《铜冶炼污染防治最佳可行技术指南》(征求意见稿)
发布时间:2024-10-23
发布时间:2024-10-23
如题
附件二:HJ-BAT-xxx
环境保护技术文件
铜冶炼污染防治最佳可行技术指南(试
行)
GuidelineonBestAvailableTechnologiesofPollutionPreventionand
ControlforCopperSmeltPlantIndustry(onTrial)
(征求意见稿)
环境保护部
二〇一〇年九月
如题
目
前1
次
言..........................................................................................................................................................1总则........................................................................................................................................................2
1.1适用范围..............................................................................................................................................21.2术语和定义.........................................................................................................................................22
生产工艺及污染物排放.......................................................................................................................22.1生产工艺及产污环节.........................................................................................................................22.2主要污染物的产生与排放................................................................................................................43
工艺过程污染预防技术.......................................................................................................................63.1富氧强化熔炼技术.............................................................................................................................63.2连续吹炼技术.....................................................................................................................................73.3余热回收利用技术.............................................................................................................................73.4永久性不锈钢阴极电解法................................................................................................................73.5加压浸出--氧气顶吹熔炼阳极泥处理工艺...................................................................................73.6回转阳极炉固体还原剂喷吹技术....................................................................................................74
污染治理技术.......................................................................................................................................84.1烟气收尘技术.....................................................................................................................................84.2烟气制酸技术...................................................................................................................................104.3烟气脱硫技术...................................................................................................................................134.4其它废气治理技术...........................................................................................................................154.5废水治理技术...................................................................................................................................164.6固体废物治理技术...........................................................................................................................184.7噪声治理技术...................................................................................................................................195
铜冶炼污染防治最佳可行技术........................................................................................................195.1铜冶炼污染防治最佳可行技术概述..............................................................................................195.2工艺过程污染预防最佳可行技术...................................................................................................215.3烟气收尘最佳可行技术...................................................................................................................215.4烟气制酸最佳可行技术...................................................................................................................245.5烟气脱硫最佳可行技术...................................................................................................