式空压机~105 连续式
7
汽化冷却
装置放散
110~120 间歇式氧压机~105 间歇式
破碎机~110 连续式风机92~96 连续式
球磨机~100 连续式水泵85~92 连续式
加压釜~95 连续式冷却塔~95 连续式
3 工艺过程污染预防技术
3.1 富氧强化熔炼技术
富氧强化熔炼技术是指在熔炼中通入富氧（空气含氧量50%以上）或工业纯氧，强化熔炼过程，
充分利用精矿中铁和硫在氧化过程中放出的热量，减少燃料消耗量，在自热或接近自热的条件下进行熔
炼。采用富氧强化熔炼技术的工艺归纳为两大类：一类是闪速熔炼方法，如奥托昆普闪速熔炼、INCO
氧气闪速熔炼等；另一类是熔池熔炼方法，如诺兰达熔炼、澳斯麦特/艾萨熔炼、氧气顶吹熔炼、白银
法熔炼、氧气底吹熔炼等。
由于入炉的氮气量减少，烟气体积降低，SO2 浓度提高，便于制造硫酸或其他硫产品，总硫利用率
显著提高，同时SO2 排放量显著下降；烟气量减少使得烟气处理设施投资费用降低；烟气量减少也使热
支出减少，进一步降低了能耗。
3.2 连续吹炼技术
该技术通过溜槽加液态铜锍或通过皮带加水淬后的固态铜锍，取消了包子倒运过程，使得吹炼烟气
低空污染得到彻底解决。采用连续吹炼技术的工艺有：闪速连续吹炼、氧气顶吹浸没喷枪连续吹炼、侧
吹连续吹炼、三菱连续吹炼等。
该技术过程连续进行，作业率高；炉子密闭性好，漏风小，冶炼烟气量少且稳定，二氧化硫浓度高，
烟气处理成本低；作业环境好，可大幅提高硫的回收率，降低生产成本。
该技术适用于铜锍吹炼生产系统。
3.3 余热回收利用技术
火法冶金炉排烟温度均在800℃以上，在收尘处理前必先经过冷却。烟气冷却的目的是使烟气调节
到某一低温范围，以适应收尘设备和排风机的要求。冷却系统除了使烟气降温外，还有一定的收尘作用，
同时将余热加以利用。余热回收方式有：利用离炉烟气预热空气（或煤气）；使用余热锅炉或汽化冷却
装置生产中、低压蒸汽和热水；利用废气循环调节炉温和改善燃烧；利用离炉烟气加热入炉冷料。
该技术适用于铜锍熔炼、吹炼、精炼生产过程。
3.4 永久性不锈钢阴极电解法
永久性不锈钢阴极铜电解技术是以不锈钢阴极取代传统电解法的始极片，且不锈钢阴极可重复使
用，省去了生产始极片的种板电解槽系统，同时也省去了由始极片、导电棒及吊攀组装成阴极的制作工
艺，使整个生产流程大为简化。
永久性不锈钢阴极铜电解技术还具有以下优点：电流密度高、极距小；阴极周期短、产品质量高；
残极率低；蒸汽耗量低。
该技术适用于现代大型铜冶炼企业。
3.5 加压浸出--氧气顶吹熔炼阳极泥处理工艺
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加压浸出--氧气顶吹熔炼工艺流程为：阳极泥加压浸出—氧气顶吹熔炼—银电解—水溶液氯化分金
—控制电位还原，最终产品为金和银。
该工艺用加压浸出代替传统的硫酸化焙烧—稀硫酸浸出、用氧气顶吹熔炼代替传统的还原熔炼加氧
化精炼，缩短了生产工艺流程，提高了生产效率，减少了污染物排放。
该技术适用于单系统铜熔炼能力在20 万吨/年及以上的项目。
3.6 回转阳极炉固体还原剂喷吹技术
采用新型固体还原剂（利用褐煤半焦与无烟煤以一定比例进行配比，即得到新型固体还原剂）取代
重油、柴油、液化石油气等传统还原剂。工艺设备主要包括还原剂制备系统及喷吹系统。
采用该技术阳极精炼炉烟气黑度低于林格曼等级Ⅰ级，逸散烟气减少；降低了铜阳极板的生产成本，
