烟气污染治理

烟气污染治理（精选9篇）

烟气污染治理 篇1

摘要：文章概述了冶炼烟气制酸对环境的污染及其治理的重要性、环境治理的技术及开发情况, 旨在为当前冶炼烟气制酸工业对环境的污染及其治理技术的选择、决策提供必要的依据, 并简述了冶炼烟气制酸环保发展的趋势。

关键词：冶炼烟气制酸,环境污染,治理技术,发展趋势

1 前言

冶炼烟气制酸是我国硫酸工业的重要组成部分, 由于冶炼烟气制酸具有不可取代的环保意义、原料价格低廉、市场风险最小等特点, 因此, 冶炼烟气制酸将随着有色冶金行业的发展稳步发展, 但同时日益突出的环境污染问题和如何提高硫资源利用问题摆在了我们面前, 环保效益和经济效益已成为制酸工业的重点。根据统计, 2011年我国硫酸总产量 (以H2SO4计) 为79738kt, 其中冶炼烟气制酸产量为21297kt, 占硫酸总产量的26.71%;硫磺制酸产量为38441kt, 占硫酸总产量的48.21%;硫铁矿制酸产量为19691kt, 占硫酸总产量的24.69%;石膏及其他原料制酸产量为309kt, 占硫酸总产量的0.39%。以下是冶炼烟气制酸对环境的污染论述及治理方法、对策。

2 冶炼烟气制酸对环境的污染

冶炼烟气制酸过程中产生的“三废”, 即废气、废水、废渣, 会对大气和周围环境造成严重的污染。各国对硫酸工业污染物排放标准总的趋势是要求越来越严, 我国硫酸工业污染物排放标准目前是按照2011年3月1日起开始实施的GB26132-2010标准执行。“三废”对环境的污染具体表现如下:

2.1 废气的污染及危害

废气是指由制酸系统尾气中排放出的SO2、酸雾等有害气体, 其危害如下:

(1) 对人体健康的危害。人吸入一定量的SO2气体后, 会诱发呼吸道疾病并使之恶化, 诸如咳嗽、痰量增加、咽喉炎和气管炎等甚至引起肺气肿等痼疾。当SO2浓度达到100ppm时, 呼吸道会立即发生痉挛、呼吸困难、甚至窒息死亡。

(2) 对植物的危害。SO2会破坏植物的叶绿素, 当空气中的SO2浓度达0.2ppm时, 许多植物就出现不能生长, 枯萎现象。长时期作用下, 农作物叶子就会变黄或发生烟斑, 产量减少。当SO2浓度达到1~2ppm时, 即使是受害时间较短 (2~3小时) , 也会使许多植物的叶子表面组织遭到破坏, 生长和吸收能力下降而致枯萎。

(3) 对环境的污染及危害。SO2对环境的危害就是酸雨的形成。随着环境保护意识的增强, 人们对硫酸系统尾气中SO2的排放提出了越来越高的要求。国家环保部于2011年3月1日起开始实施GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》, 新建的硫酸装置尾气SO2最高允许排放浓度为400mg/m3, 与原有标准GB19297-1996中960mg/m3, 相比, 削减了58.3%, 一般大型装置和两转两吸运转正常的中、小型装置都能达到要求, 但也有一部分装置由于技术和管理的原因尚不能达标排放, 而在国外不达标排放的装置是无法生存的。

(4) 云南铜业股份有限公司 (以下简称云铜) 冶炼烟气制酸生产现状。云铜是我国大型铜冶炼企业之一, 1960年投产, 距今已有五十多年的炼铜生产经验。原采用的工艺是矿热电炉铜熔炼方法, 生产过程中产生大量低浓度SO2烟气, 由于烟气量大, 硫酸系统难以处理, 因此经常部分排空, 另烟气中SO2浓度低, 制酸工艺只能采用一转一吸, 尾气不能达标排放, 硫利用率仅达80%, 每年有大量的SO2排入大气中, 不仅损失了硫资源, 而且造成了严重的环境污染。鉴于此, 本着节能降耗, 改善环境, 降低成本和提高效益的目的, 云铜于1999年技术引进了当时世界先进的艾萨熔炼工艺技术, 采用富氧熔炼, 产生高品位冰铜, 该工艺于2002年5月投产至今, 在节省燃料的同时产生了少量高浓度的SO2烟气, 满足了两转两吸制酸工艺的要求。

云铜现有冶炼烟气制酸装置2套, 即硫酸三、四系列, 2套制酸装置承担了铜冶炼火法系统艾萨、转炉、电炉烟气的制酸及环保达标排放任务, 年产硫酸65万吨, 采用的是稀酸洗涤净化二转二吸制酸工艺流程。硫利用率达98%以上, 达到国际先进水平。

2.2 废水对环境的污染

废水是制酸工业的另一个污染物, 主要是硫酸净化生产工序产生的污酸水, 其中含砷、氟等重金属离子, 如果不经过处理而直接排入江河, 将严重污染环境, 危害人类健康, 因此污酸的处理是及其重要的。

云铜目前对酸性废水处理的工艺是硫化-石膏-中和铁盐法, 处理后的水质符合GB25467-2010《铜镍钴工业污染物排放标准》, 达标废水直接排入螳螂川。

2.3 废渣对环境的污染

制酸工业的“废渣”, 一般由净化工序产生, 净化工序产生的废渣是一种自然资源, 含复杂多金属, 为有效利用资源, 发展循环经济, 可进一步提取其中的稀有金属, 提高企业经济效益, 减少对环境的污染。如随意丢弃, 将造成对大气、水源和土壤等的污染。

3“三废”的治理对策

3.1 对废气的治理

随着越来越严的环保趋势要求, 制酸工艺的尾气处理越来越受到各国的重视。一转一吸制酸系统出来的尾气因SO2含量较高, 必须经过进一步处理达标后才允许排空, 即使经过两转两吸制酸工艺出来的尾气, 先进的企业也要经过吸收塔和尾气电除雾器, 进一步除去SO2和酸雾后达标后才能排空。目前世界各国对尾气的处理, 概括起来主要有以下三种方法:

方法一:利用高烟囱进行扩散稀释

将含SO2的尾气从一定高度的尾气烟囱排出, 利用自然扩散稀释, 使降到地面上任何地点的SO2浓度低于最高容许浓度。烟囱高度根据排出的SO2绝对量及当地的气象条件, 按地面最高容许浓度与烟囱有效高度的平方成反比关系计算而定。但是这种方法没有从根本上解决SO2对大气的污染, 特别是在气象条件恶劣的情况下, 扩散不良, 再高的烟囱仍然达不到充分稀释的目的, 另外, 烟囱越高, 造价越高。

方法二:提高工艺装备水平, 减少尾气中SO2的生成量

要减少尾气中SO2的生成量关键在于提高冶炼烟气制酸的整体工艺水平, 目前最典型的是二转二吸工艺取代一转一吸工艺, 转化率可从95%~96%提高到99.5%, 尾气排放中的SO2可从原来的2000~3000ppm降到400ppm的国家排放标准以下。

方法三:尾气脱硫

通过尾气脱硫工艺处理, 可达到国家排放标准。目前, 尾气脱硫工艺主要有以下几种方法:

(1) 氨-酸法

这是目前工业生产中应用最多的方法, 主要分成四个步骤, 即:吸收、吸收剂再生、分解和中和, 具体如下:

实际上吸收剂是 (NH4) 2SO3-NH4HSO3溶液。 (NH4) 2SO3对SO2有很好的吸收能力, 是主要的有效吸收剂, 在吸收塔内按下列反应式吸收尾气中的SO2及附带吸收部分SO3, 化学反应方程式为:

吸收剂再生:吸收剂再生是为了增加 (NH4) 2SO3而不断补充氨水或气氨, 使部分NH4HSO3向2NH4HSO3转化的过程, 其化学反应方程式为:NH4HSO3+NH3= (NH4) 2SO3

分解:分解是用浓硫酸来对中间产物 (NH4) 2SO3-NH4HSO3进行分解, 其化学反应方程式为:2NH4HSO3+H2SO4= (NH4) 2SO4+2H2O+2SO2 (NH4) 2SO4+H2SO4= (NH4) 2SO4+H2O+SO2得到含水蒸汽的SO2后, 可送回制酸系统重新用于制酸, 也可再经过一系列处理后得到附加值更高的液体SO2产品。

中和:用氨中和过量硫酸, 其化学反应方程式为:2NH3+H2SO4= (NH4) 2SO4, 硫酸氨可作为液体肥料直接用于农业, 或通过蒸汽结晶得到得到固体硫氨。

