Scrubbing of sulfur dioxide from secondary process gases in a copper smelter

Abstract: 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.