使用新型固体还原剂较使用重油可节约生产成本约8.9 元/吨铜～18.7 元/吨铜。
该技术适用于铜回转阳极精炼系统。
4 污染治理技术
4.1 烟气收尘技术
4.1.1 密闭尘源技术
4.1.1.1 技术原理
将散发粉尘的地点密闭起来，防止粉尘的扩散。如在各扬尘点设排风罩或采用封闭式物料输送设备、
自带密闭罩的破碎筛分设备等。
4.1.1.2 消耗及污染物排放
密闭尘源属一次性投资，防尘效果显著，是实施其他防尘技术的前提。
4.1.1.3 技术适用性及特点
密闭尘源技术适用于物料储仓、物料卸料点、物料转运点、物料受料点、物料破碎筛分设备等扬尘
点的密闭，也适用于炉窑加料口、锍排出口、渣排出口、铜水包房、渣包房、溜槽等产烟部位的密闭。
密闭罩的设置既要有效控制尘源，又要兼顾不影响生产操作、设备检修等。在不能全密闭的情形下可采
用半密闭或采用上吸罩、侧吸罩等。
4.1.2 加湿防尘技术
4.1.2.1 技术原理
当加湿物料不影响生产和改变物料性质时，可加湿防尘或喷雾抑尘。加湿点选在卸料、转运等物料
有落差易扬尘的部位。加湿喷嘴采用雾化喷头，加湿水压力宜0.4MPa 以上。
4.1.2.2 技术适用性及特点
加湿防尘是一种经济有效的防尘方法，适用于对原料水分无严格要求的冶炼工艺中备料工段的防
尘。
4.1.3 电收尘技术
4.1.3.1 技术原理
电收尘器是含尘气体在通过高压电场电离、粉尘荷电，在电场力的作用下粉尘沉积于电极上，从而
9
使粉尘与含尘气体分离的一种收尘设备。电收尘器的收尘过程包括气体的电离、粉尘获得离子而荷电、
荷电粉尘向电极移动、将电极上的粉尘清除到灰斗中共四个步骤。
4.1.3.2 消耗及污染物排放
电除尘器的能耗主要由设备阻力损失、供电装置、电加热保温和振打电动机等能耗组成。由于电除
尘器设备阻力较小，仅约300Pa 左右，因此总的能耗较低。
电除尘器的性能与烟尘的比电阻、集尘电极的总表面积、气体的体积流量以及颗粒物的驱进速度等
因素有关。电除尘器除尘效率为99.0%~99.8%、烟尘排放浓度可达50mg/m3 以下。
由于电收尘不是烟气处理的最末端，后续处理有烟气制酸及烟气脱硫，因此对电收尘器后粉尘浓度
的控制应结合技术及经济因素综合考虑。一般送硫酸厂烟气粉尘浓度控制在500mg/m3 以下。
4.1.3.3 技术适用性及特点
电收尘器与其它收尘设备相比具有以下特点：阻力小，耗能少；四电场电收尘器的阻力一般不会超
过300Pa；收尘效率高；适用范围广；能捕集0.1μm 以上的细颗粒粉尘，烟气含尘量可高达100g/m3, 能
适应400℃以下的高温烟气；处理烟气量大；自动化程度高，运行可靠；一次性投资大；结构较复杂，
消耗钢材多，对制造、安装和维护管理水平要求较高；应用范围受粉尘比电阻的限制。适用于比电阻范
围在1×104Ω·cm～5×1011Ω·cm 之间。
电收尘技术在铜冶炼厂主要用于熔炼炉收尘、吹炼炉收尘、贫化电炉收尘。
4.1.4 袋式收尘技术
4.1.4.1 技术原理
袋式收尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗
粒大、比重大的粉尘由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有细小颗粒粉尘的气体在通过滤料时，烟