(2) 石灰乳法

吸收剂用石灰乳浆即Ca (OH) 2, 化学反应为:SO2+Ca (OH) 2+H2O=Ca SO3.2H2OSO2+Ca (OH) 2+H2O=Ca SO4.2H2O, 该法投资与操作费用都较低, 流程和设备简单。

(3) 活性炭法

活性炭法是使尾气通过含碘的活性炭床层, SO2被活性炭表面所吸附, 与氧、水蒸气反应而生成H2SO4, 采用再生方法把吸附的H2SO4吸出来的过程。活性炭催化氧化法具有工艺简单、流程短、控制方便、系统运行稳定、烟气净化率高等优点, 但由于碘的供应存在困难, 全面推广含碘活性炭的使用有它的局限性。研究中的含氮活性炭法, 如能达到含碘活性炭的净化率及再生各项工艺指标, 将会有广阔的应用前景。

(4) 柠檬酸钠法

由于SO2溶解在水中形成HSO3-和H+, 随着H+浓度的增加, 会限制SO2的继续溶解, 如在水中加入柠檬酸钠后, 则柠檬酸钠就会与H+形成缓冲性溶液, 限制H+的增加, 使PH值减少, 从而使SO2的溶解度增大。其总反应式为:3SO2 (气) +Na Cit+3H2O=3Na HSO3+H3Cit, 式中Cit代表柠檬酸。

以上是目前应用较为典型的4种方法, 其它的方法还有碳酸钠吸收SO2 (钠法) 、氢氧

化钠吸收SO2 (烧碱法) 、氧化镁吸收SO2 (氧化镁法) 、离子交换树脂吸附SO2法等等方法, 其原理均是围绕如何将SO2转化为无害的有益物质来进行的综合回收利用。另外, 对于尾气中酸雾的处理, 工艺上可增设尾气电除雾器或纤维过滤器等装置, 使尾气净化达标排放。

云铜经过多年的冶炼烟气制酸生产工艺实践, 在尾气治理方面取得了显著的成效。在原一、二系列为一转一吸制酸工艺, 氨-酸法尾气处理工艺的基础上, 采用二转二吸制酸工艺的三、四系列在尾气排放SO2浓度≤400mg/m3, 酸雾≤45mg/m3的条件下, 尾气通过氨-酸法进一步处理, 达到了国家排放标准, 对维护周边乃至整个昆明市的生态环境作出了重要的贡献。

3.2 对废水的治理

废水是指含污酸的水, 主要来自硫酸净化工序, 一般排至中和站进行中和处理达标后外排。

目前, 由硫酸工序产生的污水处理方法主要有石灰法和石灰-铁盐法两种方法, 其中石灰法可用于污水中含砷、氟等其它重金属离子较低时的处理, 经过一步中和、一步沉降即可达到国家排放标准;石灰-铁盐法污水中含铁量对砷的去除有很大的影响, 故铁离子参加反应能较好地去除砷。为了强化除砷、氟效果, 还可以加入如聚丙烯酰胺之类的絮凝剂。云铜原污水处理采用的是中和-铁盐氧化法, 随着艾萨法熔炼工艺的投入运行, 使砷的分布发生了很大的变化, 于2011年7月经过改造后, 污酸站开始使用硫化-石膏-中和铁盐新工艺, 出水水质达GB25467-2010《铜镍钴工业污染物排放标准》, 且达标率稳定。

3.3 对废渣的处理

制酸工业的“废渣”, 一般由净化工序及中和站产生, 含复杂多金属, 可进一步提取稀有金属, 有效利用资源, 提高企业经济效益, 减少对环境的污染。目前因回收难度较大, 生产成本高, 因此大部分堆存或填埋。

4 冶炼烟气制酸环保发展趋势及展望

4.1 采用节能、低耗、低废的冶炼清洁生产工艺, 倡导“绿色生产”

21世纪实施的是可持续发展战略, 企业的命运与环境的关系比以往任何时候都更为密切。环保达标成为企业生存的首要条件。国家环保部于2011年3月1日起开始实施GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》, 新建硫酸装置尾气二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m3, 与原有标准960mg/m3, 相比, 削减了58.3%, 环保要求越来越严。提高硫的利用率是减轻环保压力的关键所在。目前, 我国有色行业硫回收率大约在80%, 硫回收率偏低, 主要是低浓度烟气没有回收处理及现有制酸工艺装置转化率低的原因, 因此采用先进的、节能、低耗、低废的冶炼清洁生产工艺及制酸工艺 (如WSA工艺及动力波洗涤技术等) 倡导“绿色生产”势在必行。

云铜通过引进艾萨熔炼技术, 硫平均回收率由2000年的86.1%, 达到了2010年98.03%、2011年98.15%、2012年98.16%的国际先进水平。

4.2 推广环保科研成果, 强化污染治理

硫酸工业是一个古老的行业, 至今已有260多年的发展历史, 由于不属于技术密集型行业, 长期以来工艺改革进展缓慢。但随着环保条例的日趋严格, 新一轮的工艺改革已悄然展开, 不久的将来极有可能形成多元化的工艺格局。我国每年都有很多环保科研项目获奖成果, 如烟气脱硫技术等 (目前云铜正在进行此项技术的设计等筹备工作) 。企业在强化污染治理的同时, 可和科研院所加强合作, 以企业为主体, 采用环保科研的成果进行产业化, 促进环保效益和经济效益的双丰收。

4.3 引进先进技术, 进行国际合作

对于中国的硫酸工业来说, 加入WTO, 促进了环保事业的全球一体化进程, 采取引进、合作、合资等方式, 引进国际先进技术, 进行国际合作, 在关键设备消化吸收的基础上开展技术创新, 加大对外技术交流和国际合作的深度和广度, 逐步缩小与国际先进技术的差距。

将使我国的冶炼制酸企业在节能降耗、增产减污等清洁工艺方面得到发展, 对国家环保发展起到积极推进的作用。

参考文献

[1]齐焉.2011年我国硫酸磷肥生产态势分析[J].硫酸工业, 2012 (2) :1～5.

[2]胡玲, 肖九高, 汪志和, 陈光祥, 曹静.离子液循环吸收法脱除和回收硫酸装置尾气中二氧化硫[J].硫酸工业, 2013 (1) :24～25.

[3]刘少武, 齐焉, 赵树起等.硫酸生产技术[M].南京:东南大学出版社, 1993.

烟气污染治理 篇2

一、采用源头和过程控制治理

(1)在石油炼制与石油化工行业，鼓励采用先进的清洁生产技术，提高原油的转化和利用效率。对于设备与管线组件、工艺排气、废气燃烧塔(火炬)、废水处理等过程产生的含VOCs废气污染防治技术措施包括: 1.对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件，制定泄漏检测与修复(LDAR)计划，定期检测、及时修复，防止或减少跑、冒、滴、漏现象;2.对生产装置排放的含VOCs工艺排气宜优先回收利用，不能(或不能完全)回收利用的经处理后达标排放;应急情况下的泄放气可导入燃烧塔(火炬)，经过充分燃烧后排放;3.废水收集和处理过程产生的含VOCs废气经收集处理后达标排放。

(2)在煤炭加工与转化行业，鼓励采用先进的清洁生产技术，实现煤炭高效、清洁转化，并重点识别、排查工艺装置和管线组件中VOCs泄漏的易发位置，制定预防VOCs泄漏和处置紧急事件的措施。

(3)在油类(燃油、溶剂)的储存、运输和销售过程中的VOCs污染防治技术措施包括: 1.储油库、加油站和油罐车宜配备相应的油气收集系统，储油库、加油站宜配备相应的油气回收系统;2.油类(燃油、溶剂等)储罐宜采用高效密封的内(外)浮顶罐，当采用固定顶罐时，通过密闭排气系统将含VOCs气体输送至回收设备;3.油类(燃油、溶剂等)运载工具(汽车油罐车、铁路油槽车、油轮等)在装载过程中排放的VOCs密闭收集输送至回收设备，也可返回储罐或送入气体管网。