................255.6其它废气治理最佳可行技术..........................................................................................................275.7废水治理最佳可行技术...................................................................................................................285.8固体废物处理处置最佳可行技术..................................................................................................295.9最佳环境管理实践............................................................................................................................30
如题
前言
为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》,加快建立环境技术管理体系,确保环境管理目标的技术可达性,增强环境管理决策的科学性,提供环境管理政策制定和实施的技术依据,引导污染防治技术进步和环保产业发展,根据《国家环境技术管理体系建设规划》,环境保护部组织制定污染防治技术政策、污染防治最佳可行技术指南、环境工程技术规范等技术指导文件。
本指南可作为铜冶炼厂项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据,是供各级环境保护部门、设计单位以及用户使用的指导性技术文件。
本指南为首次发布,将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。本指南由环境保护部科技标准司组织制定。
本指南起草单位:中国恩菲工程技术有限公司、中国京冶工程技术有限公司。本指南由环境保护部解释。
如题
1总则
1.1适用范围
本指南适用于铜冶炼企业或具有铜冶炼工艺的生产企业。1.2术语和定义1.2.1最佳可行技术
是针对生活、生产过程中产生的各种环境问题,为减少污染物的排放,从整体上实现高水平环境保护所采用的与某一时期的技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到应用的、适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。1.2.2最佳环境管理实践
是指运用行政、经济、技术等手段,为减少生活、生产活动对环境造成的潜在污染和危害,确保实现最佳污染防治效果,从整体上达到高水平的环境保护所采用的管理活动。2
生产工艺及污染物排放
2.1生产工艺及产污环节
铜冶炼方法主要分为火法炼铜和湿法炼铜两大类。2.1.1火法炼铜工艺
火法炼铜是生产铜的主要方法,特别是硫化铜矿,主要采用火法工艺。其生产过程一般由以下几个工序组成:备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼,最终产品为电解铜。
火法炼铜也包括废杂铜的冶炼。
火法炼铜生产工艺及主要产污环节见图1。2.1.2湿法炼铜工艺
湿法炼铜是在常温常压或高压下,用溶剂浸出矿石或焙烧矿中的铜,经过净液,使铜和杂质分离,然后用萃取-电积法,将溶液中的铜提取出来。对氧化矿和自然铜矿,大多数工厂用溶剂直接浸出;对硫化矿,通常先经焙烧,然后浸出。
湿法炼铜生产工艺及主要产污环节见图2。
如题
G 废气W 废水S 固体废物N 噪声
图1火法炼铜生产工艺流程及主要产污环节
如题
气水体废物
声
图2
2.2主要污染物的产生与排放
湿法炼铜生产工艺流程及主要产污环节
铜冶炼过程中会向大气、水体、土壤和声环境中排放污染物质,其中大气污染、水污染、固体废物污染是主要环境问题。2.2.1大气污染
铜冶炼过程中产生的废气主要来源于:备料过程产生的含尘废气、工业炉窑烟气、环保通风烟气、电解槽等散发的硫酸雾、氯化处理工段产生的含氯尾气、制酸尾气等。
铜冶炼过程中产生的主要大气污染物见表1。
表1铜冶炼过程中产生的大气污染物及来源汇总
工序干燥工序
配料工序
熔炼工序
干燥窑烟气
精矿上料、精矿出料、转运
抓斗卸料、定量给料设备、皮带运输设备转熔炼炉烟气
加料口、锍放出口、渣放出口、喷枪孔、溜吹炼
吹炼炉烟气
等