尘被阻留，使气体得到净化。粉尘在滤袋表面积累到一定数量时进行清灰，落入灰斗的粉尘由卸灰系统
输出。
4.1.4.2 消耗及污染物排放
袋式除尘器的运行费用主要是更换滤袋的费用。袋式除尘器的电能消耗主要来自设备阻力消耗、清
灰系统消耗、卸灰系统消耗。
袋式除尘器的除尘总效率在99.5%以上，最高可达99.99%。烟尘排放浓度可低于30mg/m3。
4.1.4.3 技术适用性及特点
袋式收尘一般能捕集0.1μm 以上的烟尘，且不受烟尘物理化学性质影响，但对烟气性质，如烟气
温度、湿度、有无腐蚀性等要求较严。袋式收尘器与电收尘器相比，一次性投资小，但后期维护费用较
大。袋式收尘技术在铜冶炼厂一般可用于精矿干燥和阳极炉烟气收尘。当袋式收尘用于精矿干燥收尘时，
由于烟气温度低且含水分高，应采用抗结露覆膜滤料。清灰方式采用脉冲清灰。袋式除尘器也适用于通
风除尘系统及环保排烟系统废气净化。
4.1.5 旋风收尘技术
4.1.5.1 技术原理
旋风收尘器是利用离心力的作用，使烟尘从烟气中分离而加以捕集的装置。
10
4.1.5.2 消耗及污染物排放
旋风除尘器的动力消耗主要来自设备阻力消耗。
4.1.5.3 技术适用性及特点
旋风收尘器的特点是结构简单，造价低，操作管理方便，维修工作量小。对10μm 以上的粗粒烟尘
有较高的收尘效率。可用于高温（450℃）、高含尘量400 g/m3～1000g/m3）的烟气。旋风收尘器对处理
烟气量的变化很敏感，烟气量变小其收尘效率大幅度降低；烟气量增大其流体阻力急剧加大。旋风收尘
器一般只能作粗收尘使用，以减轻后序收尘设备的负荷。
4.1.6 烟气收尘新技术
4.1.6.1 电袋复合式收尘器技术
将电收尘器与袋式收尘器有机的溶为一体，电收尘器与袋式收尘器的优点互相补充，使收尘设备的
尺寸减少。对电收尘器而言，粉尘比电阻不再是决定的因素；对袋式收尘器而言，可以实现高气布比下
的超高收尘效率，也解决了袋滤室内粉尘再飞散的问题。本技术中袋式收尘器的过滤风速可达3m/min，
收尘效率可以达到99.99%以上。
4.1.6.2 移动电极型电收尘器技术
移动电极型电收尘器与普通的固定电极型电收尘器的主要区别是收尘电极是移动的。由于是靠旋转
刷剥离粉尘，移动电极最突出的特点是粉尘的二次飞扬显著减少，收尘效率提高。同时，移动电极几乎
不粘附粉尘，粉尘剥离比较彻底，并有效防止发生反电晕，也可收集高比电阻粉尘。其排放浓度可低于
50mg/m3。
4.1.6.3 高频电源技术
高频电源技术具有重量轻、体积小、收尘效率高、对电网无干扰、节能等优点，成为可替代传统可
控硅调压整流装置的电源。高频电源更适合高含尘的烟气，可有效避免电晕闭锁现象的发生。也可采取
脉冲供电的方式，用于高比电阻粉尘收集。
4.1.6.4 高温型袋式收尘技术
采用耐高温不锈钢纤维作为过滤材料，能直接处理280℃～700℃的高温含尘烟气，瞬间温度达
800℃。过滤材料的物理、化学稳定性好，对所处理的烟气性质要求不严，因此滤袋使用寿命长、适用
范围广。过滤速度高，可以在1～8m/min 内选取，常用过滤速度可以达到常规袋式除尘器的4～5 倍。
设备性能优良，适用性强。采用声波吹灰器作为清灰装置，实现了在高温工况下对除尘设备的清灰，而
且吹灰器能稳定、连续地运行。产品模块系列化，可根据工况条件选择相关型号的产品和模块数。采用
离线清灰的方式，可实现除尘模块离线抢修。
4.2 烟气制酸技术