(4)涂料、油墨、胶粘剂、农药等以VOCs为原料的生产行业的VOCs污染防治技术措施包括: 1.鼓励符合环境标志产品技术要求的水基型、无有机溶剂型、低有机溶剂型的涂料、油墨和胶粘剂等的生产和销售;2.鼓励采用密闭一体化生产技术，并对生产过程中产生的废气分类收集后处理。(5)在涂装、印刷、粘合、工业清洗等含VOCs产品的使用过程中的VOCs污染防治技术措施包括: 1.鼓励使用通过环境标志产品认证的环保型涂料、油墨、胶粘剂和清洗剂;2.根据涂装工艺的不同，鼓励使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化(UV)涂料等环保型涂料;推广采用静电喷涂、淋涂、辊涂、浸涂等效率较高的涂装工艺;应尽量避免无VOCs净化、回收措施的露天喷涂作业;3.在印刷工艺中推广使用水性油墨，印铁制罐行业鼓励使用紫外光固化(UV)油墨，书刊印刷行业鼓励使用预涂膜技术;4.鼓励在人造板、制鞋、皮革制品、包装材料等粘合过程中使用水基型、热熔型等环保型胶粘剂，在复合膜的生产中推广无溶剂复合及共挤出复合技术;5.淘汰以三氟三氯乙烷、甲基氯仿和四氯化碳为清洗剂或溶剂的生产工艺。清洗过程中产生的废溶剂宜密闭收集，有回收价值的废溶剂经处理后回用，其他废溶剂应妥善处置;6.含VOCs产品的使用过程中，应采取废气收集措施，提高废气收集效率，减少废气的无组织排放与逸散，并对收集后的废气进行回收或处理后达标排放。

(6)建筑装饰装修、服装干洗、餐饮油烟等生活源的VOCs污染防治技术措施包括: 1.在建筑装饰装修行业推广使用符合环境标志产品技术要求的建筑涂料、低有机溶剂型木器漆和胶粘剂，逐步减少有机溶剂型涂料的使用;2.在服装干洗行业应淘汰开启式干洗机的生产和使用，推广使用配备压缩机制冷溶剂回收系统的封闭式干洗机，鼓励使用配备活性炭吸附装置的干洗机;3.在餐饮服务行业鼓励使用管道煤气、天然气、电等清洁能源;倡导低油烟、低污染、低能耗的饮食方式。

二、采取末端治理与综合利用的方式

(1)在工业生产过程中鼓励VOCs的回收利用，并优先鼓励在生产系统内回用。(2)对于含高浓度VOCs的废气，宜优先采用冷凝回收、吸附回收技术进行回收利用，并辅助以其他治理技术实现达标排放。

(3)对于含中等浓度VOCs的废气，可采用吸附技术回收有机溶剂，或采用催化燃烧和热力焚烧技术净化后达标排放。当采用催化燃烧和热力焚烧技术进行净化时，应进行余热回收利用。

(4)对于含低浓度VOCs的废气，有回收价值时可采用吸附技术、吸收技术对有机溶剂回收后达标排放;不宜回收时，可采用吸附浓缩燃烧技术、生物技术、吸收技术、等离子体技术或紫外光高级氧化技术等净化后达标排放。

(5)含有有机卤素成分VOCs的废气，宜采用非焚烧技术处理。(6)恶臭气体污染源可采用生物技术、等离子体技术、吸附技术、吸收技术、紫外光高级氧化技术或组合技术等进行净化。净化后的恶臭气体除满足达标排放的要求外，还应采取高空排放等措施，避免产生扰民问题。

(7)在餐饮服务业推广使用具有油雾回收功能的油烟抽排装置，并根据规模、场地和气候条件等采用高效油烟与VOCs净化装置净化后达标排放。

(8)严格控制VOCs处理过程中产生的二次污染，对于催化燃烧和热力焚烧过程中产生的含硫、氮、氯等无机废气，以及吸附、吸收、冷凝、生物等治理过程中所产生的含有机物废水，应处理后达标排放。

(9)对于不能再生的过滤材料、吸附剂及催化剂等净化材料，应按照国家固体废物管理的相关规定处理处置。

三、大力鼓励研发的新技术、新材料和新装备

鼓励以下新技术、新材料和新装备的研发和推广:(1)工业生产过程中能够减少VOCs形成和挥发的清洁生产技术。

(2)旋转式分子筛吸附浓缩技术、高效蓄热式催化燃烧技术(RCO)和蓄热式热力燃烧技术(RTO)、氮气循环脱附吸附回收技术、高效水基强化吸收技术，以及其他针对特定有机污染物的生物净化技术和低温等离子体净化技术等。

(3)高效吸附材料(如特种用途活性炭、高强度活性炭纤维、改性疏水分子筛和硅胶等)、催化材料(如广谱性VOCs氧化催化剂等)、高效生物填料和吸收剂等。

(4)挥发性有机物回收及综合利用设备。

四、对市场进行运行与监测

(1)鼓励企业自行开展VOCs监测，并及时主动向当地环保行政主管部门报送监测结果。(2)企业应建立健全VOCs治理设施的运行维护规程和台帐等日常管理制度，并根据工艺要求定期对各类设备、电气、自控仪表等进行检修维护，确保设施的稳定运行。

燃煤烟气汞污染及其控制技术 篇3

全球每年排放到大气中的汞总量约为5000t,其中4000t是人为的结果。造成汞环境污染的人为来源主要是燃烧,其中燃煤导致的汞污染是最为严重的。煤在燃烧过程中产生的汞大部分随着烟气排入大气,成为环境汞污染的主要来源。燃煤电站排放出的汞是我国汞污染的最主要来源,约占汞排量总量的40%。随着燃煤电站总装机容量的持续扩大,汞污染问题更加严重。据浙江大学能源洁净利用国家重点实验室最新研究表明,我国10万k W典型燃煤锅炉总汞排放量在40~50kg/a。2020年我国燃煤电站汞排放量约464~580t,约占同期全球化石燃料燃烧汞排放总量的42.45%~53.06%(联合国环境规划署2008年报告),形势十分严峻。燃煤电站汞污染已被世界公认为继燃煤硫污染之后的又一大污染问题,尤其是燃煤电站汞排放控制已成为目前国际上的研究热点。

烟气中的汞主要以两种相对稳定的形态存在:气态汞(Hg,g)和颗粒态汞(Hg,p)。气态汞又分为单质汞(Hg0)和氧化态汞(Hg2+)。二价汞化合物比较稳定,易溶于水,易脱除;单质汞挥发性较高、水溶性较低,是最难控制的形态之一。汞及汞的化合物是一种易挥发物质,具有巨毒性和积累性,可以通过呼吸、皮肤吸附或食物摄入等形式进入人体,侵害人的神经系统,尤其是中枢神经系统;通过肺泡吸收,经血液进入全身,伤害脑组织,并引起慢性中毒。同时,汞在大气中停留的时间可长达半年至二年,能在大气层中飘浮成千上万千米,在全球范围内传输,并沉降进入土壤或水体,其毒性在藻类、鱼类和其它动物组织中累积,导致处在食物链顶端的食肉动物体内的汞浓度数千倍甚至数百万倍于水中的汞浓度,从而污染整个食物链,对人类及生物环境造成的危害极大。

2 汞控制技术研究现状

国内外燃煤电站汞排放控制技术的研究主要包括燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后烟气脱汞三个方面。燃烧前脱汞是通过洗选法除去原煤中的部分汞,但是该方法不能洗去与煤中有机碳结合的汞,而且成本相对较高;燃烧中脱汞主要是利用改进燃烧方式,在降低NOX排放的同时,抑制一部分汞的排放;燃烧后脱汞的方法包括利用一些吸收剂来吸附汞的吸附法,或者改进燃煤电站现有大气污染物控制设备,以提高其协同脱汞的效率。还有一些新的烟气汞脱除技术的研究,如电晕放电等离子体技术等。综合来看,燃烧后烟气脱汞是目前燃煤汞污染控制的最主要方式,相关研究最为广泛。燃烧后脱汞(即烟气脱汞)是未来电厂汞污染控制的主要方式,其脱汞方法主要有吸附剂法、化学沉淀法和化学氧化法。

2.1 吸附剂法

吸附法主要是利用活性炭及其他吸附剂的吸附作用来处理污染物的一种常用方法,包括物理吸附和化学吸附两种方式。对于气流中汞等微量有害物质的去除,吸附剂法占据重要位置。一般吸附都兼有物理吸附、化学吸附功能,两种吸附过程可以同时进行。长期以来人们一直在努力寻找新型廉价的吸附剂来降低污染物控制设备的运行费用,但至今都没有突破性的进展。目前,用于烟气脱汞的吸附剂主要有:活性炭、飞灰和金属吸收剂。

2.1.1 活性炭

在烟气中喷入活性炭是烟气脱汞技术最为集中且较成熟的一种方法。用活性炭吸附烟气中的汞可以通过以下两种方式,一种在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭;另一种是将烟气通过活性炭吸附床。尽管活性炭吸附剂在脱除汞方面有着很高的效率,但仍然存在价格昂贵,经济可行性不高等问题,并且还存在很多技术难题。

2.1.2 飞灰

燃煤过程中产生的飞灰能吸附烟气中的汞,因此飞灰是影响烟气中汞的形态分布的一个重要因素。由于飞灰容易获得,且价格低廉,受到越来越多人的关注。飞灰对汞的吸附主要通过物理吸附、化学吸附、化学反应以及三者结合的方式,飞灰吸附主要受到温度、飞灰粒径、烟气气体成分等因素的影响。

