铅、锌工业污染物排放标准特别限值编制说明..docx
《铅、锌工业污染物排放标准特别限值编制说明..docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铅、锌工业污染物排放标准特别限值编制说明..docx(38页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、铅、锌工业污染物排放标准大气污染物特别排放限值编制说明长沙有色冶金设计研究院有限公司二O一三年六月法包括烧结一鼓风炉熔炼法、密闭鼓风炉熔炼法(ISP法)、电炉 熔炼法等。烧结一鼓风炉法由于工艺简单,生产稳定,回收率高等优点, 多年来被广泛采用,中国2000年前大部分的粗铅也是经由该法生 产。烧结一鼓风炉熔炼流程主要由原料制备、烧结焙烧、鼓风炉 熔炼等工序组成,核心设备为干燥窑、鼓风烧结机、鼓风炉等。 该法对生产规模的适应性强,年产铅量可以从1000t到250kt。我 国的各大冶炼厂从上世纪70年代就着手进行改造,取得了 一定的 效果,但尚不能真正从根本上解决存在的环境问题,目前中国已 将该工艺
2、列为淘汰工艺。密闭鼓风炉熔炼法(ISP法)在中国的典型应用实例是韶关冶 炼厂,其特点是能同时炼铅、锌,可以处理难选的铅锌混合精矿、 低品位复杂精矿及各种含铅、锌的二次物料。核心设备是鼓风烧 结机、密闭鼓风炉、热风炉、铅雨冷凝器、烟化炉等。近年来,我国建设的铅冶炼项目大多以直接炼铅工艺为主, 一些大中型冶炼企业也多建设直接炼铅系统,对原有的传统冶炼 工艺进行替代。与传统的烧结一鼓风炉熔炼法相比,直接炼铅法 具有流程短,占地面积少,自热熔炼降低能耗,铅、锌、硫回收 率高,烟气SO2浓度高,环保和劳动卫生程度高等优点。直接炼 铅法包括氧气底吹炼铅法(QSL法)、基夫赛特法、我国自我研发 的氧气底吹一
3、鼓风炉炼铅工艺(SKS法)、顶吹旋转转炉法(卡尔 多法、TBRC法)、富氧顶吹喷枪熔炼法(ISA或Ausmelt法)、奥 托昆普闪速熔炼法、瓦纽可夫法等。氧气底吹炼铅法(QSL法)核心设备为QSL反应器,工艺过 程简单,铅回收率高达98%99%,硫回收率达99%。由于冶炼 过程是在密闭的反应器中进行,车间操作岗位的铅尘含量可达到 O.lmg/nP以下。QSL反应器冶炼产生的烟气SO2浓度可达8%, 利于两转两吸制酸。氧气底吹炼铅工艺流程短,投资较省,但技 术条件控制要求严,生产过程自动化水平高,适宜于大型冶炼厂 的技术改造和新建。基夫赛特法(Kivcet法)是由前苏联有色金属科学研究院从六 十
4、年代开始研究开发的直接炼铅工艺,八十年代用于大型工业生 产,是当今世界先进、成熟、有效的直接炼铅工艺。主要设备是 基夫赛特炉,由熔炼竖炉、炉缸、电热区和烟道四部分组成。目 前该法已有株洲冶炼厂和江铜集团分别建成了一条生产线。该法 特点是作业连续,氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成;原料适 应性强;主要金属的回收率高,铅回收率98%,金、银入粗铅 率达99%以上,回收原料中锌60%以上;烟尘率低(4%8%), 烟气SO2浓度高(20%50%),可直接制酸,烟气量少,带走热 量少,且余热利用好,从而减小冷却和净化设备;能耗低,粗铅 能耗一般低于0.35t标煤/t,电铅能耗可控制在0.6t标煤/t;炉