4.2.1 绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术
4.2.1.1 技术原理
通过液体喷淋气体，利用绝热蒸发降温增湿及洗涤的作用使杂质从烟气中分离出来，进而达到除尘、
除雾、吸收废气、调整烟气温度的目的。净化工序由洗涤设备、除雾设备和除热设备组成，各种设备在
烟气净化流程中可以有多种不同的组合和排列方式。典型烟气净化流程如：一级洗涤→烟气冷却→二级
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洗涤→一级除雾→二级除雾。
4.2.1.2 消耗及污染物排放
烟气净化外排压滤渣（指不溶性颗粒物及部分有价金属）和废酸。废酸中含有砷、氟以及其它重金
属离子化合物。
4.2.1.3 技术适用性及特点
采用绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术，提高了循环酸浓度，减少了废酸排放量，降低了新水消
耗。本技术适用于所有的铜冶炼烟气的湿式净化。
4.2.2 低位高效二氧化硫干燥和三氧化硫吸收技术
4.2.2.1 技术原理
因水蒸汽对生产工艺有危害，因此SO2 进转化工序前必须进行干燥，浓硫酸具有强烈的吸水性
能常用作干燥气体的吸收剂；98.3%浓硫酸吸收SO3 吸收快、吸收率高、酸雾少，因此被作为SO3 的吸
收剂。
4.2.2.2 消耗及污染物排放
硫酸尾气从吸收塔（或最终吸收塔）排出，尾气SO2 浓度低于400mg/Nm3，硫酸雾浓度低于
40mg/Nm3。
4.2.2.3 技术适用性及特点
低位高效干吸工艺相对于传统工艺干燥塔和吸收塔操作气速高、填料高度低、喷淋密度大，减小了
设备直径及高度，节省了设备投资。干燥塔、吸收塔、泵槽均低位配置，有利于降低泵的能耗。干燥塔
采用丝网除沫器、吸收塔采用纤维除雾器，降低了尾气中的酸雾含量。
该技术适用所有烟气干燥和SO3 的吸收。
4.2.3 湿法硫酸技术
4.2.3.1 技术原理
烟气经过湿式净化后，不经干燥直接进行催化氧化，SO2 转化为SO3，进而水合生成硫酸（气态），
然后在特制的冷凝器中被冷凝生成液态浓硫酸，作为商品级工业硫酸出售或自用。
4.2.3.2 消耗及污染物排放
采用湿法硫酸技术处理低浓度SO2 烟气，与传统的FGD 工艺相比，没有任何副产品和废物排出，
硫资源利用率接近100%。
4.2.3.3 技术适用性及特点
该技术适合处理SO2 浓度为1.75%~3.5%的烟气，如SO2 浓度低于1.75%，需要消耗额外的能量，
满足系统热平衡要求，经济性较差。
4.2.4 单接触技术
4.2.4.1 技术原理
单接触是指SO2 烟气只经一次转化和一次吸收。单接触工艺转化率相对较低，不能达到尾气排放限
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值，需另外配置FGD 装置。单接触工艺由转化器和外置换热器组成。通常采用四段转化、设置4 台换
热器完成烟气的换热。
4.2.4.2 消耗及污染物排放
采用单接触+尾气脱硫技术，冶炼烟气中的SO2 大部分以硫酸的形式回收，少量再通过FGD 以其
它化工产品回收，SO2 转化率不低于99.5%。
4.2.4.3 技术适用性及特点
该技术适用于SO2 浓度在3.5%～6%之间的烟气制取硫酸。
4.2.5 双接触技术