2.1.3 金属吸收剂

金属吸收剂是利用特定的金属与汞形成合金来除去烟气中的汞,这种新形成的合金在提高温度的情况下能进行可逆反应,实现汞的回收以及金属的循环利用。并且,金属吸收率与汞的化学形态无关,这样采用金属吸收剂就可很好的去除单质汞。

2.2 化学沉淀法

化学沉淀法是通过化学试剂与汞发生化学反应生成沉淀,从而将汞除去。目前,应用比较多的方法主要有:碘化钾溶液洗涤法、氯化法除汞、硫化钠法。

2.3 化学氧化法

烟气中的Hg2+化合物较易溶于水,在湿法烟气脱硫系统(WFGD)中,无论是用石灰或石灰石或是活性炭作为吸收剂,均可除去约90%的Hg2+,而对Hg0没有明显的脱除作用。通过某些物质的催化作用将Hg0氧化成Hg2+化合物,然后再采用常规的方法去除Hg2+,将单质汞转变成二价汞就比较容易去除了。

2.4 其它方法

美国能源部国家能源技术实验室采用模拟燃煤烟气,在实验室内研究了紫外线照射烟气脱汞技术。在536~662℃,采用波长为253.7nm的紫外线进行照射,这种波长的紫外光能促进汞与烟气中的其它组分发生反应,生成硫酸亚汞和氧化汞,然后通过除尘设备除去。在实验室试验中,汞的脱除率达70%。但是,紫外线除汞技术的投资比活性炭喷射法还要高,这给该技术的推广带来困难。

3 现有烟气处理设备脱汞效果

3.1 除尘设备脱汞效果

常规的电除尘器和布袋除尘器能有效地捕获烟气中的颗粒物,并能够有效脱除Hg(p),而气态汞能被吸附在飞灰上,并在电除尘或布袋除尘中被捕获。

在利用现有烟气净化装置除汞的研究中,最值得关注的是目前国内正在推广使用的电袋复合除尘器的除汞研究。电袋复合除尘器是一种兼具电除尘和袋式除尘技术优点的全新除尘技术,是国际除尘技术的重要发展方向。常见的电袋复合除尘器为前电后袋式结构(图1),它具有投资少、占地面积小、运行阻力低、除尘效率高等优点,并可以实现烟尘排放长期稳定控制在30mg/Nm3以下,是高效收尘与低成本运行有机结合的新一代环境保护除尘产品。因此,研究电袋脱汞对于实现多污染物协同脱除具有重大意义。

3.2 脱硫装置脱汞效果

3.2.1 干法脱硫装置对汞脱除的效果

在干法脱硫系统中,颗粒态汞Hg(p)很容易被除去,Hg0和Hg2+能潜在地被吸附在飞灰、硫酸钙或亚硫酸钙颗粒表面。当烟气通过ESP或FF时,颗粒汞能很容易被吸附和捕获。

3.2.2 湿法脱硫装置脱汞效果

Hg2+易溶于水,能被湿法烟气脱硫(WFGD)循环液吸收,吸收效率可达69%。然而气态单质汞Hg0难溶于水,不能被循环液吸收。值得注意的是,对于大多数结合湿法洗涤的污染物控制系统,能够脱除90%的Hg2+,但是对于Hg0不但不会被吸收,还略微有所增加,增加的原因是部分Hg2+被还原。

3.3 脱硝设备脱汞效果

选择性催化还原(SCR)装置在还原NOx的同时能够将Hg0氧化成Hg2+。Hg2+相对更易被湿式喷淋装置脱除。Hg0被SCR装置催化氧化效率的高低受催化反应器的空塔速度、反应的温度、氨的浓度、催化剂的寿命、气流中氯的浓度等因素影响。

4 烟气脱汞发展趋势

烧结砖厂烟气治理浅议 篇4

摘要：针对目前我国出现的雾霾等环境问题，介绍了我国环境保护部、国家质量监督检查检疫总局新发布的《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620-2013），并进行解读，同时介绍了为达到该标准砖瓦工业应采取的一些具体做法以及研究方向。

关键词：环境；烟气；大气污染物；二氧化硫；烟气治理 “我国近半国土出现雾霾天气，104城市空气重污染”；“25省份遭遇雾霾天气南京中小学紧急停课”； “英国媒体称雾霾致大量外国人离开北京”；“北京雾霾天气空气质量严重污染”；“兰州出现重度污染天气，雾霾笼罩太阳变黄色光团”——这是最近一段时间经常出现在新闻头条里的内容。

随着一波又一波雾霾天气的来袭，我国政府及相关部门把大气环境的治理提上了议事日程。

何谓雾、何谓霾、何谓雾霾？

雾雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结（或凝华）物的天气现象称为雾；

霾霾也称灰霾，空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾。

雾霾是雾雾和霾的混合物，雾虽然以灰尘作为凝结核，但总体无毒无害；霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质，空气相对湿度低于80%，颜色发黄。气体能直接进入并粘附在人体下呼吸道和肺叶中，对人体健康有伤害。雾霾天气的形成主要是人为的环境污染，再加上气温低、风小等自然条件导致污染物不易扩散所至。

通过分析雾霾形成的原因我们知道，雾霾的起因主要是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子，这些物质的来源主要有以下几个：一是汽车尾气、二是道路扬尘和建筑施工扬尘、三是工厂制造出的二次污染、四是冬季取暖时燃烧煤炭低空排放的污染物、五是生物质(秸秆、木柴)的燃烧以及垃圾焚烧产生的烟尘。

基于我国目前的环境状况，每一个有良知的中国人估计都会想为减少雾霾而尽一点力，我们砖瓦行业人要做的就是作好本行业的自律，作好本行业粉尘、烟气的治理工作。

其中粉尘治理比较简单，一般来说在原料制备工序进行整体或局部封闭，选择收尘设备进行收尘、做好厂区及进出厂道路的硬化工作，制定清洁生产的规章制度，可以认为本厂生产不会对大气产生粉尘的危害。而烟气治理的话，我们须分析一下本厂烟气的性质及成分，随烟气排放的有害物质有SO2、SO3、HF、NOX、HCL、CO及粉尘，环境保护部、国家质量监督检验检疫总局2013年9月17日发布，2014年1月1日实施的《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620—2013）对烧结砖瓦企业大气污染物排放限值进行了规定，详见表

1、表2和表3。

自2014年1月1日起至2016年6月30日止，现有企业执行表1规定的大气污染物排放限值。自2016年7月起，现有企业执行表2规定的大气污染物排放限值，自2014年1月1日起，新建企业执行表2 规定的大气污染物排放限值。

该标准还规定，产生大气污染物的生产工艺和装置必须设立局部或整体气体收集系统和集中净化处理装置，人工干燥及焙烧窑的排气筒高度一律不得低于15米，排气筒周围半径200米范围内有建筑物时，排气筒高度还应高出最高建筑物3米以上。基准过量空气系数为1.7，实测的大气污染物排放浓度应换算为基准过量空气系数排放浓度，生产设施应采取合理的通风措施，不得故意稀释排放。地方政府应对本辖区环境质量负责，采取措施确保环境状况符合环境质量标准要求。

从该标准的以上内容来分析，我们国家对烧结砖瓦企业是采取了一个逐步严格的政策，表1的规定只针对现有企业维持到2016年6月30日止，其间只有两年半的时间，表2的规定估计可以维持比较长一点的时间，但总体趋势肯定是越来越严格。

就目前我国烧结砖企业环保控制的执行情况来看，因为烧结砖行业是一个微利、传统、古老的行业，从业的企业主大部分环保意识比较薄弱，可以说，本行业原有企业的产能落后，脏、乱、差、环境污染问题普遍存在，但随着全行业环保意识的提高，最近一两年来，凡是经贵州院设计的烧结砖厂，均考虑了脱硫及除尘设施。

烟气脱硫是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和主要的技术手段。目前，世界上各国对烟气脱硫都非常重视，已开发了数十种行之有效的脱硫技术，但是，其基本原理都是以一种碱性物质作为SO2的吸收剂，即脱硫剂。按脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态可分为干法和湿法和半干法。目前我国砖瓦行业普遍采用的是湿法，该种方法集除尘、脱硫、去氟于一体，按脱硫剂的种类划分，烟气脱硫技术可分为如下几种方法：①以CaCO3（石灰石）为基础的钙法；②以MgO为基础的镁法；③以Na2SO3为基础的钠碱法；④以NH3为基础的氨法；⑤以有机碱为基础的有机碱法。