5、 子寿命长,炉寿可达3年,维修费用省。其主要缺点是原料准备 复杂,炉料粒度要求Vlmm,需干燥至含水1%以下,且投资偏 高。富氧底吹一鼓风炉还原熔炼是我国自行开发的炼铅工艺,主 要设备有卧式底吹转炉(SKS炉)、鼓风炉,其中SKS炉是由QSL 炉变化而来,不同的是水口山炼铅法保留了传统炼铅法中的鼓风 炉还原系统,因此,水口山炼铅法适于采用烧结一鼓风炉熔炼工 艺的老厂的技术改造。豫光金铅和池州有色金属公司两个铅厂的 改造即采用该工艺,于2002年下半年投产,在很短时间内达到或 超过了预期效果。目前,该炼铅法在我国得到了大力的推广应用, 经过多年的生产,又发展出液态渣直接还原熔炼等节能环保工艺。富
6、氧顶吹熔炼法系富氧顶吹浸没式熔池熔炼过程,艾萨法与 奥斯麦特法均为顶吹熔炼,核心设备分别为艾萨炉和奥斯麦特炉, 其工作原理基本相同,只是在结构上各有特点。顶吹炼铅过程分 为铅精矿等含铅物料的氧化熔炼和高铅渣的还原两个阶段。与传 统粗铅冶炼工艺相比,富氧顶吹熔炼法具有以下特点:对原料适 应性强;避免了烧结过程出现的SO2和粉尘的低空污染;提高了 烟气SO2浓度,利于两转两吸;对入炉料要求不严格,混合料制 粒可降低烟尘率;熔炼强度和热利用率较高;占地面积小,造化 水平高。目前曲靖有色基地铅厂引进了富氧顶吹熔炼工艺,采用 艾萨法炼铅。卡尔多炉炼铅法分加料、氧化熔炼、还原和放铅出渣4个阶 段,整个冶炼
7、过程周期性进行。卡尔多炉标准炉型为lln?炉,年 生产能力为5万t粗铅。氧化熔炼所需要的热量主要来自于精矿 含硫,还原阶段的热量则由氧油燃烧喷枪提供。卡尔多炉炼铅一 个操作周期的时间一般为240min,其中翻斗车加料1 Omin,氧化 熔炼120min,还原熔炼60min,出渣、放铅15min,机动时间35min。 由于卡尔多炉的周期性作业,产生的SO2烟气是不连续的,在氧 化熔炼阶段,烟气SO2含量高达16%,还原阶段及其他时段烟气 SO2含量几乎为零。因此,卡尔多炉烟气在除尘、降温、除雾、 干燥后进入SO2部分冷凝系统,将不连续的SO2烟气转变为含量 为6%的连续稳定的烟气,以满足制酸要求
8、。卡尔多炉炼铅法铅回 收率为97.5%,总硫利用率达95.45%o除上述几种炼铅工艺之外,国际上近年来发展的直接炼铅工 艺还有TBRC法、奥托昆普闪速炉熔炼法、瓦纽可夫法等。2.3.2 铅精炼目前世界上大部分的粗铅采用火法精炼,但我国的粗铅均为 电解精炼。电解精炼的优点是除钺效果好,能使钺及贵金属富集 于阳极泥中,有价金属回收率高,劳动条件较好,可产出高纯度 的精铅。其缺点是占地面积大,基建投资多,只能产出单一品级 的精铅,而且要先进行火法精炼除铜,有时还需除锡。火法精炼的主要设备为精炼锅,国外精炼锅的最大容量已达到 350t,国内为150to除铜作业既可用精炼锅,也有采用反射炉除 铜的。电解
9、精炼的主体设备是电解槽,电解前的粗铅预精炼和电 解后的阴极铅熔铸及除杂,均在精炼锅中进行。2.3.3 锌冶炼炼锌方法可分火法和湿法两大类,目前世界主要炼锌方法是 湿法,产量占世界总产量的80%以上。我国锌冶炼工艺是火法和 湿法工艺并存,以湿法为主。火法炼锌有蒸储法炼锌和鼓风炉炼锌,蒸僧法炼锌又分为平 罐蒸储、竖罐蒸傕、电炉蒸镭等。平罐现已被淘汰,电炉由于耗 电量大,现在国内已很少采用。葫芦岛锌业股份有限公司原是世 界尚存的最大的竖罐炼锌厂,但因污染大能耗高,该公司已将竖 罐工艺淘汰。因此,我国锌冶炼将以湿法和鼓风炉炼锌为主。鼓风炉炼锌经过半个世纪的发展,技术已十分成熟。韶冶通 过烧结机返烟,改
