答：安徽铜陵的金隆铜业公司 （以下简称 “金隆铜业”）是我国一个
大型铜冶炼烟气制酸装置，在２００５年５月该公司进行挖潜改造，使铜冶
炼系统能力扩大到３５０ｋｔ／ａ，相应地硫酸总产能达到１０７２ｋｔ／ａ。但因投资
不足使此次改造仅对两套制酸系统的干吸和转化工序进行局部改造，并增
大了部分换热设备面积，增加了催化剂装填量。使投产中两套制酸系统均
处于高负荷运行状态，没有再进一步提高产能和适应烟气波动的空间。
由于转化器体积有限，无法通过增加催化剂装填量来提高硫酸产能。
因此，为使冶炼装置达到３５０ｋｔ／ａ的熔炼能力，设计时对铜精矿质量提出
了较高要求。但随着国内新建、改扩建铜冶炼装置的陆续投产使铜精矿原
料供应紧张，尤其是符合原设计要求的铜精矿采购难度大，铜精矿含量的
不确定性也加大。另外，铜精矿原料到货的不确定性也导致闪速炉投料量
波动范围扩大，影响到熔炼系统和制酸系统的正常生产，在冶炼烟气量为
高峰值时使熔炼系统对低空大气污染较为严重。因此经研究，在２００９年
１０月金隆铜业采用预转化预吸收工艺对制酸系统进行技术改造，２０１０年
１１月这 套 系 统 投 入 正 常 运 行。现 对 其 技 术 决 策 及 其 生 产 状 况 进 行
简介［１２］。
（１）技术方案选择
为了满足 ＳＯ２ 风机风量的要求，扩能只能采用提高进转化器气体
ＳＯ２ 浓度的技术方案。金隆铜业按照 “低投入、高产出”改造硫酸系统的
要求，从占地面积、投资、运行费用等方面对国内外现有各种高浓度ＳＯ２
烟气制酸技术进行了比较论证。据了解，当时国际上仅美国肯尼柯特冶炼
厂冶炼烟气制酸系统是按φ（ＳＯ２）１４％进行常规转化设计的。金隆铜业通
过对美国肯尼柯特冶炼厂的考察，了解到该厂按φ（ＳＯ２）１４％进行生产操
作时一段催化剂粉化情况非常严重，后来实际生产基本是按φ（ＳＯ２）
＜１４％进行操作的。考虑到金隆铜业制酸系统现有转化器、换热器和干吸
工序的生产能力都受到限制，就首先排除了采用φ（ＳＯ２）１４％常规转化工
艺进行改造的技术方案。
据了解，目前有关部门投入工业化生产的非常规高浓度ＳＯ２ 烟气转
化技术主要有奥图泰ＬＵＲＥＣＴＭ循环转化工艺、孟莫克预转化工艺和拜耳第三章 用冶炼烟气生产硫酸方面的问题 １２７
技术ＢＡＹＱＩＫ?预转化预吸收工艺等技术，但经过设计人员分析论证，一
致认为没有哪一种技术可以很好地满足金隆铜业制酸系统改造的要求，因
而最终研究确定由金隆铜业和中国瑞林工程技术有限公司共同开发一种适
合金隆铜业实际的高浓度ＳＯ２ 烟气制酸技术，即预转化预吸收工艺［１３］。
（２）预转化预吸收工艺的基本原理
预转化预吸收制酸工艺的基本原理是抽出一定比例的φ（ＳＯ２）＞１４％
干燥烟气进行预转化预吸收。预吸收后的烟气分两路。一路返回预转化预
吸收系统，与高浓度ＳＯ２ 烟气混合以调节进预转化器烟气ＳＯ２ 浓度及氧
硫比；另一路进入现有转化系统与主烟气混合，混合后烟气流量与ＳＯ２
浓度与原设计条件基本相同，进行常规的二转二吸制酸。
如果烟气ＳＯ２ 浓度进一步提高，进转化系统烟气氧硫比会降低，从
而影响总转化率。此时需增加一套空气干燥系统，用干燥空气与循环烟气
同时调节进预转化预吸收系统和现有转化系统的烟气氧硫比至适宜范围。
为稳妥起见并降低投资，金隆铜业决定将硫酸一系统进行技术改造，
并且分两个阶段实施。第一阶段空气干燥系统缓建，利用预吸收后的烟气
部分循环，以调节进预转化器烟气中的ＳＯ２ 浓度。第二阶段则根据第一
阶段的运行情况，如果因烟气氧硫比较低而影响总转化率时，则需新建空
气干燥系统。
（３）预转化预吸收系统工艺流程
ＳＯ２ 浓度和氧硫比调至合适范围。混合烟气由预转化风机送入１＃换热器，