我国目前与烧结砖行业配套的脱硫设施主要采用的是钙法和钠碱法，钙法又称石灰/石膏法，采用石灰作为脱硫剂，因此运行费用低，但脱硫器容易结垢，处理麻烦；钠碱法吸收能力强，不结垢，但运行费用高，因此各设备生产厂家纷纷进行研究与开发，开发出钠-钙双碱法脱硫工艺，该工艺综合了石灰法和钠碱法的特点，解决了石灰法的塔内易结垢问题，还具备了钠碱法吸收效率高的优点。

钙法、钠钙双碱法的产物都是脱硫石膏，脱硫石膏的利用主要有以下几个方面： a.用作水泥添加剂

作为水泥的一种添加剂，石膏具有缓凝作用。可使预拌车中拌合物波长距离运输后仍保持其工作性能。但脱硫石膏作用水泥缓凝剂时必须满足一定的物理和化学要求，尤其是脱硫膏不能含有明显的氯化钙，因为氯化钙能加速混凝土凝固和钢筋腐蚀。近十年来脱硫石膏应用于该行业的量在迅速地增长。

b.用于农业

脱硫石膏的高透气率使得它能成为极好的土壤调节剂，研究显示脱硫石膏作为土壤调节剂可提供以下以下主要益处：①把沙土或黏土改善成沃土，改进它的结构和排水特性；②调节土壤PH值和增加阳离子交换能力；③对于花生、土豆和棉花是很好的硫和钙源，对于果树是合适现成的钙源；④提供有益的微量元素；⑤增进根瘤产量，促进含氮化合物的转化；⑥保持花生等其他庄稼无病害的手段。

c.用于生产石膏板及石膏砌块等建筑材料

石膏板是国内外重要的建筑材料，有纸面石膏板，装饰石膏板、纤维石膏板、石膏复合板等，石膏砌块作为墙体材料也在兴起，石膏制品由于其优越的保温隔热性能以及阻燃性能，有广阔的应用前景。另外，在我国，氨法具有很好的应用前景。我国是一个粮食大国，也是化肥大国。氮肥以合成氨汁，我国的需求量目前达到33Mt/a，其中近45%是由小型氮肥厂产生的，而且这些小氮肥厂的分布很广，每个县基本上都有氮肥厂。因此，每个砖厂不远的范围内，都能找到可以提供合成氨的的氮肥厂，SO2吸收剂的提供很丰富。更有意义的是，氨法副产品本身就是化肥，就有很好的应用价值。此法目前在烧结砖装备领域还未见，可以进行相关研究和探讨。

我们须提及的一点就是，烧结砖厂的环保升级改造以及新建烧结砖厂的环保升级改造以及新建烧结砖厂的环保投入，那是必须的，虽然投资增加了，运行成本增加了，但是，为了大家生存的环境，为了子孙后代，我们必须投入足够的精力、财力与物力。

烧结烟气污染物尾端控制技术概述 篇5

1) 烧结烟气中的SO2的浓度一般在300~1000mg/m3;

2) 烧结烟气中的NOX浓度也较锅炉烟气低50%, NOX浓度在200~500mg/m3;

3) 烟气中氧和水分含量比锅炉高1倍左右;

4) 烧结烟气中的卤化物浓度比锅炉烟气高3~6倍;

5) 烧结烟尘的比电阻要比锅炉粉尘比电阻高一个数量级;

6) 在烧结烟气的的污染物中, 含有含汞类物质和二噁英类物质。

对烧结烟气污染物的控制已经成为钢铁冶金行业持续发展的必然选择, 相对于对气态污染物的控制, 钢铁行业除尘技术发展较早, 技术相对成熟, 其他气态污染物的控制研究应用刚刚起步。这些年酸雨问题, 汞和二噁英的污染, 引起社会关注。烟气尾端处理是有效降低污染物浓度的最重要手段。综合以上所述, 本文主要概述性介绍国内外关于烧结烟气中SO2、NOX、汞和二噁英的尾端控制技术, 为综合治理污染物提供一定的参考。

1 烧结烟气中二氧化硫控制技术

1.1 石灰石-石膏法

石灰石-石膏湿法烟气脱硫以石灰石/石灰浆液作为脱硫剂, 在吸收塔内与烟气逆流接触, 浆液中的碱性物质与SO2发生反应生成亚硫酸钙, 经氧化、结晶处理后最终得到石膏副产物。该技术成熟, 运行可靠, 当吸收浆液的p H值、钙硫比及液气比等操作条件控制适当时, 脱硫效率可达95%以上, 是目前应用最广泛的脱硫技术。该技术同时也存在一些不足, 脱硫吸收装置较为庞大, 吸收反应速度慢, 需要较大液气比;而石膏容易结垢, 还会有大量的废水需要处理。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的应用前景将越来越受到限制。

1.2 氨法

氨法烟气脱硫以氨吸收烟气中的SO2, 得到硫酸铵副产品, 系统主要由SO2吸收、!NH4"2SO3氧化和硫酸铵结晶三个部分组成。在吸收液中主要依靠!NH4"2SO3来吸收SO2, 在补氨处NH4HSO3与氨反应后生成!NH4"2SO3, 又重新吸收SO2。反应生成的!NH4"2SO3通过强制氧化, 转化为!NH4"2SO4, 累积到一定浓度后送至副产处理系统。氨法脱硫是一个稳定的气-液反应系统, 吸收剂利用率高, 系统阻力小, 循环喷淋的动力远低于钙法。

另外, 副产物!NH4"2SO4是一种使用价值较高的农用化肥, 产生的经济效益可冲抵大部分运行费用, 经济性好。氨法脱硫能够实现硫元素的回收利用, 具有更为广阔的应用前景。

1.3 旋转喷雾法

旋转喷雾法以石灰浆液作吸收剂, 利用高速旋转雾化器把浆液雾化成细小液滴, 喷入吸收塔, 生成亚硫酸钙和部分硫酸钙。另外, 烟气将热量传递给吸收剂使之不断干燥, 所以废渣以干态排出。该法脱硫效率只能达到80%~85%。该法的优点是:流程简单, 占地面积小, 投资较少, 运行费用不高, 适合旧厂改造;脱硫产物为干态, 无废水排放。缺点是脱硫效率较低, 而且技术要求高, 维护复杂。

2 烧结烟气中氮氧化物控制技术

烧结过程中NOx的主要来源于烧结过程中燃料的燃烧, 其排放浓度较低, 暂时烧结烟气尾端烟气理设施较少, 主要参照电力行业烟气脱硝技术。

2.1 SCR法

SCR脱硝技术是在催化剂的作用下, 利用还原剂NH3 (或Cx Hy、H2、CO等) 将烟气中的NOx转化成为无害的N2和H2O, NOx的脱除效率一般可达80%~90%, SCR是目前世界上技术成熟、应用最广泛且最有成效的一种烟气脱硝技术。尽管如此, 该技术仍然存在一些缺点和不足:SCR催化剂易受到高温含尘烟气的冲刷和腐蚀;烟气中含有的SO2和重金属往往会造成SCR催化剂失活;还原剂NH3的消耗量大且控制不好容易发生泄漏造成二次污染;SCR烟气脱硝技术的投资和运行费用均较高。

2.2 SNCR法

选择性非催化还原脱硝技术在没有催化剂的条件下, 将氨基还原剂 (如氨气、氨水或者尿素等) 喷入炉膛温度为800~1000℃的区域, 还原剂受热分解成为NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2和H2O。SNCR脱硝技术存在的不足就是脱硝反应对温度条件非常敏感, 一般理想的温度范围为700℃~1100℃, NOx的脱除效率最大为70%~80%。另外, 还原剂的量不易控制, 氨容易产生泄漏导致二次成污染。

3 烧结烟气中汞的控制技术

燃烧后脱汞的控制技术一方面是通过对现有的烟气治理设备, 进行一定程度的改进, 使其具有脱汞性能, 另一种则是开发脱汞吸收剂。

3.1 利用常规烟气净化装置除汞

现有的静电除尘器除尘效率通常可以达到99%以上, 这对以较大颗粒形式存在的固相汞脱除较为有利。布袋除尘器在脱除微细粉尘方面, 具有较好的效果, 可以达到58%的平均除汞效率。选择催化还原装置 (SCR) 不仅可以将氮氧化物还原为氮气, 而且还可以有效促进单质汞向氧化汞的转变。有研究结果表明, 添加SCR装置后, 脱汞效率可以提高14%。流化床燃烧也可以有效减少汞排放。

3.2 吸收法

目前该技术主要有两种方式, 一种是向烟气中直接喷入粉末状活性炭。活性炭完成吸附汞的过程后再由下游的除尘器 (如静电除尘器或布袋除尘器) 除去。此法投资小, 但活性炭会与飞灰混杂在一起不能再生, 同时由于烟气中汞浓度很低, 进而造成活性炭利用率低, 耗量大, 最终脱汞成本很高。另一种是将烟气通过颗粒活性炭吸附床。该法一般安排于脱硫装置 (FGD) 和除尘器后, 作为烟气排入大气的最后一个污染控制环节, 除汞效果较高, 但当颗粒尺寸较小时会引起较大压降。同时, 由于该类技术需要增加设备、占地因而造成初投资较大。