4.2.5.1 技术原理
双接触技术是指SO2 烟气先进行一次转化，转化生成的SO3 在吸收塔（中间吸收塔）被吸收生成硫
酸，吸收后烟气中仍然含有未转化的SO2，返回转化器进行二次转化，二次转化后的SO3 在吸收塔（最
终吸收塔）被吸收生成硫酸。一般采用四段转化，根据具体烟气条件可选择五段转化。
4.2.5.2 消耗及污染物排放
采用双接触工艺，烟气中的SO2 以硫酸的形式回收，SO2 转化率不低于99.6%。
4.2.5.3 技术适用性及特点
该技术适用于SO2 浓度在6%~14%之间的烟气制取硫酸。
4.2.6 预转化技术
4.2.6.1 技术原理
预转化技术是指烟气在未进入正常转化之前，先经过一次转化（段数不定），把烟气中的SO2 浓度
降低到主转化器、触媒能够接受的范围内，同时在预转化生成的SO3 进入主转化器后，起到抑制一层转
化率的作用，避免因温度过高损坏触媒和设备。
4.2.6.2 技术适用性及特点
采用预转化技术，提高了转化率，降低了尾气污染物排放浓度及排放量。该技术适用于SO2 浓度高
于14%的烟气制取硫酸。
4.2.7 LURECTM 再循环技术
4.2.7.1 技术原理
本技术是将反应后的含SO3 烟气部分循环到一层入口，抑制一层SO2 的氧化反应，从而控制触媒层
温度在允许范围内。
4.2.7.2 消耗及污染物排放
采用LURECTM 再循环技术，转化率超过99.9%，进一步降低了尾气污染物排放浓度和排放量。
4.2.7.3 技术适用性及特点
该技术适用于SO2 浓度高于14%的烟气制取硫酸。
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4.2.8 废酸浓缩回收技术
4.2.8.1 技术原理
对废硫酸进行加热，使其蒸发浓缩，生产浓硫酸, 进入成品硫酸系统。
4.2.8.2 消耗及污染物排放
可采用硫酸装置自身产生的余热生产蒸汽作为一次热源。蒸发浓缩工艺较传统的石灰石-石膏法处
理废硫酸，减少了大量低质量石膏的产生，避免了二次污染，回收了有用资源。
4.2.8.3 技术适用性及特点
该技术适用于任何烟气制酸装置。
4.3 烟气脱硫技术
4.3.1 氨法脱硫技术
4.3.1.1 技术原理
氨法脱硫技术主要利用（废）氨水、氨液作为吸收剂吸收去除烟气中的SO2。氨法工艺过程包括
SO2 吸收、中间产品处理和产物处置。根据过程和副产物不同，氨法可分为氨-酸法及氨-亚硫酸铵法等。
4.3.1.2 消耗及污染物排放
氨法脱硫需要消耗脱硫剂和电能，氨-亚硫酸铵法需要有一定的蒸汽消耗，吸收1 吨SO2 需要消耗
约0.5 吨液氨。采用该方法应有可靠的氨源，电力消耗主要为烟气增压风机和吸收剂循环泵。
氨法脱硫效率可达95%以上，当烟气SO2 含硫量在3000mg/m3 以下时，SO2 排放浓度可控制在
150mg/m3 以下。氨法脱硫存在氨逃逸问题，同时有含氯离子酸性废水排放，造成二次污染。
4.3.1.3 技术适用性及特点
氨法脱硫可将烟气中的SO2 作为资源回收利用，适用于液氨供应充足，且副产物有一定需求的冶
炼企业。氨法脱硫工艺简单，占地小，在脱除SO2 同时具有部分脱硝功能。
4.3.2 石灰/石灰石-石膏法脱硫技术
4.3.2.1 技术原理
石灰/石灰石-石膏法脱硫技术是用石灰或石灰石母液吸收烟气中的SO2，反应生成硫酸钙，净化后