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等等
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
环保通风烟
污染源
主要污染物
颗粒物、SO2颗粒物颗粒物
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
环保通风烟备注
如题
工序
精炼工序
渣贫化
工序烟气制酸
电解工序
电积工序
净液工序
加料口、粗铜放出口、渣放出口、喷枪孔、精炼炉烟气炉窑烟气
加料口、锍放出口、渣放出口、电极孔、溜制酸尾气电解槽及其它槽电积槽及其它槽真空蒸发器脱铜电积槽回转窑排料硒吸收塔贵铅炉
阳极
分银炉中频炉反应槽水溶液氯化槽银电解造液槽银电解槽、干燥器中频感应炉
等等
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
等
颗粒物、SO2、SO3、NOX、CO2
含SO2、SO3、粉尘酸雾酸雾
酸雾(160℃)酸雾、AsH3气体粉尘SO2烟尘烟尘烟尘酸雾微量氯气NOX
HNO3、NOx烟气
环保通风烟
环保通风烟
泥处理工序
2.2.2水污染
铜冶炼过程中产生的废水主要来源于二氧化硫烟气净化排出的废酸,湿法冶炼中的阳极泥工段、中心化验室排出的含酸废水,车间地面冲洗水,工业冷却循环水的排污水,余热锅炉排污水,锅炉化学水处理车间排出的酸碱废水和硫酸场地的初期雨水。其中烟气净化排出的废酸中含重金属离子等有毒有害物质,对环境的污染最严重。铜冶炼过程中产生的主要水污染物及来源见表2。
表2铜冶炼过程中产生的水污染物及来源汇总
废水种类冶金炉水套排污水余热锅炉排污水化学水处理站排污水
金属铸锭或产品熔铸冷却水排水
冲渣水和直接冷却水
圆盘浇铸机、直线浇铸机等
热污染固体颗粒物以
水淬装置等
及少量重金属污染物
用
沉淀处理后循环使
余热锅炉房、化学水处理站
热污染
排水来源
工业炉窑汽化水套或水冷水套
主要污染物热污染
锅炉排污水排至降温池
含酸碱污水排至中和池
备注
如题
循环水系统酸性污水
精矿干燥烟气湿式除尘废水制酸系统烟气净化装置泵类设备泄露
电解槽、阴极板清洗水含氯尾气吸收后的废水
SS、热污染重金属离子、废酸、酸泥
Cu2+、Ni硫酸、As、Bi、Sb、Ag
Cl-、Na+Se
Pb、As、Bi、SbAg、Cu
重金属离子
用,少量外排。
进污酸污水处理站返回电解系统去污酸污水处理站铁屑置换后渣弃去返回电解系统返回电解系统
电解、净液、阳极泥处理车间排水
硒吸收塔溶液、洗涤粗硒的洗液银粉洗涤水
车间地面冲洗水、压滤机滤布清洗水
2.2.3固体废物污染
铜冶炼排放的固体废物主要有:冶炼水淬渣、渣选矿尾矿、浸出渣、制酸系统铅渣、污酸污水处理渣、脱硫副产物等。
铜冶炼过程中产生的主要固体废物及来源见表3。
表3铜冶炼过程中产生的固体废物及来源汇总
固体废物名称冶炼水淬渣渣选矿尾矿浸出渣制酸系统铅渣硫化渣石膏渣中和渣脱硫副产物
渣选矿
湿法炼铜浸出工段制酸系统烟气净化工段污酸处理系统污酸处理系统污水处理系统烟气脱硫系统
As3+、F-、Cu2+等重金属元素
Ca2+、Mg2+、SO42-、SO32-素
重金属元素和酸根离子
Pb2+
Cu2+、As3+等重金属元
固体废物来源
贫化电炉
主要污染物
备注一般固体废物一般固体废物危险固体废物危险固体废物危险固体废物一般固体废物危险固体废物危险固体废物
2.2.4噪声污染
铜冶炼过程产生的噪声主要为由于机械的撞击、摩擦、转动等运动而引起的机械噪声以及由于气流的起伏运动或气动力引起的空气动力性噪声,主要噪声源有:熔炼炉、吹炼炉、精炼炉、余热锅炉、鼓风机、空压机、氧压机、二氧化硫风机、各类除尘风机、各种泵类等。铜冶炼主要噪声源及噪声声级见表4。
表4
噪声源余热锅炉汽包排气
铜冶炼过程中主要噪声源及噪声声级
排放规律间歇式
噪声源空压机
单位:dB(A)
噪声级~105
排放规律连续式
噪声级~120
如题
装置放散破碎机球磨机加压釜
110~120~110~100~95
间歇式连续式连续式连续式
氧压机风水
机泵
~10592~9685~92~95
间歇式连续式连续式连续式
冷却塔
3工艺过程污染预防技术
3.1富氧强化熔炼技术
富氧强化熔炼技术是指在熔炼中通入富氧(空气含氧量50%以上)或工业纯氧,强化熔炼过程,充分利用精矿中铁和硫在氧化过程中放出的热量,减少燃料消耗量,在自热或接近自热的条件下进行熔炼。采用富氧强化熔炼技术的工艺归纳为两大类:一类是闪速熔炼方法,如奥托昆普闪速熔炼、INCO氧气闪速熔炼等;另一类是熔池熔炼方法,如诺兰达熔炼、澳斯麦特/艾萨熔炼、氧气顶吹熔炼、白银法熔炼、氧气底吹熔炼等。