4 烧结烟气中二噁英控制技术

4.1 高效过滤法

200℃以下的温度条件下, 二噁英绝大部分都以固态形式吸附在烟尘表面, 而且主要吸附在微细的颗粒上。研究资料表明, 若采用合适的滤料, 布袋除尘器后二噁英的排放浓度不到电除尘器的10%。

4.2 物理吸附法

二噁英可被多孔物质 (如活性炭、焦炭、褐煤等) 吸附, 利用这一特性可对其进行物理吸附, 国外已广泛采用, 一般分为携流式、移动床和固定床等三种形式。携流式是指在除尘器前烟道喷入吸附剂, 吸附二噁英后的吸附剂被除尘器脱除从而达到减排目的。移动床是指吸附剂从吸附塔上部进入下部排出或者下部进入上部排出, 一般设在除尘器后。固定床中的吸附剂是不动的, 烟气流过其表面时二噁英被脱除。有研究表明用褐煤作吸附剂可使烧结废气中二噁英最终排放量降低80%左右, 欧洲多家钢厂实测减排效果可达70%。但这种方法的缺点是仅能实现二噁英毒性的物理转移, 吸附后必须填埋处理, 容易产生二次污染, 吸附后必须填埋处理。

4.3 催化分解法

氮氧化物脱除技术中SCR法同样适合于二噁英降解。研究证实SCR法在降低NOx含量的同时, 也可抑制85%的二噁英形成, SCR法的优点在于没有复杂的残余物问题。但催化剂的去除污染能力缺乏普适性, 只能针对单一污染物。

4.4 电子辐射法

电子辐射去除烟气中二噁英工艺十分简单, 没有控制温度的要求, 十分便于安装, 该工艺对二噁英脱除效率可达99%, 优点在于分解后的产物仅是有机酸, 且耗能少, 但设备投资较大。

5 结语

本文概述性介绍了实际应用较多的烧结烟气脱硫技术, 并且对烧结机烟气的重点污染物, 介绍了其他行业控制其污染应用较多的工艺技术, 总结了各工艺的优缺点, 旨在为未来烧结烟气治理可能面临的排放标准改变而做一定量的储备。同时考虑到烧结烟气的特殊性, 其他行业脱硫方法未必能完全移植到烧结机烟气治理, 满足烧结机的污染物控制要求, 为此加大研发, 开发针对烧结机烟气的特殊技术工艺显得很有必要。同时, 综合以上各污染物单独控制技术, 系统化整合工艺, 不仅完成对二氧化硫的脱除, 同时加强对氮氧化物, 汞和二噁英的控制, 袋式除尘+湿法脱硫+SCR脱硝是现有技术中综合起来一种比较可行的方法。加大对烧结烟气污染物治理的研究对提升钢铁行业形象, 保护环境大有裨益。

摘要：本文介绍了钢铁行业烧结烟气特点, 介绍了实际工程中应用较多的二氧化硫控制技术, 并参照其他行业烟气控制技术, 对烧结烟气中的研究热点氮氧化物、汞和二噁英的尾端控制技术进行了概述。

关键词：烧结烟气,二氧化硫,氮氧化物,汞,二噁英

参考文献

[1]王兴连.我国烧结装备技术发展现状及指标分析.冶金管理, 2012.

烟气污染治理 篇6

汞在环境中是一种痕量重金属污染物, 它进入生物体后很难被排出, 并会在生物体的作用下转化为甲基汞, 产生极强的生物毒性, 同时由于生物体内汞的累积作用, 汞会沿食物链逐渐向高端富集, 最终影响人类的健康。

联合国国际汞公约即将于2013年初颁布实施, 届时各国都必须对全球汞排放理性相应的责任和义务。人为汞源主要是石化燃料的燃烧产生的, 我国是世界上最大的燃煤国, 也是主要的汞排放国。必将在未来的联合国国际汞公约中承担重要的减排责任[1]。

1汞的形态

燃煤电厂的汞主要三种形态, 气态元素汞、气态离子态汞、颗粒态汞。其中汞监测及脱除主要关注气态元素汞、气态离子态汞。气态元素汞、气态离子态汞在不同条件下会相互转化, 而气态元素汞、气态离子的脱除方法又不同, 所以汞的脱除更加依赖于监测。

汞化学物理形态分布的复杂性。汞有3种价态:元素汞Hg0、一价汞Hg+和二价汞Hg2+。元素汞Hg0易挥发, 微溶于水, 是大气环境中相对较稳定的形态, 在大气中的平均停留时间长达半年至两年, 可以在大气中长距离运输而形成全球性汞污染。在一价汞Hg+和二价汞Hg2+两种离子态中, 二价汞较稳定, 易溶于水[2]。

2汞的参比方法

1) 冷原子吸收分光光度法以及氢化物发生原子荧光分光光度法测定与颗粒物结合的Hgp的方法;

2) U.S.EPA 29方法;

3) Ontario Hydro (OH) 法;

4) 仪器法 (30A法) ;

5) 吸附管法 (EPA 30B法) 。

3吸附法手动监测方法

EPA 30B方法是利用活性碳吸附管采样以及热解析或萃取技术, 测定燃煤电厂烟气中气态总汞的方法。测定范围为0.1μg/m3~50μg/m3。该方法适用于颗粒物浓度相对较低的测试点位 (即在污控设施之后采样) 。利用装有活性碳吸附剂的吸附管, 以适当的流量从烟道中抽取一定体积的烟气。为了保证测量精度和数据有效性, 每次测试时必须使用两根吸附管进行平行双样的采集, 并完成现场回收测试。采样后将吸附管取出进行分析, 分析方法通常使用热分解法[3,4]。

EPA方法30B采样系统主要包括活性碳吸附管采样系统、吸附管加标系统、样品分析设备等。

3.1活性碳吸附管采样系统

该系统主要包括吸附管、采样探头、除湿装置、真空泵、气体流量计、质量流量计、温度传感器、气压计和数据记录器等。如图1所示。、温度传感器、气压计和数据记录器等。如图1所示。

3.2吸附管

吸附介质在吸附管中至少分成两段串联, 且每段能进行独立分析。第一段作为分析段, 用于吸附烟气中的气态总汞;第二段作为备用段, 用于吸附穿透的气态汞。每根吸附管应具备唯一的识别号, 以便监管。吸附管结构如图2所示。附介质在吸附管中至少分成两段串联, 且每段能进行独立分析。第一段作段, 用于吸附烟气中的气态总汞;第二段作为备用段, 用于吸附穿透的气每根吸附管应具备唯一的识别号, 以便监管。吸附管结构如图2所示。

吸附介质可以选择经过处理的活性碳或化学处理的过滤器等, 所选择的材料吸附介质可以选择经过处理的活性碳或化学处理的过滤器等, 所选择的材料必须满足几点要求:1) 能够定量吸附所有气态形式的汞;2) 可以回收用于后续分析;3) 材质满足相关性能指标;4) 应满足质量保证、质量控制的要求。

3.3采样探头

应探头保证探头和吸附管之间无泄漏。每根吸附管必须安装在探头入口处或探头便烟气直接进入吸附管内。探头和吸附管组件必须加热到足以防止烟气冷应保证探头和吸附管之间无泄漏。每根吸附管必须安装在探头入口处或探头内, 以便烟气直接进入吸附管内。探头和吸附管组件必须加热到足以防止烟气冷凝的温度以上。当烟气温度很低时, 还需采用辅助加热来防止冷凝, 烟气温度应使用经校准的热电偶监测。

3.4样品分析设备

样品分析设备具有从所用的吸附介质中定量回收汞, 并进行定量分析的功能。样品回收技术包括酸浸出、消解和热解/直接燃烧技术。

4汞采样与数据分析

我国目前使用的烟气汞监测标准方法为《固定污染源废气总汞的测定冰浴吸收瓶采样-冷原子吸收分光光度法 (HJ/T 543-2009) 》, 该标准由环境保护部2009年12月30日批准, 自2010年4月1日起实施, 适用于固定污染源废气中汞的测定。但是, 该标准不与目前国际通用的标准接轨, 主要存在以下三方面的缺点:

第一, 由于气态汞的活性很强, 随着气温降低, 部分气态汞可以凝结在采样管道表面, 采用HJ/T 543-2009的气态污染物采样方法往往会导致对烟气总汞浓度的低估, EPA 30B方法可以最大限度的解决该问题。