烟气可达标排放。脱硫系统主要包括吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、石膏脱水及贮存系统。脱
硫吸收塔多采用空塔形式，吸收液与烟气接触过程中，烟气中SO2 与浆液中的碳酸钙进行化学反应被脱
除，最终产物为石膏。
4.3.2.2 消耗及污染物排放
石灰/灰石石-石膏法需要消耗石灰石、电能和水。石灰/石灰石-石膏法脱硫效率可达95%以上，当
烟气SO2 含硫量在3000mg/Nm3 以下时，SO2 排放浓度可控制在150mg/Nm3 以下。脱硫系统含氯离子酸
性废水连续排放，产生脱硫石膏副产物，还产生粉尘污染，风机、泵等噪声污染。同时每脱除1 摩尔
SO2 要有等摩尔的CO2 增量排放。
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4.3.2.3 技术适用性及特点
石灰/石灰石-石膏法脱硫技术适应性较强，在满足铜冶炼企业低浓度SO2 治理的同时，还可以部分
去除烟气中的SO3、重金属离子、F-、Cl-等。石灰/石灰石-石膏法脱硫装置占地面积相对较大、吸收剂
运输量较大、运输成本较高、副产物脱硫石膏处置困难，不适合脱硫剂资源短缺、场地有限的冶炼企业。
4.3.3 钠碱法脱硫技术
4.3.3.1 技术原理
钠碱法脱硫技术采用碳酸钠或氢氧化钠作为吸收剂，吸收烟气中SO2，得到Na2SO3作为产品出售。
钠碱法的工艺过程可分为吸收、中和、浓缩结晶和干燥包装四步。
4.3.3.2 消耗及污染物排放
钠碱法需要消耗碳酸钠或氢氧化钠、电能和水，主要污染物为废水。
4.3.3.3 技术适用性及特点
钠碱法脱硫流程简洁，占地面积小，脱硫效率高，吸收剂消耗量少，副产物有一定的回收价值，运
行成本较高。适用于氢氧化钠或碳酸钠来源较充足的地区。
4.3.4 金属氧化物吸收脱硫技术
4.3.4.1 技术原理
根据部分金属氧化物如MgO、ZnO、Fe2O3、MnO2、CuO 等对SO2 都具有较好吸收能力的原理，
对含SO2 废气进行处理。通常将氧化物制成浆液洗涤气体，此技术可以有效地同冶金工艺相结合，处理
低浓度的SO2 废气。国内已有工业装置的有氧化锌法、氧化镁法和氧化锰法。工艺过程包括吸收剂浆液
制备、SO2 吸收、饱和浆液的浓缩和干燥、脱硫剂再生等。
4.3.4.2 消耗及污染物排放
金属氧化物吸收需要消耗金属氧化物、电能和水。金属氧化物法脱硫效率可达90%以上，基本可
以满足铜冶炼企业烟气尾气脱硫的排放要求。
4.3.4.3 技术适用性及特点
金属氧化物法脱硫适用范围较小，主要应用于金属氧化物易得或金属氧化物为副产物的冶炼厂烟气
脱硫。金属氧化物法脱硫运行成本较低，脱硫副产物可与冶炼工艺相结合，减少二次污染。金属氧化物
法普遍存在管道及阀门堵塞问题，影响系统稳定运行和开工率。
4.3.5 有机溶液循环吸收脱硫技术
4.3.5.1 技术原理
有机溶液循环吸收脱硫技术采用的吸收剂是以离子液体或有机胺类为主，添加少量活化剂、抗氧化
剂和缓蚀剂组成的水溶液；该吸收剂对SO2 气体具有良好的吸收和解吸能力，在低温下吸收SO2，高温
下将吸收剂中SO2 再生出来，从而达到脱除和回收烟气中SO2 的目的。工艺过程包括SO2 的吸收、解析、
冷凝、气液分离等过程，得到纯度为99%以上的SO2 气体送制酸工艺。
4.3.5.2 消耗及污染物排放