由于入炉的氮气量减少,烟气体积降低,SO2浓度提高,便于制造硫酸或其他硫产品,总硫利用率显著提高,同时SO2排放量显著下降;烟气量减少使得烟气处理设施投资费用降低;烟气量减少也使热支出减少,进一步降低了能耗。3.2
连续吹炼技术
该技术通过溜槽加液态铜锍或通过皮带加水淬后的固态铜锍,取消了包子倒运过程,使得吹炼烟气低空污染得到彻底解决。采用连续吹炼技术的工艺有:闪速连续吹炼、氧气顶吹浸没喷枪连续吹炼、侧吹连续吹炼、三菱连续吹炼等。
该技术过程连续进行,作业率高;炉子密闭性好,漏风小,冶炼烟气量少且稳定,二氧化硫浓度高,烟气处理成本低;作业环境好,可大幅提高硫的回收率,降低生产成本。
该技术适用于铜锍吹炼生产系统。3.3余热回收利用技术
火法冶金炉排烟温度均在800℃以上,在收尘处理前必先经过冷却。烟气冷却的目的是使烟气调节到某一低温范围,以适应收尘设备和排风机的要求。冷却系统除了使烟气降温外,还有一定的收尘作用,同时将余热加以利用。余热回收方式有:利用离炉烟气预热空气(或煤气);使用余热锅炉或汽化冷却装置生产中、低压蒸汽和热水;利用废气循环调节炉温和改善燃烧;利用离炉烟气加热入炉冷料。
该技术适用于铜锍熔炼、吹炼、精炼生产过程。3.4永久性不锈钢阴极电解法
永久性不锈钢阴极铜电解技术是以不锈钢阴极取代传统电解法的始极片,且不锈钢阴极可重复使用,省去了生产始极片的种板电解槽系统,同时也省去了由始极片、导电棒及吊攀组装成阴极的制作工艺,使整个生产流程大为简化。
永久性不锈钢阴极铜电解技术还具有以下优点:电流密度高、极距小;阴极周期短、产品质量高;残极率低;蒸汽耗量低。
该技术适用于现代大型铜冶炼企业。3.5加压浸出--氧气顶吹熔炼阳极泥处理工艺
如题
加压浸出--氧气顶吹熔炼工艺流程为:阳极泥加压浸出—氧气顶吹熔炼—银电解—水溶液氯化分金—控制电位还原,最终产品为金和银。
该工艺用加压浸出代替传统的硫酸化焙烧—稀硫酸浸出、用氧气顶吹熔炼代替传统的还原熔炼加氧化精炼,缩短了生产工艺流程,提高了生产效率,减少了污染物排放。
该技术适用于单系统铜熔炼能力在20万吨/年及以上的项目。3.6回转阳极炉固体还原剂喷吹技术
采用新型固体还原剂(利用褐煤半焦与无烟煤以一定比例进行配比,即得到新型固体还原剂)取代重油、柴油、液化石油气等传统还原剂。工艺设备主要包括还原剂制备系统及喷吹系统。
采用该技术阳极精炼炉烟气黑度低于林格曼等级Ⅰ级,逸散烟气减少;降低了铜阳极板的生产成本,使用新型固体还原剂较使用重油可节约生产成本约8.9元/吨铜~18.7元/吨铜。
该技术适用于铜回转阳极精炼系统。4
污染治理技术
4.1烟气收尘技术4.1.1密闭尘源技术
4.1.1.1技术原理
将散发粉尘的地点密闭起来,防止粉尘的扩散。如在各扬尘点设排风罩或采用封闭式物料输送设备、自带密闭罩的破碎筛分设备等。
4.1.1.2消耗及污染物排放
密闭尘源属一次性投资,防尘效果显著,是实施其他防尘技术的前提。4.1.1.3技术适用性及特点
密闭尘源技术适用于物料储仓、物料卸料点、物料转运点、物料受料点、物料破碎筛分设备等扬尘点的密闭,也适用于炉窑加料口、锍排出口、渣排出口、铜水包房、渣包房、溜槽等产烟部位的密闭。密闭罩的设置既要有效控制尘源,又要兼顾不影响生产操作、设备检修等。在不能全密闭的情形下可采用半密闭或采用上吸罩、侧吸罩等。4.1.2加湿防尘技术
4.1.2.1技术原理
当加湿物料不影响生产和改变物料性质时,可加湿防尘或喷雾抑尘。加湿点选在卸料、转运等物料有落差易扬尘的部位。加湿喷嘴采用雾化喷头,加湿水压力宜0.4MPa以上。
4.1.2.2技术适用性及特点
加湿防尘是一种经济有效的防尘方法,适用于对原料水分无严格要求的冶炼工艺中备料工段的防尘。
4.1.3电收尘技术
4.1.3.1技术原理
电收尘器是含尘气体在通过高压电场电离、粉尘荷电,在电场力的作用下粉尘沉积于电极上,从而
如题
使粉尘与含尘气体分离的一种收尘设备。电收尘器的收尘过程包括气体的电离、粉尘获得离子而荷电、荷电粉尘向电极移动、将电极上的粉尘清除到灰斗中共四个步骤。
4.1.3.2消耗及污染物排放
电除尘器的能耗主要由设备阻力损失、供电装置、电加热保温和振打电动机等能耗组成。由于电除尘器设备阻力较小,仅约300Pa左右,因此总的能耗较低。
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关。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。
由于电收尘不是烟气处理的最末端,后续处理有烟气制酸及烟气脱硫,因此对电收尘器后粉尘浓度的控制应结合技术及经济因素综合考虑。一般送硫酸厂烟气粉尘浓度控制在500mg/m3以下。