10、进密闭鼓风炉及其辅助设备,增大炉身面积和 风口区面积,优化工艺技术条件等措施,进一步改善了炉内熔炼 状况,炉况稳定,扩大了生产能力,各项技术经济指标大幅度提 高。鼓风炉炼锌的特点是同时炼铅,对原料的适应性很广。传统的湿法炼锌工艺包括焙烧、浸出、溶液净化、电解沉积、 阴极锌熔铸五个工序。主要生产设备有精矿干燥窑、流态化焙烧 炉,浸出设备、净化设备、电解槽,低频感应电炉或反射炉,浸 出渣干燥窑、挥发回转窑或烟化炉,氧化锌多膛焙烧炉等。湿法 炼锌具有能综合回收十多种有价元素,环境污染小,可以产出高 纯锌,金属回收率高等优点。目前该法主要有以下几个技术发展 重点:以鲁奇型焙烧炉取代道尔型,鼓富氧空气,
11、采用精矿制粒 流态化焙烧技术,采用直接氧压浸出工艺以取消焙烧工序等。2.4污染控制技术2.4.1 颗粒物控制技术除尘主要采用静电除尘器、袋式除尘器和电袋组合除尘器。(1)静电除尘器目前,我国生产的静电除尘器技术水平已接近国际先进水平, 近年来,我国在制造、运行上都积累了丰富的经验。电除尘器最 大的优点是设备阻力低,处理烟气量大,去除率高,运行费用低, 维护工作量少,使用温度范围广。但是,锅炉工况和负荷变化影 响其除尘效率,粉尘比电阻变化影响其除尘效率,例如,在燃用 硫含量低,煤灰比电阻高的准格尔煤时,静电除尘器的除尘效率 很难进一步提高。一般情况下,静电除尘器设备维护只能在停运 下进行。经电除
12、尘器除尘后会产生飞灰,处理方式主要有两种, 即在灰场中堆存或外运综合利用,若处置不当会造成空气和水体 污染。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欧冠,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。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;使用范围广; 能捕集O.lum以上的细颗粒粉尘,烟气含尘量可高达lOOg/n?,能 适应40CTC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;结构复杂,消耗钢材多,对制造、
13、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lxlO4Q.cm5xl()4Q.cm。(2)袋式除尘器布袋除尘器是一种高效、稳定的干式除尘器。由于袋式除尘器 不受烟尘比电阻的影响,而且去除细颗粒物的能力优于电除尘器, 现已成为一项成熟而又广泛应用的技术。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。 袋式除尘器的总除尘效率在99.5%以上,最高可达99.99%,烟尘 排放浓度可低于30mg/m3o(3)电袋复合除尘器电袋复合式除尘器综合了电除尘器和袋式除尘器的优点,其工 作原理为:前级电场预收烟气
14、中70%80%以上的颗粒物量;后 级袋式除尘装置拦截收集烟气中剩余颗粒物。其中,前级电场的 预除尘作用和荷电作用为提高电袋复合除尘器的性能起到了重要 作用。目前开发出的新型高效除尘器主要有“预荷电+布袋”形式、 “静电-布袋”并列式和“静电布袋”串联式。电袋复合除尘器优点有:电袋复合除尘器前级电除尘和后级 袋式除尘共用同一壳体,适合现有电厂的改造;电袋复合除尘 器除尘效率高效、稳定,烟尘排放浓度可达到50mg/m3,甚至更 低;技术适应性强,电袋复合除尘器的除尘效率不受高比电阻 细微颗粒物、煤种和烟灰特性影响;滤袋使用寿命高,清灰周 期长,能耗小,一次投资和运行费用低于单独采用袋式除尘器的 费
