多层大孔板以自洗方式净化高浓度二氧化硫净化塔.doc

多层大孔板以自洗式净化高浓度二氧化硫净化塔
研制与开发可行性研究报告
一、项目摘要
项目的主要内容是工业窑炉排放的高浓度二氧化硫（6000~25000mg/m3）的脱硫设备研制。
项目的创新点是将单位面积一定孔数的多层大孔板以自洗方式处理二氧化硫的独创技术与国内现有脱硫技术进行整合，实现冲击水浴式、自激式、塔板自洗式三种处理方式一塔完成，达到脱硫率大于98%，从而使高浓度二氧化硫达标排放。技术水平处于国内领先水平。项目的主要用途是工业窑炉高浓度二氧化硫的脱硫，适用于冶金、建材等工业窑炉高浓度有害气体的净化。
项目计划完成时可批量生产，实现年生产能力50台（套），净化塔脱硫除尘后排放的二氧化硫浓度小于850mg/m3，烟（粉）尘浓度小于100mg/m3，符合《工业炉窑大气污染物排放标准》（ＧＢ９０７８-１９９６）二级，净化塔脱硫率大于９８％。
二、项目提出的目的及意义
葫芦岛市钼矿资源丰富，作为国家钼业基地之一，其金属钼产量居全国首位。在近二十年的开采和钼的深加工生产中，为国家出口创汇及葫芦岛地区的经济发展做出了巨大的贡献。然而，辖区内几十家钼铁冶炼企业排放的高浓度二氧化硫（6000~25000mg/m3）也给葫芦岛地区的大气环境带来了巨大的危害。葫芦岛市钼精矿年产量平均为4万吨（钼精矿的主要成份是二硫化钼），仅加工钼精矿生产三氧化钼就可产生二氧化硫2.4万吨，且浓度高达6000~25000mg/m3，是国家允许排放标准的7.1~29.4倍，严重危害植被和人类的身心健康。葫芦岛市现有钼铁冶炼企业43户，它们不仅加工本地的钼精矿，还从俄罗斯、蒙古、和智利进口大量的钼精矿。由此，葫芦岛地区仅由钼精矿加工产生的二氧化硫每年达4万吨。
1998年，国家经济贸易委员会、国家发展计划委员会、财政部和环境保护总局联合发文《关于在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区开展征收二氧化硫排污费扩大试点的通知》开始实行二氧化硫排放总量控制，并把葫芦岛市列为全国二氧化硫污染控制区。《辽宁省大气环境综合整治方案》（辽政发[1999]29号）文件进一步明确葫芦岛市钼铁冶炼企业产生的二氧化硫列为全省四大专项整治重点之一。
葫芦岛市各钼铁冶炼企业的年产值在8000万~50000万元之间，年总产值约60亿元。如果不能按期完成二氧化硫达标排放和总量削减，葫芦岛市钼铁冶炼企业将无法继续生存，经济损失巨大。
在此严峻的形势下，葫芦岛市各级环保部门采取了积极的行动，多次向省内外的环保设备制造企业招标。几年来，共有二十余户省内外的环保设备制造企业在葫芦岛市的钼铁冶炼企业进行了多次脱硫试验。终因钼铁冶炼企业排放的二氧化硫浓度太高，脱硫设备的脱硫率（40~85%）较低而宣告失败。
2002年，葫芦岛市连山环保设备制造有限公司与北京市劳动保护科学研究所经反复二十余次试验联合开发的高浓度二氧化硫脱硫技术在实验室获得成功，并于2003年9月获得国家专利。
该项专利技术的转化应用在葫芦岛市连山区新资源综合加工厂的一组焙烧窑的小型试验，200５年８月在实际生产条件下的小型试验获得成功。经葫芦岛市连山区环境保护监测站连续二天、六次的监测，葫芦岛市连山区新资源综合加工厂工业窑炉排放的二氧化硫均符合《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）二级。目前该项目的中试已选定在葫芦岛东越金属有限公司，将对该厂六组焙烧窑排放的二氧化硫进行脱硫试验。中试的技术条件已具备，前期准备工作已经开始。
项目的主要用途是工业窑炉高浓度二氧化硫的脱硫，适用于冶金、建材等工业窑炉高浓度有害气体的净化。工业窑炉高浓度有害气体经过净化塔脱硫除尘后排放的二氧化硫浓度<850mg/m3，烟（粉）尘浓度<100mg/m3，符合《工业窑炉大气污染物排放标准》（GB9078-1996）二级。净化塔脱硫率大于98%。（缺企业实施该项目的优势）
三、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析
1． 项目产品的主要用途，目前主要使用领域的需求量，未来市场预测。
本项目产品高浓度二氧化硫净化塔主要应用于高浓度二氧化硫的脱硫除尘。目前研发的主要使用领域为葫芦岛地区及国家其它钼业基地钼铁冶炼企业排放的高浓度二氧化硫的治理。
其需求量仅葫芦岛地区43家钼铁冶炼企业，年产生高浓度二氧化硫约4万吨就需要160台（套）高浓度二氧化硫净化塔（每台年净化二氧化硫250吨）。据有关资料统计，中国钼精矿年产量约25万吨，加上进口，年加工钼精矿约40万吨，需高浓度二氧化硫净化塔1600台（套）。
2． 分析本项目产品的国内外市场竞争能力，替代进口或出口的可能性
目前，对于排放二氧化硫浓度在3000mg/m3以下的锅、窑炉，国内外的脱硫除尘技术比较成熟，基本能满足达标排放的环保要求。然而随着环境保护工作的不断深入，国家环保部门不但要求企业二氧化硫达标排放，而且控制二氧化硫的排放总量。这就决定了脱硫率高的产品市场竞争力也强。