4.1.3.3技术适用性及特点
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;适用范围广;能捕集0.1μm以上的细颗粒粉尘,烟气含尘量可高达100g/m3,能适应400℃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;结构较复杂,消耗钢材多,对制造、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1×104Ω·cm~5×1011Ω·cm之间。
电收尘技术在铜冶炼厂主要用于熔炼炉收尘、吹炼炉收尘、贫化电炉收尘。4.1.4袋式收尘技术
4.1.4.1技术原理
袋式收尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤,当含尘气体进入袋式除尘器后,颗粒大、比重大的粉尘由于重力的作用沉降下来,落入灰斗,含有细小颗粒粉尘的气体在通过滤料时,烟尘被阻留,使气体得到净化。粉尘在滤袋表面积累到一定数量时进行清灰,落入灰斗的粉尘由卸灰系统输出。
4.1.4.2消耗及污染物排放
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。
袋式除尘器的除尘总效率在99.5%以上,最高可达99.99%。烟尘排放浓度可低于30mg/m3。4.1.4.3技术适用性及特点
袋式收尘一般能捕集0.1μm以上的烟尘,且不受烟尘物理化学性质影响,但对烟气性质,如烟气温度、湿度、有无腐蚀性等要求较严。袋式收尘器与电收尘器相比,一次性投资小,但后期维护费用较大。袋式收尘技术在铜冶炼厂一般可用于精矿干燥和阳极炉烟气收尘。当袋式收尘用于精矿干燥收尘时,由于烟气温度低且含水分高,应采用抗结露覆膜滤料。清灰方式采用脉冲清灰。袋式除尘器也适用于通风除尘系统及环保排烟系统废气净化。4.1.5旋风收尘技术
4.1.5.1技术原理
旋风收尘器是利用离心力的作用,使烟尘从烟气中分离而加以捕集的装置。
如题
4.1.5.2消耗及污染物排放
旋风除尘器的动力消耗主要来自设备阻力消耗。4.1.5.3技术适用性及特点
旋风收尘器的特点是结构简单,造价低,操作管理方便,维修工作量小。对10μm以上的粗粒烟尘有较高的收尘效率。可用于高温(450℃)、高含尘量400g/m3~1000g/m3)的烟气。旋风收尘器对处理烟气量的变化很敏感,烟气量变小其收尘效率大幅度降低;烟气量增大其流体阻力急剧加大。旋风收尘器一般只能作粗收尘使用,以减轻后序收尘设备的负荷。4.1.6烟气收尘新技术
4.1.6.1电袋复合式收尘器技术
将电收尘器与袋式收尘器有机的溶为一体,电收尘器与袋式收尘器的优点互相补充,使收尘设备的尺寸减少。对电收尘器而言,粉尘比电阻不再是决定的因素;对袋式收尘器而言,可以实现高气布比下的超高收尘效率,也解决了袋滤室内粉尘再飞散的问题。本技术中袋式收尘器的过滤风速可达3m/min,收尘效率可以达到99.99%以上。
4.1.6.2移动电极型电收尘器技术
移动电极型电收尘器与普通的固定电极型电收尘器的主要区别是收尘电极是移动的。由于是靠旋转刷剥离粉尘,移动电极最突出的特点是粉尘的二次飞扬显著减少,收尘效率提高。同时,移动电极几乎不粘附粉尘,粉尘剥离比较彻底,并有效防止发生反电晕,也可收集高比电阻粉尘。其排放浓度可低于50mg/m3。
4.1.6.3高频电源技术
高频电源技术具有重量轻、体积小、收尘效率高、对电网无干扰、节能等优点,成为可替代传统可控硅调压整流装置的电源。高频电源更适合高含尘的烟气,可有效避免电晕闭锁现象的发生。也可采取脉冲供电的方式,用于高比电阻粉尘收集。
4.1.6.4高温型袋式收尘技术
采用耐高温不锈钢纤维作为过滤材料,能直接处理280℃~700℃的高温含尘烟气,瞬间温度达800℃。过滤材料的物理、化学稳定性好,对所处理的烟气性质要求不严,因此滤袋使用寿命长、适用范围广。过滤速度高,可以在1~8m/min内选取,常用过滤速度可以达到常规袋式除尘器的4~5倍。设备性能优良,适用性强。采用声波吹灰器作为清灰装置,实现了在高温工况下对除尘设备的清灰,而且吹灰器能稳定、连续地运行。产品模块系列化,可根据工况条件选择相关型号的产品和模块数。采用离线清灰的方式,可实现除尘模块离线抢修。4.2烟气制酸技术
4.2.1绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术4.2.1.1技术原理
