Processindustrin är den största källan för utsläpp av svaveldioxid (SO2) i Sverige, vilket även inkluderar ickejärnmetallindustrin. Kopparsmältverket Boliden Rönnskär har ett miljötillstånd som tillåter SO2-utsläpp på maximalt 3500 ton/år, en gräns som Rönnskär har legat nära under de senaste åren. För att minska svaveldioxidutsläppen på Rönnskär så har våtskrubbning (tillsammans med ett bagfilter för stoftrening) föreslagits som en metod för att rena de SO2-bärande och intermittenta tappgaserna från flashugnen. För att göra ett optimalt val av våtskrubberteknik för ändamålet, undersöktes, utvärderas och jämfördes våtskrubbningstekniker baserade på de följande kemikalierna i denna rapport: lut, soda, peroxid, kalk and zinkoxid. Mätningar gjordes också på sekundärhuvsgaserna från konvertrarna, som också kan användas i skrubbern då flashugnens tappgaser har ett fluktuerande flöde. Vidare gjordes tester på olika processvatten på Rönnskär, som skulle kunna återanvändas i skrubbern. Skrubbrarna utvärderades sedan baserat på indata och olika systemkrav med hjälp av simulerings och designprogram samt teoretiska beräkningar. Resultaten visade att det är rimligt att rena sekundärhuvsgaser i skrubbern, då de innehöll ca 280 ton SO2/år. Detta kan jämföras med flashugnens tappgaser som innehöll ca 445 ton SO2/år. Bland skrubbrarna, så utvecklade peroxidskrubbern sig till att vara den mest attraktiva tekniken på grund av dess relativt låga livscykelkostnader och dess lämplighet med både lakverket och flashkyltornsprocessvattnet. De andra teknikerna med packade torn, lut och sodaskrubbern, hade högst livscykelkostnader, huvudsakligen på grund av deras höga kemikaliekostnader. Sodaskrubbern, som var den billigare av de två natriumbaserade skrubbarna, skulle kunna vara lämplig ändå på grund av teknikens enkelhet. De öppna tornen hade lägre livscykelkostnader jämfört med de packade tornen. Dock så hade kalkskrubbern flera nackdelar som gör att den inte är ett lämpligt alternativ. Zinkoxidskrubbning har i sin tur inte studerats tillräckligt och är en relativt oprövad teknik, men den bör studeras vidare då den skulle kunna integreras med zinksmältningsprocessen på Rönnskär. Användningen av processvatten i skrubbern skulle leda till en nettominskning av processvatten till reningsverket. Det skulle även leda till minskade reagentkostnader ifall en stripper installeras för att ta bort SO2 från processvattnen innan de går in i skrubbern. / The processing industry is the largest source of sulfur dioxide (SO2) emissions in Sweden, which includes the nonferrous metals industry. The copper smelter Boliden Rönnskär has an environmental permit to emit a maximum of 3500 tonnes of SO2/year, a limit that the smelter has been close to in recent years. To reduce the SO2 emissions at Rönnskär, wet scrubbing (together with a bag filter for dust cleaning) has been proposed as a method for cleaning the SO2-bearing, intermittent tapping gases from the flash furnace. To find the optimal wet scrubbing technique for the purpose, wet scrubbing techniques based on the following reagents were investigated, evaluated and compared in this report: caustic soda, soda ash, peroxide, lime and zinc oxide. Measurements were also done on the secondary hood gases from the converters, which could make use of the remaining capacity in the scrubber. Further, tests were conducted on various process waters from other processes at Rönnskär, waters that could be reused in the scrubber. The scrubber techniques were then evaluated based on the input data and system requirements using simulation and design software as well as theoretical calculations. The results suggested that it is reasonable to clean secondary hood gases in the scrubber, as they contained approximately 280 tonnes of SO2/year. This could be compared to the flash tapping gases that contained approximately 445 tonnes of SO2/year. Among the scrubbers, the peroxide scrubber evolved as the most attractive technique due to its relatively low life cycle cost and due to its suitability with the leaching plant and the flash cooling tower process water. The other packed tower techniques, caustic soda and soda ash had the highest life cycle costs, mainly due to their high reagent costs. The soda ash scrubber, which was the cheaper of the two sodium-based scrubbers, could still be a suitable alternative due to its simplicity. The open spray towers had lower life cycle costs than the packed towers. However, the lime scrubber had several disadvantages that makes it an unsuitable alternative. In turn, the zinc oxide scrubber is a relatively underresearched and unproven technique, but should still be studied further as it could be integrated with the zinc smelting process at Rönnskär. The use of process waters in the scrubber would lead to a net reduction of process water to the process water treatment plant and would lead to reduced reagent costs if a stripper is installed to remove the SO2 from the process waters before entering the scrubber.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-304304 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Okolo, Obiora |
| Publisher | KTH, Kemiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:020 |
Page generated in 0.003 seconds