15、用。电袋复合式除尘器的收尘效率可达到99.99%以上。2.4.2 SO2控制技术目前,脱硫工艺达数百种之多。在铅锌冶炼行业,技术成熟、 经济适用、有一定应用业绩的脱硫工艺主要有以下几种:(1)石灰石石膏法石灰石 石膏法是采用石灰石作为脱硫剂,石灰石经破碎磨 成细粉与水混合制成吸收浆液。在吸收塔内,石灰石浆液与烟气 接触混合,烟气中的S02与浆液中碳酸钙及鼓入的氧化空气进行 化学反应,反应产物为硫酸钙石膏被脱除。脱硫后的烟气经 除雾器除去带出的细小液滴,经加热器加热升温后排入烟囱。石 膏浆液经脱水后回收。其主要特点是:工艺技术成熟,应用最多; 脱硫率高,一般大于95%;吸收剂消耗少,Ca/S比接
16、近1.0。缺 点是:实际过程中,石灰石需粉碎、研磨达到250目以上;容易 产生二次渣污染和水污染;脱硫产生大量的石膏,利用价值较低; 只有少部分作为水泥缓凝剂和建筑材料,将废气成为废渣而产生 二次污染,设备及管道易堵塞;消耗大量石灰石资源。(2)氢氧化钠湿法脱硫钠法是一种脱硫率最高、流程较短、占地面积较小的脱硫方法, 但由于烟气量大且浓度较高,氢氧化钠的消耗量将会较大,造成 运行成本很高。(3)氨法脱硫工艺该法脱硫工艺以氨水为脱硫剂,副产硫酸镀化肥。烟气经烟道 自底部进入脱硫塔。氨水自塔顶喷淋洗涤烟气。烟气中S02被洗 涤吸收后除去,净烟气再通过设在塔顶的除雾器除沫后,排入烟 囱。洗涤液中产生
17、的约30%的硫酸铁溶液,经蒸发结晶处理后可 以得到固体硫酸核。再进行离心分离、干燥、包装,成品即可销 售。氨法的优点是:它也是一种“可资源化的脱硫技术”硫酸铁可 以作为化肥。缺点是:运行成本较高,需要采用氨水作为吸收剂; 产物硫酸核的品质受脱硫烟气的影响,其纯度难达到标准要求; 同时可能存在氨气泄漏而造成新的大气污染的可能性。(4)喷雾干燥法脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫剂,石灰经消化并加水制成 消石灰乳后,用泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内, 被雾化成细小雾滴的吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的SO2发 生化学反应生成CaSCh和CaSCU,烟气中SO2被脱除。与此同时, 吸收
18、剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。脱硫 反应产物及未被利用的脱硫剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸 收塔,进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘后排放。为 提高脱硫剂利用效率,一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环 利用。该工艺由两种不同的雾化形式可供选择,一是旋转喷雾轮 雾化,二是气液两相流雾化。具有其主要优点是:技术成熟,投 入成本比较低。缺点是:脱硫剂利用率不高,脱硫效率不高,当 钙硫比为1.4时,脱硫率可达80%以上。脱硫副产品是灰渣,除 用于公路建设外,几乎没有用途,存在灰、渣等二次污染;需要 增加除尘装置。(5)氧化锌法脱硫该工艺采用氧化锌浆液吸收烟气中的SO2,烟气中