通过液体喷淋气体,利用绝热蒸发降温增湿及洗涤的作用使杂质从烟气中分离出来,进而达到除尘、除雾、吸收废气、调整烟气温度的目的。净化工序由洗涤设备、除雾设备和除热设备组成,各种设备在烟气净化流程中可以有多种不同的组合和排列方式。典型烟气净化流程如:一级洗涤→烟气冷却→二级
如题
洗涤→一级除雾→二级除雾。
4.2.1.2消耗及污染物排放
烟气净化外排压滤渣(指不溶性颗粒物及部分有价金属)和废酸。废酸中含有砷、氟以及其它重金属离子化合物。
4.2.1.3技术适用性及特点
采用绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术,提高了循环酸浓度,减少了废酸排放量,降低了新水消
耗。本技术适用于所有的铜冶炼烟气的湿式净化。
4.2.2低位高效二氧化硫干燥和三氧化硫吸收技术4.2.2.1技术原理
因水蒸汽对生产工艺有危害,因此SO2进转化工序前必须进行干燥,浓硫酸具有强烈的吸水性
能常用作干燥气体的吸收剂;98.3%浓硫酸吸收SO3吸收快、吸收率高、酸雾少,因此被作为SO3的吸收剂。
4.2.2.2消耗及污染物排放
硫酸尾气从吸收塔(或最终吸收塔)排出,尾气SO2浓度低于400mg/Nm3,硫酸雾浓度低于40mg/Nm3。
4.2.2.3技术适用性及特点
低位高效干吸工艺相对于传统工艺干燥塔和吸收塔操作气速高、填料高度低、喷淋密度大,减小了设备直径及高度,节省了设备投资。干燥塔、吸收塔、泵槽均低位配置,有利于降低泵的能耗。干燥塔采用丝网除沫器、吸收塔采用纤维除雾器,降低了尾气中的酸雾含量。
该技术适用所有烟气干燥和SO3的吸收。4.2.3湿法硫酸技术4.2.3.1技术原理
烟气经过湿式净化后,不经干燥直接进行催化氧化,SO2转化为SO3,进而水合生成硫酸(气态),然后在特制的冷凝器中被冷凝生成液态浓硫酸,作为商品级工业硫酸出售或自用。
4.2.3.2消耗及污染物排放
采用湿法硫酸技术处理低浓度SO2烟气,与传统的FGD工艺相比,没有任何副产品和废物排出,硫资源利用率接近100%。
4.2.3.3技术适用性及特点
该技术适合处理SO2浓度为1.75%~3.5%的烟气,如SO2浓度低于1.75%,需要消耗额外的能量,满足系统热平衡要求,经济性较差。
4.2.4单接触技术4.2.4.1技术原理
单接触是指SO2烟气只经一次转化和一次吸收。单接触工艺转化率相对较低,不能达到尾气排放限
如题
值,需另外配置FGD装置。单接触工艺由转化器和外置换热器组成。通常采用四段转化、设置4台换热器完成烟气的换热。
4.2.4.2消耗及污染物排放
采用单接触+尾气脱硫技术,冶炼烟气中的SO2大部分以硫酸的形式回收,少量再通过FGD以其它化工产品回收,SO2转化率不低于99.5%。
4.2.4.3技术适用性及特点
该技术适用于SO2浓度在3.5%~6%之间的烟气制取硫酸。4.2.5双接触技术4.2.5.1技术原理
双接触技术是指SO2烟气先进行一次转化,转化生成的SO3在吸收塔(中间吸收塔)被吸收生成硫酸,吸收后烟气中仍然含有未转化的SO2,返回转化器进行二次转化,二次转化后的SO3在吸收塔(最终吸收塔)被吸收生成硫酸。一般采用四段转化,根据具体烟气条件可选择五段转化。
4.2.5.2消耗及污染物排放
采用双接触工艺,烟气中的SO2以硫酸的形式回收,SO2转化率不低于99.6%。4.2.5.3技术适用性及特点
该技术适用于SO2浓度在6%~14%之间的烟气制取硫酸。4.2.6预转化技术4.2.6.1技术原理
预转化技术是指烟气在未进入正常转化之前,先经过一次转化(段数不定),把烟气中的SO2浓度降低到主转化器、触媒能够接受的范围内,同时在预转化生成的SO3进入主转化器后,起到抑制一层转化率的作用,避免因温度过高损坏触媒和设备。
4.2.6.2技术适用性及特点
采用预转化技术,提高了转化率,降低了尾气污染物排放浓度及排放量。该技术适用于SO2浓度高于14%的烟气制取硫酸。
4.2.7
LURECTM再循环技术
4.2.7.1技术原理
本技术是将反应后的含SO3烟气部分循环到一层入口,抑制一层SO2的氧化反应,从而控制触媒层温度在允许范围内。
4.2.7.2消耗及污染物排放
采用LURECTM再循环技术,转化率超过99.9%,进一步降低了尾气污染物排放浓度和排放量。4.2.7.3技术适用性及特点
该技术适用于SO2浓度高于14%的烟气制取硫酸。
如题
4.2.8废酸浓缩回收技术4.2.8.1技术原理
对废硫酸进行加热,使其蒸发浓缩,生产浓硫酸,进入成品硫酸系统。4.2.8.2消耗及污染物排放
可采用硫酸装置自身产生的余热生产蒸汽作为一次热源。蒸发浓缩工艺较传统的石灰石-石膏法处理废硫酸,减少了大量低质量石膏的产生,避免了二次污染,回收了有用资源。
4.2.8.3技术适用性及特点该技术适用于任何烟气制酸装置。4.3