本项目产品以其脱硫率大于98%，产品价格仅为国外同类产品的四分之一的显著特点，完全可以替代进口。
目前，应用于治理高浓度二氧化硫（6000~25000mg/m3）污染的脱硫除尘产品，且脱硫率大于98%，国内外尚未见报道。
四、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）
1．项目的技术创新性论述
(1) 基本原理：高浓度有害气体在吸风机的作用下，以反吹的方式进入塔内，经过反吹、截流、自洗、吸收液覆盖、雾化等方式，有害气体经大孔塔板与吸收液充分接触、混合，发生物理和化学反应并形成高速旋转气流离心甩干，出塔进入排气系统排放。
关键技术：单位面积一定孔数的多层大孔板以自洗方式处理有害气体，为国内独创。
创新点：将自有知识产权的专利技术与国内现有湿法脱硫技术进行整合，实现冲击水浴式、自激式、塔板自洗式三种处理方式一塔完成。
本项目技术原理和产品结构的创新将使产品性能优于国内外同类产品，尤其在处理高浓度二氧化硫时，脱硫率大于98%，脱硫后的二氧化硫稳定达标排放。这一显著的特点是国内外同类产品难以达到的。
项目中试计划完成时，产品高浓度有害气体净化塔将申请国家专利。
2、烟气脱硫在国外早有成熟的技术，然而由于国外技术的昂贵和中国国力有限。因此借鉴国外的技术，发展具有自主知识产权的脱硫技术是必由之路。
烟气脱硫技术按工艺特点主要分为湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫。国外烟气脱硫技术应用最多的是湿法脱硫技术，占国外脱硫技术的90%，是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的SO2污染治理技术。
近年来，我国烟气脱硫技术，在借鉴国外石灰石-石膏法脱硫和循环流化床烟气脱硫技术的基础上，开发出许多实用新技术，如高效雾化旋流脱硫、滤泡吸附脱硫、双碱再生脱硫、氨回收法脱硫、单吹颗粒镁脱硫、海水脱硫等。这些脱硫技术，除了传统的湿法脱硫技术腐蚀性高，干法脱硫技术脱硫付产物脱硫灰难以商品化，易造成二次污染等存在问题外，最突出的问题是无法满足高浓度二氧化硫的治理。以钼铁冶炼为例，回转窑焙烧钼精砂，单台炉窑烟气流量大于15000m3/h，二氧化硫排放浓度为6000~25000mg/m3，每小时排放二氧化硫90~375kg。工业炉窑二氧化硫允许排放标准为850mg/m3，若脱硫率为95%，则排放二氧化硫浓度为300~1250mg/m3；若脱硫率为98%，则排放二氧化硫浓度为120~500mg/m3。可见，对于排放高浓度二氧化硫的钼铁冶炼，即使脱硫率达到95%，仍然不能达标排放。国内外现有技术一般处理锅（窑）炉二氧化硫（浓度在3000mg/m3以下），脱硫率在30%~85%，极少脱硫率能达到90%。因此，一般处理方法无法满足高浓度二氧化硫的达标要求，本项目以独创性专利技术使二氧化硫的脱硫率大于98%，实现了高浓度二氧化硫的稳定达标排放。
３、项目目前进展情况
　　目前，该项目的中试已选定在葫芦岛东越金属有限公司，将对该厂六组焙烧窑排放的二氧化硫进行脱硫试验。中试的技术条件已具备，前期准备工作已经开始。
五、申请单位现有工作基础和条件
１、单位基本情况
企业名称：葫芦岛市连山环保设备制造有限公司
通讯地址：葫芦岛市连山区英塔路2号 邮编125001
注册时间：1999年12月
注册资金：50万元
企业登记注册类型：有限责任公司
2、研究开发能力
葫芦岛市连山环保设备制造有限公司作为北京市劳动保护科学研究所北方实验基地，技术依托北京市劳动保护科学研究所。近年来，共开发出三大类（脱硫除尘、油烟净化、减噪隔音）6种型号环保新产品。2005年，企业研发投入36万元，占企业年销售收入的12%。企业共有员工21人，大专以上人员14人，其中具有高级职称3人，主要管理人员5人，均为大专以上学历。企业研发队伍由葫芦岛市连山环保设备制造有限公司4名科研人员与北京市劳动保护科学研究所2名科研人员共同组成。此外，企业聘请了葫芦岛市环境保护局环境工程专家和锦西化工研究院环保研究所化工专家各1名作为企业技术顾问。
3、企业财务和生产经营管理状况
　　项目承担单位葫芦岛市连山环保设备制造有限公司上年末总资产138万元、总负债50万元、销售收入310万元、利税78万元。
六、申请人基础条件
项目负责人：闻明：男，38岁，葫芦岛市连山区环保局工程师，苏州城建环保学院环境工程专业毕业。1998年，《大量燃放烟花爆竹对市区空气及声环境影响的研究》获葫芦岛市政府科技进步二等奖，为技术负责人，2005年《工业炉窑环保节能改造技术》获葫芦岛市政府科技进步二等奖。
技术负责人：金天祥：男，53岁，北京市劳动保护科学研究所高级工程师，中国科技大学冶金专业毕业（北京钢铁学院）。北京市劳动保护科学研究所“十.五”、“十一.五”国家863计划脱硫除尘设备的主要研制人员和组织领导者。1998年，单机布袋除尘器获国家科技进步三等奖；2002年氮氧化物废气治理获中国科学院科技进步二等奖。