19、的SO2在脱 硫塔内与氧化锌浆液反应生成亚硫酸锌溶液,被送至反应槽与稀 硫酸反应生成SO2和硫酸锌溶液,SO2送至硫酸车间干燥塔入口 进行制酸,硫酸锌溶液可送至锌厂用于锌电解。(6)改良氧化镁法脱硫改良氧化镁法烟气脱硫工艺,根据氧化镁再生反应的特性,通 过外部再生诱导结晶工艺,生成高pH、高吸收活性的亚硫酸钠、 亚硫酸镁混合吸收清液,并采用与循环吸收清液特性相适应的低 液气比的高效雾化喷淋吸收技术来提高吸收效率、从而达到高脱 硫效率、高运行可靠性、低投资强度、低运行成本的目的。(7)活性焦干法脱硫活性焦烟气脱硫是一种可资源化的干法烟气净化技术。该技术 利用具有独特吸附性能的活性焦对烟气中的SO
20、2进行选择性吸 附,吸附态的SO2在烟气中氧气和水蒸气存在的条件下被氧化为 H2s04并被储存在活性焦孔隙内;同时活性焦吸附层相当于高效 颗粒层过滤器,在惯性碰撞和拦截效应作用下,烟气中的大部分 粉尘颗粒在床层内部不同部位被捕集,完成烟气脱硫除尘净化。吸附SO2后的活性焦,在加热情况下,其所吸附的H2s04与C1项目背景11.1 任务来源11.2 工作过程与目标32行业概况42.1 铅锌资源概况42.2 国内铅锌产能概况62.3 生产技术装备及其发展趋势62.4 污染控制技术123标准修订的必要性193.1 我国对环境保护工作提出了更严格的要求193.2 提高排放控制要求,利于企业合理布局19
21、4修订原则及总体思路204.1 修订原则204.2 总体思路215标准主要技术内容的说明215.1 标准主要修订内容215.2 标准适用范围215.3 控制污染源与标准的时段要求22(活性焦)反应被还原为so2,同时活性焦恢复吸附性能,循环 使用;活性焦的加热再生反应相当于对活性焦进行再次活化。吸 附和催化活性不但不会降低,还会有一定程度的提高。从同类工 厂使用的情况看,活性焦的磨损较严重,造成运行成本偏高,且 此法投资较高。(8)有机胺法(离子液法)脱硫有机胺法脱硫工艺的吸收剂是有机胺,其主要成分是以有机阳 离子、无机阴离子为主,添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组 成的水溶液;该吸收剂在低温
22、时在脱硫塔内对S02气体具有良好 的吸收能力,在解吸塔内通过蒸汽加热解吸出高浓度的S02气体, 同时对有机胺进行再生。该工艺的脱硫剂可循环使用,生产过程中产生的高浓度的S02 气体可送制酸系统进行处理,脱硫过程中无其它的副产品。但该工艺在运行过程中需消耗蒸汽,有机胺的价格较高,因此 运行的能耗较高,同时一次投资也较高。2.4.3 NOx控制技术氮氧化物的生成条件很复杂,与反应温度、压力、燃料种类、 烟气含氧以及其它促进氮氧化物生成的因素有关。根据理论分析 和有关文章报道,一般情况下烟气温度在1OOCTC时烟气中NOx 浓度约在60-70mg/m3o铅锌冶炼冶金炉的熔炼温度都超过 1000,所以
23、烟气中NOx是肯定存在的,同样也可预计,烟气中 氮氧化物与氮气的浓度成正比,氮气的浓度高形成氮氧化物机会 也大。控制NOx排放的主要技术有低氮燃烧技术、选择性催化还原 法(Selective Catalytic Reduction, SCR)、选择性非催化还原法 (Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)。其中,铅、锌冶炼 企业因采用富氧工艺,为低氮燃烧,因此,冶炼烟气中氮氧化物 的浓度低,国内外铅锌冶炼企业目前均未采用脱硝技术。2.4.4 汞控制技术目前Hg控制技术应用较为广泛的是波利顿一挪威锌脱汞法。 该方法的工艺原理是焙烧炉烟气通过脱汞反应塔内酸性
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 污染物 排放 标准 特别 编制 说明
限制150内