烟气脱硫技术
4.3.1氨法脱硫技术
4.3.1.1技术原理
氨法脱硫技术主要利用(废)氨水、氨液作为吸收剂吸收去除烟气中的SO2。氨法工艺过程包括SO2吸收、中间产品处理和产物处置。根据过程和副产物不同,氨法可分为氨-酸法及氨-亚硫酸铵法等。
4.3.1.2消耗及污染物排放
氨法脱硫需要消耗脱硫剂和电能,氨-亚硫酸铵法需要有一定的蒸汽消耗,吸收1吨SO2需要消耗约0.5吨液氨。采用该方法应有可靠的氨源,电力消耗主要为烟气增压风机和吸收剂循环泵。
氨法脱硫效率可达95%以上,当烟气SO2含硫量在3000mg/m3以下时,SO2排放浓度可控制在150mg/m3以下。氨法脱硫存在氨逃逸问题,同时有含氯离子酸性废水排放,造成二次污染。
4.3.1.3技术适用性及特点
氨法脱硫可将烟气中的SO2作为资源回收利用,适用于液氨供应充足,且副产物有一定需求的冶炼企业。氨法脱硫工艺简单,占地小,在脱除SO2同时具有部分脱硝功能。4.3.2石灰/石灰石-石膏法脱硫技术
4.3.2.1技术原理
石灰/石灰石-石膏法脱硫技术是用石灰或石灰石母液吸收烟气中的SO2,反应生成硫酸钙,净化后烟气可达标排放。脱硫系统主要包括吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、石膏脱水及贮存系统。脱硫吸收塔多采用空塔形式,吸收液与烟气接触过程中,烟气中SO2与浆液中的碳酸钙进行化学反应被脱除,最终产物为石膏。
4.3.2.2消耗及污染物排放
石灰/灰石石-石膏法需要消耗石灰石、电能和水。石灰/石灰石-石膏法脱硫效率可达95%以上,当烟气SO2含硫量在3000mg/Nm3以下时,SO2排放浓度可控制在150mg/Nm3以下。脱硫系统含氯离子酸性废水连续排放,产生脱硫石膏副产物,还产生粉尘污染,风机、泵等噪声污染。同时每脱除1摩尔SO2要有等摩尔的CO2增量排放。
如题
4.3.2.3技术适用性及特点
石灰/石灰石-石膏法脱硫技术适应性较强,在满足铜冶炼企业低浓度SO2治理的同时,还可以部分去除烟气中的SO3、重金属离子、F-、Cl-等。石灰/石灰石-石膏法脱硫装置占地面积相对较大、吸收剂运输量较大、运输成本较高、副产物脱硫石膏处置困难,不适合脱硫剂资源短缺、场地有限的冶炼企业。4.3.3钠碱法脱硫技术
4.3.3.1技术原理
钠碱法脱硫技术采用碳酸钠或氢氧化钠作为吸收剂,吸收烟气中SO2,得到Na2SO3作为产品出售。钠碱法的工艺过程可分为吸收、中和、浓缩结晶和干燥包装四步。
4.3.3.2消耗及污染物排放
钠碱法需要消耗碳酸钠或氢氧化钠、电能和水,主要污染物为废水。4.3.3.3技术适用性及特点
钠碱法脱硫流程简洁,占地面积小,脱硫效率高,吸收剂消耗量少,副产物有一定的回收价值,运行成本较高。适用于氢氧化钠或碳酸钠来源较充足的地区。4.3.4金属氧化物吸收脱硫技术
4.3.4.1技术原理
根据部分金属氧化物如MgO、ZnO、Fe2O3、MnO2、CuO等对SO2都具有较好吸收能力的原理,对含SO2废气进行处理。通常将氧化物制成浆液洗涤气体,此技术可以有效地同冶金工艺相结合,处理低浓度的SO2废气。国内已有工业装置的有氧化锌法、氧化镁法和氧化锰法。工艺过程包括吸收剂浆液制备、SO2吸收、饱和浆液的浓缩和干燥、脱硫剂再生等。
4.3.4.2消耗及污染物排放
金属氧化物吸收需要消耗金属氧化物、电能和水。金属氧化物法脱硫效率可达90%以上,基本可以满足铜冶炼企业烟气尾气脱硫的排放要求。
4.3.4.3技术适用性及特点
金属氧化物法脱硫适用范围较小,主要应用于金属氧化物易得或金属氧化物为副产物的冶炼厂烟气脱硫。金属氧化物法脱硫运行成本较低,脱硫副产物可与冶炼工艺相结合,减少二次污染。金属氧化物法普遍存在管道及阀门堵塞问题,影响系统稳定运行和开工率。4.3.5有机溶液循环吸收脱硫技术
4.3.5.1技术原理
有机溶液循环吸收脱硫技术采用的吸收剂是以离子液体或有机胺类为主,添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液;该吸收剂对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力,在低温下吸收SO2,高温下将吸收剂中SO2再生出来,从而达到脱除和回收烟气中SO2的目的。工艺过程包括SO2的吸收、解析、冷凝、气液分离等过程,得到纯度为99%以上的SO2气体送制酸工艺。
4.3.5.2消耗及污染物排放
溶液循环吸收法需要消耗有机吸收剂、低压蒸汽、除盐水和电能。有机溶剂年消耗量约占系统溶剂
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