第二, 该标准无法对烟气汞的形态进行区分。分形态烟气汞的数据对了解烟气汞在污控设施内的转化和去除过程, 具有重要的作用;同时, 最终排放烟气汞的形态也会影响汞的沉降以及对当地或区域环境的污染, EPA 30B方法, 先吸附采样, 再解吸进行浓度分析, 也可测得烟气中排放总气态汞的浓度, 即 (Hg0+Hg2+) 。

第三, 固定污染源包括燃煤、有色金属冶炼、水泥生产等各类污染源, 这些污染源排放的烟气性质存在很大的差异, 该标准中的采样和汞吸收方法不能适用于上述的所有源, 该方法不适用于高硫烟气总汞浓度的测试。

为了了解江苏省火电厂汞排放情况, 对30万千瓦以上的电厂汞排放做了抽查采样分析, 为保证采样分析数据的准确性, 我们同时采用了HJ/T543-2009的采样方法和EPA 30B方法, 进行汞采样分析。然而使用HJ/T543-2009的采样方法无法检测出烟气中汞的含量, EPA 30B方法则得出如下数据:

脱硫后烟囱入口

脱硫前

从以上脱硫前后的抽样数据可以看出, 每组数据的稳定性, 一致性比较好, 与传统的HJ/T 543-2009方法比较EPA 30B方法附管检测范围在0.2ng/g-30000000ng/g (0.2ppb-30000ppm) 之间, 分析时间:<90s (特高浓度样品<15min) , 固体样品量:0g~5g, 无需催化还原, 无需金丝富集, 线性范围宽。

HJ/T543-2009的采样方法检出限为0.025μg/25m L试溶液, 并且流程复杂, 时间较长, 在工作效率上面远不如EPA 30B法。

5结论

通过EPA 30B法和HJ/T543-2009的采样方法的比对研究, 在固定污染源烟气汞排放手动方法的选择上, EPA 30B方法较HJ/T543-2009的采样方法更接近于国际标准, 从便携、工作时间和准确性等方面更适合于现状。

摘要：燃煤固定污染源是我国主要的汞人为排放源之一, 每年仅燃煤产生的汞污染已远远超过环境保护部对汞的年总量控制目标。本文介绍了燃煤电厂烟气中汞的监测参比方法, 并对手动监测和分析方法做具体的介绍。

关键词：燃煤电厂,汞,监测分析

参考文献

[1]易江, 等.固定污染源排放废气连续自动监测[M].2版) .中标国准出版社, 321.

[2]郑海明.固定污染源烟气中汞排放连续监测系统.华北电力大学能源与动力工程学院, 河北.

[3]杨凯.固定污染源烟气汞监测技术与装备[M].中国电力出版社.

烟气污染治理 篇7

近年来, 由于我国现代化工业的蓬勃发展, 对石油能源的消费需求不断提升, 特别是汽车工业的发展, 大大提高了优质汽油、柴油的需求量。相对应地, 我国的石油能源储备并不丰富, 大部分油田进入了二次采油甚至三次采油阶段, 优质原油的数量越来越少, 面对大量重质油的加工不得不采用催化裂化装置完成。

石油是一种宝贵的不可再生能源, 结合现代工业社会的发展现状, 在短期内也没有代替石油的有效能源。因此, 为了增加石油资源的应用效率, 大力开发重质油炼制工艺是必然的选择。而单纯地从技术角度而言, 催化裂化装置是不可或缺的部分。

催化裂化装置中进行复杂的化学反应, 在高温、高压和催化剂的作用下促使长链烃分解, 即完成重质油向轻质油的转化, 除了柴油、汽油等常规物质之外, 还包括大量的裂化气。

从技术应用角度来说, 催化裂化装置的操作方式灵活, 转化率较高, 常规生产中就可以生成大量高辛烷值汽油、柴油等, 不同的工艺也可以满足不同的实现更需要, 是目前石油炼制技术中不可替代的设备。

2 催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究

催化裂化装置工作中会生成大量的烟气, 烟气的构成主要是氧硫化物 (SOX) 、氮氧化物 (NOX) 等成分, 同时包括大量可吸入颗粒, 对区域环境中生态环境有很大的破坏作用。一方面是日益紧迫的能源供需要求, 一方面是生态环境保护的要求, 为了平衡经济与生态的发展, 必须针对催化裂化装置再生烟气进行污染物净化处理。

2.1 SOX的净化技术

在整个重质油炼制工艺中, SOX所占的排放比例约为6%-7%, 仅催化裂化装置所排放的SOX就占到了5%左右。SOX极容易与大气中的水分子结合, 形成强酸进而聚集形成酸雨, 对炼油厂区域内的生态环境破坏十分严重。在净化技术方面, 目前主要采用的是重质油原有加氢预处理、烟气脱硫和湿法烟气洗涤技术等。

首先, 对重质油进行加强预处理技术。考虑到催化裂化装置的原材料供应十分广泛, 加氢预处理技术实际上包括了两个方面, 分别是蜡油加氢预处理和渣油加氢预处理, 前者是用来脱除碱性氮, 后者则是用来脱除沥青、胶质、石蜡、重金属等物质。

其次, 烟气脱硫技术。烟气脱硫即烟气硫转移助剂技术, 该装置体系主要有三个部分构成, 即预热器、再生器和分离器。反应原理如下反应方程式所示:

通过脱硫技术将气体硫化物转化为可回收的单质硫, 避免了酸性气体的形成, 在整个预处理过程中催化剂是十分关键的。

再次, 湿法烟气洗涤技术。很显然, 这一技术的脱硫过程是在溶液中进行的, 也是公认的环保性最好的技术, 在脱硫的同时也可以去除颗粒物。湿法烟气洗涤技术按照硫回收的必要性分成两种, 即抛弃法和回收法;抛弃法的工艺较为简单, 但会造成大量的硫资源浪费, 而回收法需要较高的投资和运行成本。在具体执行中, 可以根据催化裂化装置所产生的烟气硫含量进行选择。

2.2 NOX的净化技术

NOX即氮氧化合物, 不仅会形成酸雨, 经过光化学反应会造成臭氧层的破坏, 是目前最主要的大气污染物之一。同时, 在催化裂化装置中生成的NOX含量很高, 约占空气中排放的氮氧化合物10%比重, 是重点净化的对象。主要的技术为脱NOX助剂技术。

其原理主要是:

净化的目的是转化为二氧化碳和氮气, 配合助剂反应, 转化率可以高达75%, 反应容器内可以持续进行。

2.3 烟气颗粒的净化技术

催化裂化装置的快速发展也造成了严重的粉尘污染, 大量可吸入颗粒进入大气中, 对人的身体伤害作用很大, 因此必须进行有效净化。目前应用的技术主要有三类, 分别是旋风分离器技术、静电除尘和湿法洗涤技术。

第一, 旋风分离器技术即利用旋风分离器作为关键装置, 位于分离器出口和烟气轮进口中间的位置, 通过超强气流的作用回收催化剂粉末、烟气粉尘等。

第二, 静电除尘。静电除尘技术的原理是利用电场作用, 将带电粒子之间形成相互作用来固定粉尘颗粒。在具体应用中, 需要添加放电电极装置, 增加烟气颗粒的电荷。利用集成板收集烟气颗粒, 并定期清理排除。相对而言, 静电除尘技术较为成熟, 但这一工艺需要较高的温度 (>150摄氏度) , 也会造成一定的附加成本。

第三, 湿法洗涤技术。这一技术的原理较为简单, 通过烟气颗粒与水的接触并捕获, 形成沉淀泥浆最后排除, 在实际的操作中效果有限。

3 结语

催化裂化装置中的再生烟气污染物净化应成为石油炼制工业的重点关注部分, 其技术工艺水平直接关系到可持续经济发展的实现, 积极展开相关的研究, 对我国的石油工业发展具有重要意义。

摘要：催化裂化反应是石油炼制工艺中的关键环节, 在催化裂化装置的作用下, 重质油发生裂化反应并生成汽油、柴油等物质。由于催化裂化装置在工艺流程中会形成大量氧硫化物、氮氧化物, 同时生成的烟气中个还有大量可吸入颗粒, 对大气环境造成一定的破坏, 这一情况随着石油炼制产业的发展逐步恶化, 出于可持续发展的角度, 必须对其进行烟气污染物净化。本文以下针对国内催化裂化装置再生烟气污染物净化方案提出合理的建议。

关键词：催化裂化,再生烟气,污染净化,脱硫处理

参考文献

[1]李占利.催化裂化装置烟气污染物治理及热能回收改造[D].华南理工大学, 2014.

[2]胡松伟.炼油厂催化裂化装置烟气污染物的治理与建议[J].石油化工安全环保技术, 2011, 02:47-51+6.