溶液循环吸收法需要消耗有机吸收剂、低压蒸汽、除盐水和电能。有机溶剂年消耗量约占系统溶剂
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总量的5%～10%，溶液再生低压蒸汽压力为0.4MPa～0.6MPa。除盐水主要用于吸收剂的配制、系统补
水和净化系统的再生。溶液循环吸收法脱硫效率可达99%，在烟气除尘降温单元有含氯离子及重金属
离子酸性废水排放。
4.3.5.3 技术适用性及特点
适用于厂内低压蒸汽易得，烟气SO2 浓度较高、波动较大，副产物二氧化硫可回收利用的冶炼企业。
该技术不需要运输大量的吸收剂，流程简洁，自动化程度高，副产高浓度二氧化硫。但该技术一次性投
资大，再生蒸汽能耗较高，同时存在较严重的设备腐蚀问题，运行维护成本高。
4.3.6 活性焦吸附法脱硫技术
4.3.6.1 技术原理
活性焦吸附污染物时有两种作用机理，一种为物理吸附，一种为化学吸附。活性焦脱硫系统由烟气
系统、吸附系统、解析系统、活性焦储存及输送系统、硫回收系统等组成。活性焦吸附SO2 后，在其表
面形成硫酸存在于活性焦的微孔中，降低其吸附能力，可采用洗涤法和加热法再生。再生回收的高浓度
SO2 混合气体送入硫回收系统作为生产浓硫酸的原料。
4.3.6.2 消耗及污染物排放
需要消耗活性焦、电能和（或）蒸汽。脱硫效率可达95.6%，同时具有脱尘、脱硝、除汞等重金属
的功能，无二次污染排放。
4.3.6.3 技术适用性及特点
适用于厂内蒸汽供应充足，场地宽裕，副产物二氧化硫可回收利用的冶炼企业。工艺流程简单，活
性焦廉价易得，再生过程中副反应少。吸附容量有限，需要在低气速（0.3m/s～1.2m/s）下运行，因而
吸附体积较大。化学再生和物理循环过程中活性焦会气化变脆、破碎及磨损而粉化，并因微孔堵塞丧失
活性。
4.3.7 脱硫新技术
4.3.7.1 等离子体烟气脱硫脱硝技术
等离子体烟气脱硫脱硝技术采用烟气中高压脉冲电晕放电产生的高能活性离子，将烟气中SO2 和
NOx 氧化为高价的硫氧化物和氮氧化物，最终与水蒸汽和注入反应器的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。等
离子体烟气脱硫脱硝的特点是工程投资及运行费用低，能同时脱硫脱硝，产物可以作为肥料，无二次污
染。
4.3.7.2 生物脱硫技术
生物脱硫可将烟气中的二氧化硫以具有经济价值的单质硫的形式分离回收。生物脱硫的运行成本比
传统脱硫方式运行费用低30%以上。
4.4 其它废气治理技术
4.4.1 填料吸收塔废气吸收技术
4.4.1.1 技术原理
该技术利用酸液的溶解特性，使含酸气体充分与水接触，溶于水中，得以净化。
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4.4.1.2 消耗及污染物排放
能耗主要为风机及循环泵动力消耗。进塔酸雾浓度低于600mg/m3 时，净化效率可达90%~95%。
4.4.1.3 技术适用性及特点
技术成熟实用，设备构造简单，运行管理方便。适用于硫酸雾、盐酸雾以及其他水溶性气体的吸收
处理。吸收液有水和碱液两种，视被吸收有害物质的成分确定。采用空塔喷淋时可作为废气处理的预处
理。
4.4.2 动力波湍冲废气吸收技术
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