与预转化器出口的热烟气换热升温后进入预转化器。由１＃换热器出口的
ＳＯ３ 烟气进入２＃换热器，与预吸收塔出来的部分冷烟气换热降温后进入
预吸收塔，用浓硫酸吸收烟气中的ＳＯ３ 生成硫酸。预吸收塔出口烟气分
两路：一路返回预转化风机进口，另一路进入２＃换热器与预转化后的热
烟气换热。由２＃换热器出口升温后的烟气送去与主系统烟气混合。
预转化器开工预热系统采用电炉直接加热升温方式，升温电炉设置在
预转化器和１＃换热器之间。预转化风机出口烟气经电炉加热后进入预转
化器加热催化剂层，使之达到所需的温度。
（４）预转化预吸收工艺的技术特点
金隆铜业在国内首次采用预转化预吸收工艺处理φ（ＳＯ２）＞１４％的高
浓度ＳＯ２ 烟气，本技术有以下特点：
① 与常规转化工艺相比，本技术可以大幅度降低主系统补充的稀释
空气量，有时主系统甚至基本不需要补充稀释空气。
② 利用预吸收后的烟气调节进预转化器和主系统转化器烟气的ＳＯ２
浓度，利用少量的干燥空气调节烟气氧硫比。因此这种工艺技术可处理
（ＳＯ２）１４％～１８％的烟气。
③ 对原有制酸系统不需进行大的改造。在预转化预吸收系统中只需
增加预转化风机、预吸收循环泵和空气干燥风机共三台设备，此时即可使
制酸烟气中ＳＯ２ 浓度有较大幅度提高，同时使硫酸产量也相应提高，因
而使整个制酸系统运行成本降低。
④ 由于预转化器只有一层催化剂，为防止其反应热对预转化器底板
的影响，故在底板上焊立式肋板加强。
⑤ 该技术使用的设备基本为常规制酸设备，因而新建的设备投资
不大。
（５）实际运行情况
金陵铜业预转化预吸收系统于２０１０年１０月３１日至１１月１日进行升
温，由于当时制酸主系统处于正常生产状态，无法由主系统提供干燥烟
气，故采用烟气在预转化系统内部循环的方式进行升温。至１１月２日全
系统临时停车，将预转化预吸收系统的进气口与硫酸一系统ＳＯ２ 风机出
口烟道连接，预转化预吸收系统出气口与硫酸一系统Ⅰ换热器入口烟道连
接，对接时间约４ｈ。对接完成后，预转化预吸收系统正式通气投运。
预转化器进口烟气温度／℃ ３９５～４０５
预转化器出口烟气温度／℃ ６１０～６３０
预转化器转化率／％ ６２～６７
预吸收塔最高产酸量／（ｔ／ｄ） ４００
金隆铜业火法冶炼系统采用的是闪速炉熔炼ＰＳ转炉吹炼工艺。ＰＳ
转炉工作制度为单炉连吹，存在两台转炉同时送风的工况。理论上在不加
稀释风时进入转化系统φ（ＳＯ２）在１６％～２０％波动，但因冶炼系统已运
行十多年时间致使系统漏风量较运行初期有所增加，实测不加稀释空气时
进入转化系统φ（ＳＯ２）最低在１５％左右，因此设计进入预转化预吸收系
统烟气中φ（ＳＯ２）为１４．５％。
金隆铜业预转化预吸收系统改造直接工程投资约３０００万元，使硫酸
一系统产能在原有基础上提高了２０％，实现了 “低投入、高产出”的技
术改造目标。预转化预吸收系统的投运进一步提高了工厂对铜精矿原料的
适应能力。装置运行近一年来，冶炼铜精矿狑（Ｃｕ）可在１９．５％～３０％波
动，闪速炉精矿投料量一直稳定在较高水平，并超过了设计值。
（６）几种高浓度ＳＯ２ 烟气转化工艺比较
现将目前我国几种已工业化的高浓度 ＳＯ２ 烟气转化工艺比
（７）结语
在有色冶炼烟气制酸领域，随着有色金属富氧冶炼技术的发展和冶炼
规模的不断增大，使进入制酸系统烟气φ（ＳＯ２）常达到２０％以上。这时
如采用常规转化工艺，即用空气将烟气φ（ＳＯ２）稀释至１０％以下，再入
转化装置，这就造成制酸系统设备规格增大，致使投资及运行费用都会增
加，因此，建设单位在选定设计方案前就应组织力量，先对国内投产特别
是引进国外技术的同类型冶炼烟气制酸厂调研后，并在技术、投资及效益
方面进行对比分析，才能得出既技术可靠又经济合理的设计方案。