项目组承担人员：闫宁：男，41岁，葫芦岛市连山区环境保护局，高级工程师，华东地质学院工业分析专业毕业，项目分工：参数测试、报告撰写
项目组承担人员：闫军：男，49岁，葫芦岛市连山环保设备制造有限公司总经理，锦州师范学院英语专业毕业，高级教师。项目分工：技术原理与研发。
项目组承担人员：刘永祥：男，57岁，葫芦岛市连山环保设备制造有限公司高级工程师，本科，水暖专业毕业。项目分工：设备成型。
项目组承担人员：梁学仁：男，66岁，锦西化工研究院高级工程师，专科，化工专业毕业。项目分工：防腐新材料试验。
七、进度安排和实施方案
1 进度安排
2006年6月-2006年8月 防腐材料调研、技术方案确定，前期准备
2006年9月-2006年10月 设备、材料购置
2006年11月-2007年2月 防腐材料试验
2007年3月-2006年4月 各项参数测试、确定设计方案
2007年5月-2007年7月 中试设备研制、试验
2007年8月-2007年9月 产品检验、环境监测、验收鉴定
2007年10月-2007年12月 市场开发、推广使用
2 实施方案
技术路线:将自有知识产权的专利技术与国内现有湿法脱硫技术进行整合，实现冲击水浴式、自激式、塔板自洗式三种处理方式一塔完成。
(1)防腐试验
通过防腐试验，确定净化塔内衬防腐材料。
(2)参数测试
通过测试烟气温度、烟气压力、烟气流速、管道截面积、二氧化硫浓度、二氧化硫排放量等参数，确定净化塔设计方案。
(3)塔体制作
按设计方案确定的净化塔的截面积、塔高。焊接制作塔体。
(4)塔体内衬防腐
按防腐试验确定的防腐方案，制作塔体内衬防腐。
(5)净化塔内净化设施制作
按净化塔设计方案中确定的气、液接触时间、气液比、脱水效率，计算多层孔板的层数、开孔数，制作多层孔板和脱水装置。塔体进口做冲击口、塔内做自激环。
(6)净化塔组装
将有害气体净化装置一一组装在塔内，试运行。
本项目在实际生产条件下的小试在葫芦岛市连山区新资源综合加工厂，中试在葫芦岛东越金属有限公司均取得了预期的效果。二氧化硫、烟尘浓度达标排放，脱硫率于98%。
八、预期成果和考核目标
（1）总体目标
项目计划完成时可批量生产，实现年生产能力50台（套），企业资产280万元。因项目实施新增就业人数11人，企业人员总数达到32人。
（2）经济目标
计划累计实现生产量25台（套），累计销售收入375万元，累计净利润100万元。累计缴税总额26万元，累计工业增加值250万元。市场占有率达到3%,累计减排二氧化硫6250吨。
（3）技术、质量指标
项目计划完成时，应达到下列技术、质量指标，净化塔脱硫除尘后排放的二氧化硫浓度<850mg/m3，烟（粉）尘浓度<100mg/m3，符合《工业窑炉大气污染物排放标准》（GB9078-1996）二级。净化塔脱硫率大于98%。产品质量通过葫芦岛市质量技术监督局产品质量监督检验所检测，各项性能、指标符合要求。
九、推广及应用前景
预期成果的经济、社会、环境效益分析
本项目执行期内，计划新增就业人数11人，新增资金投入146万元，计划累计实现生产量25台（套），累计销售收入375万元，累计净利润100万元。累计缴税总额26万元，累计工业增加值250万元。市场占有率达到3%,累计减排二氧化硫6250吨。
目前，对于排放二氧化硫浓度在3000mg/m3以下的锅、窑炉，国内外的脱硫除尘技术比较成熟，基本能满足达标排放的环保要求。然而随着环境保护工作的不断深入，国家环保部门不但要求企业二氧化硫达标排放，而且控制二氧化硫的排放总量。这就决定了脱硫率高的产品市场竞争力也强。
本项目以独创性专利技术使二氧化硫的脱硫率大于98%，实现了高浓度二氧化硫的稳定达标排放，而产品价格仅为国外同类产品的四分之一的显著特点，具有推广应用的内在动力。
十、项目的风险分析
项目申请单位葫芦岛市连山环保设备制造有限公司作为北京市劳动保护科学研究所脱硫除尘设备开发研制北方实验基地，技术依托北京市劳动保护科学研究所。本项目提出的技术原理在北京市劳动保护科学研究所进行了有机玻璃净化塔的脱硫试验，试验各项参数、技术指标符合设计要求。
本项目在实际条件下的小试在葫芦岛市新资源综合加工厂取得了预期的效果。经一组炉窑脱硫除尘试验，二氧化硫、烟尘浓度达标排放，脱硫率大于98%（见葫芦岛市连山区环境保护监测站监测报告）。产品性能稳定、安全可靠（见用户使用报告）。本项目的小试产品经葫芦岛市技术监督局产品质量监督检验所检测，各项性能、指标符合要求，并于2005年11月通过了葫芦岛市经济贸易委员会组织的新产品鉴定验收，因而项目的中型试验无任何风险。
十一、经费概算及来源
1．投资预算
项目总投资197.65万元，已完成投资52万元（用于研发和小试）。计划新增投资145.65万元。
表1 近期完成的投资额一览表 单位：万元
费用名称
金额
主要用途
资金来源
调研咨询费
3
技术调研、专家咨询