[3]周欣, 王中原, 于方, 林德海.石油催化裂化烟气脱硫技术探讨[J].环境工程, 2013, S1:401-405.

[4]马占伟, 杜小丁, 谢殿伟, 常玉涛.催化裂化装置再生烟气污染与防治[J].四川化工, 2013, 05:43-48.

烟气污染治理 篇8

1 CEMS验收流程

建设单位需先提供完整资料，随后对资料进行调研，对现场进行勘查，如具备验收监测的条件需进行如下步骤：制定监测方案———组织现场监测——报告编制———《报告》审核及技术审核，如验收监测的条件不具备建设单位还需要重新提供资料。

2 CEMS验收基本要求

2.1 CEMS外观验收

CEMS外观验收中需对CEMS整套系统进行检查，看系统是否合格，检查仪器的规格是否同合同相符，是否具备应有的CMC计量标志，铭牌信息正确与否，仪器紧固件必须严紧，保护外壳合格。

2.2 CEMS安装点位验收

项目单位在CEMS设计阶段就需同设计单位、供应商还有施工单位按照HJ/T75—2007和HJ/T76—2007对CEMS安装点位设计施工。验收阶段主要就下列几方面进行重点核查：（1）现场需配置永久性电源，确保烟气CEMS运行正常；（2）监测平台必须设置合理，方便监测及日常维护；（3）参比方法的采样孔需合理设置；（4)CEMS安装点位同管道变径应保持合理距离，确保烟道气流稳定，方便监测。

2.3 CEMS功能实现验收

按照协议要求对CEMS功能实现进行验收，主要是对数据处理功能、净化功能、通讯功能、异常报警功能等来验收。

2.4 CEMS技术验收

CEMS技术验收包括参比方法验收及联网验收两个部分，在技术验收前需满足如下条件：

(1)CEMS能够提供国家环保部门所出具的适用性检测报告；（2)CEMS安装完成之后已经完成72h调试检测，且检测合格；（3)CEMS满足国家要求的污染源验收要求。

3 CEMS参比验收监测

3.1 参比验收监测的方法

按照国家所发布的标准方法及《空气和废气监测分析方法》内所列举的监测方法。监测中颗粒物通过TH-8800Ⅵ全自动烟尘测试仪进行监测；SO2、NOX通过TESTO350-XL型烟气分析仪进行监测；在对烟气温度、湿度及压力等测试下对烟气流速进行计算。

3.2 参比验收监测的项目

比对监测过程中，监测项目主要有颗粒物、SO2、NOX的浓度及烟气流速。

3.3 参比验收监测的频次

在监测过程中，对颗粒物还有烟气流速需要获得5个平均值，氧量及气态的污染物需要获得至少9个数据，并将测试平均值还有同时段下的CEMS监测分钟平均值进行准确度的对比计算及分析。

3.4 参比验收监测的评价标准

CEMS监测的评价中主要需要参照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》还有《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》两个标准内的相关规定及指标来对比验收。

4 实例分析

2013年9月对某热电厂100t/h的锅炉排放口所安装的CEMS系统监测数值进行了对比监测。最后得到表1所示的监测结果。

通过验收证实CEMS系统所监测的数据能将烟道中污染物的真实浓度反映出来，确保公司的管理部门能及时了解污染源的排放情况，为公司制定环保决策提供了科学依据。

参考文献

[1]赵凯,张金柱,杨彭飞,等.烟气排放连续监测系统测点气相流场分析[J].华电技术,2015.37(10):51-53.

电解铝中频炉烟气治理 篇9

随着我国电解铝行业的快速发展, 电解铝厂熔炼铁水的设备也在不断更新。前几年熔炼铁水主要用冲天炉或工频炉, 其缺点较多, 主要有铁液质量差, 劳动强度高, 环境污染大。现在很多电解铝厂、铸造厂、轧辊生产厂都相继购进中频感应炉, 冲天炉、工频炉等设备逐步被冶炼行业淘汰, 由中频感应炉替代为大势所趋。

河南神火铝业股份有限公司GW-2t型中频感应炉几年运行表明, 中频炉有易于变换熔炼品种、便于控制熔炼质量、操作灵活简单、功率密度大、熔炼速度快、热效率高、起熔方便等优点, 但同时存在熔炼过程中烟气大, 特别是吸盘加料时烟气更大等问题。目前, 国内关于中频炉烟气治理一直是企业的难题, 主要是烟气捕集装置的捕集效率低, 公司研究设计的可拆卸旋转式集烟罩从根本上解决了这一难题。

二、中频炉及烟气来源

GW-2T-1250kW/500Hz型中频熔炼炉的进线电压575V, 额定容量2t, 额定功率1250kW, 熔化率1.72t/h, 额定频率500Hz, 熔化温度1250～1450℃, 烟气浓度8～15g/m3。

中频炉一般包括1套电控柜、2个炉体, 电控系统集中安装在二楼主控室, 炉体、液压、循环水及电容器组等均安装在控制室下面 (一楼) 。系统所包含的水路、电路、油路、气路等错综复杂, 给烟气收集的管路铺设带来一定影响。

炉膛加铁是吸盘吸铁从炉口正上方向里加, 炉膛出铁水是通过炉体两侧的两液压支柱带动炉体向前翻转将铁水倒出, 给集烟罩的设计带来很大难度。

中频炉熔炼铁水用的原料主要是电解槽阳极消耗后导杆上剩余的磷铁环。经压脱残极后的磷铁环不同程度的粘有残极块。大块被砸掉, 小块随着磷铁环返回中频炉进行二次冶炼。熔炼过程中通过铁水氧化炉渣之间的化学反应产生大量烟气及浓度高的粉尘。

中频炉的烟尘产生原因很多, 其主要影响因素是炉料的组成及其质量的高低以及冶金工艺等。各阶段烟气、烟尘的排放也不断变化, 铁水配炉过程中向炉内添加的新生铁、磷铁、硅铁、锰铁等小料, 烟气中含有氧化铁尘、氧化锰、氧化硅尘及其他氧化物等小颗粒物。

三、采取的措施及效果

1. 原料把关

首先从烟气产生的化学元素入手, 烟气主要是磷铁环上夹带的残极燃烧产生。因此先对压脱后的磷铁环进行清洗, 即通过引进磷铁环滚筒清理机, 将磷铁环上粘附的残极彻底清理, 然后再用到中频炉上作为原料。

其次对配炉的炉料质量严格把关, 确保加入炉膛内的原料干净、清洁, 无其他杂物。

2. 烟气捕集装置设计与收集 (参见图1)

首先要确保运行可靠, 不影响冶炼工艺和日常操作, 同时尽可能降低运行费用, 节省工程投资, 做到烟气收集率>80%, 烟尘排放浓度<50g/m3。

中频炉加料方式是用行车上的电磁吸盘从炉体上部投料, 冶炼后的铁水从炉体前部倾斜倒出, 冶炼过程中烟气最大阶段是加料瞬间。为了不影响正常的工序及操作要求, 采用可拆卸水平移动式集烟罩, 烟罩上部加有盖子, 可水平自由旋转。为了不影响打炉及筑炉等操作, 将集烟罩与炉口用螺栓连接, 打炉内衬时可将烟罩吊走。该集烟罩已用于多台中频炉, 收集效率高, 烟气温度较低。

烟气收集设计针对一组6台2 t中频炉烟气的治理, 可以同时使用, 也可以根据工作需要使用。

烟气收集流程为中频炉—烟气收集—阀门—对接装置—支管道—主管道—沉降室—风机—烟囱。

烟气收集罩设计为可拆卸式, 中部有加料孔, 内部设有导流板, 前侧有出铁水口。烟罩高度设计为20cm, 确保倒铁水时不影响铁水包, 且炉内铁水能倒完。

对接装置处于中频炉旋转平台上, 包括动、静两部分, 静止部分与中频炉操作平台固定在一起, 倒铁水时不再进行抽烟;活动部分和集烟罩连接在一起, 与中频炉同步倾动。管道采用钢板制作, 中间装有阀门。沉降室包括进口、圆筒过滤网、出口组成, 烟气从进口来后先经过其内部圆筒过滤, 再从出口排出。主要作用是降低烟气流速, 过滤大颗粒的碳渣, 有利于大颗粒烟尘沉降。

3. 应用效果

应用后的效果见表1。从运行情况来看, 烟气收集效果好, 粉尘排放浓度低, 且不影响中频炉的任何操作, 解决了中频炉烟气收集的难题。

摘要：对电解铝厂中频炉熔炼铁水过程中烟气较大现象进行分析, 采取相应措施, 最大限度地降低烟气的排放及所带来的危害, 解决了困扰中频炉行业的难题。