自

筹
材料购置费
17
材料购置及损耗
测试费
3
参数测试
设备购置费
16
冲床、等离子切割机、梁吊车等设备购置及运输费
人工费
4
工程施工、研制人员补助
外协费
2
零部件外协加工
监测检验费
4
环境监测、产品检测
验收鉴定费
3
验收材料及会务专家费
合计
52
表2 执行期新增固定资产投资估算表 单位：万元
固定资产名称
金额
扩大厂房
25
机器设备、工具
28
交通工具
14
办公设施、设备
5
合计
72

表3 执行期流动资金估算表 单位：万元
费用名称
金额
调研咨询费
5
人工费
3
材料费（含试验损耗）
21.15
外协费
2
建安工程租赁费
4
参数测试费
1.5
产品检验费
1.5
验收鉴定费
4
环境监测费
4.5
公务、业务费
6
市场开发费（调研、宣传广告）
10
管理费
6
其它（不可预见性费用）
5
合计
73.65
2．资金使用计划
项目执行期总投资为145.65万元，其中企业自筹93万元，申请市科三费资金52.65万元。
表4 申请市科三费资金费用明细表 单位：元
费用或物质名称
单位
数量
单价
金额（元）
使用方向
调研咨询费

50000
防腐新材料调研、专家咨询费
人工费
人
10
3000
30000
研制人员小额补助
氟喃树脂
吨
1.5
47000
70500
防腐试验材料、中试材料
胶板
吨
1
32000
32000
防腐试验材料、中试材料
白钢
吨
1.3
30000
39000
中试净化塔原材料
碳钢
吨
6
4000
24000
中试净化塔原材料
工业氢氧化钠
吨
50
920
46000
试验损耗循环吸收液原料
工程材料费
次
1
40000
40000
防渗循环池
测试费
次
5
3000
15000
企业工业炉窑排放参数
外协费

20000
零部件加工
监测费
次
3
15000
45000
环保监测
检验费
次
1
15000
15000
产品检验
验收鉴定费
次
1

40000
验收材料及会务专家费
公务、业务费

60000
公务、业务支出
合计
526500

十二、申报资料附件清单
1、企业法人营业执照
2、2006年3月财务报表（资产负债表、损益表）
3、科技成果（新产品）鉴定证书、专利证书
4、检测报告
5、用户报告
6、环保证明
7、环境监测报告
8、查新检索报告

14