工業(yè)污染核算(芒硝分解釋放二氧化硫)

1、工業(yè)污染核算計(jì)算類型匯總1. 玻璃生產(chǎn)計(jì)算方法平板玻璃熔爐產(chǎn)生SO的原因是燃料中含有硫分，原料中含有芒硝（Na2SO9，這些含硫物燃燒氧化或分解，導(dǎo)致煙氣中有大量SO產(chǎn)生。燃料（重油、天然氣、煤氣、煤炭）燃燒產(chǎn)生SO,還有作為玻璃澄清劑的芒硝（Na2SO，約占平板玻璃配料總量的25 %,）融化過程，硫分約90 %參與分解產(chǎn)生 SO。表5 67不同芒硝含率融化后SO產(chǎn)生量芒硝含率SC產(chǎn)牛量2%2.5 %3%3.5 %4 %4.5 %5 %kg/重量箱玻璃0.110.1380.1650.1930.220.2480.275kg/t玻璃2.22.763.33.864.44.965.5目前我國平板玻璃熔

2、爐所用燃料，主要是重油和天然氣兩種。其中90 %左右的生產(chǎn)線采用重油作為燃料。重油含硫量（重油含硫量一般在2 %或以下）直接決定了SO2排放水平的高低。單位玻璃產(chǎn)品燃料燃燒產(chǎn)生的SO主要與燃料類型（重油或天然氣）、單位玻璃產(chǎn)品燃料消耗量、燃料含硫率有關(guān)。玻璃融化產(chǎn)生的 SO量由芒硝融化和燃料燃燒產(chǎn)生SO2量之和。計(jì)算方法如下:（1）使用天然氣為燃料SO2產(chǎn)生量（天然氣含硫忽略）G= 2.2 X（ x /2 ）kg /t 玻璃（2 ）使用重油為燃料SO產(chǎn)生量二 2.2 X（ x /2 ）+ 1.95 B oSkg /1 玻璃其中：G硫一噸玻璃 SO產(chǎn)生量kg /t玻璃x % 芒硝含率Bo噸玻璃重

3、油消耗量S重油含硫率 %如果沒有 3值，可按2009年我國玻璃行業(yè)熱耗指標(biāo)中的Bo值。（3）SO去除量G硫去 = G硫 nkg /1玻璃n 脫硫設(shè)施的脫硫率（4）SC2排放量G硫排=G硫 （ 1 一 n ）kg /1 玻璃例如：500t玻璃熔窯，使用含硫2%的重油為燃料，芒硝含率3%, SQ產(chǎn)生量則為:G硫 = 2.2 x（ 3/2 ） + 1.95X 179 X 2 %=3.3 + 6.98 = 10.28kg /t 玻璃3表5 68不同燃料 SC排放水平（單位： mg/Nm）燃料天然氣含1 % S重油含2% S重油SQ排放水平300 10001200 18002200 28002. 火電脫

4、硫計(jì)算方法該電廠10 000 t含硫率1%的燃煤燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫量為17 X 10 000=170 000 kg (產(chǎn)生量)。審核該電廠在Ca/S 1.05、石灰石純度80% 條件下去除 1 kg二氧化硫需消耗石灰石量為2.048 kg/kg 。消耗 289t石灰石為可以去除的二氧化硫總量為289 000 一 2.048= 141 113 kg(實(shí)際去除量)。實(shí)際去除率=141 113 一 170 000=83.01%若正常去除率0=95%，則運(yùn)行率 V=83.01% 一 95%=87.38%。3. 煉焦生產(chǎn)計(jì)算方法：煉焦二氧化硫排放量=2X V 燃/( 280+1000 X( H - 2

5、2%) X (32/34) X( 280+1000 X( H-6-22 %)X 0.008/ B)S 煤X( 1-K n 硫)+ ( 280+1000 X( H - 22%)X 320 X 10 / BS 煤 X EB)S 煤 X 90 %kg /t 焦式中：v燃為煉焦燃燒用的焦?fàn)t煤氣量；H為煉焦煤的揮發(fā)分；B0為噸焦煤耗量；S煤為焦煤含硫率；K為脫硫設(shè)施的運(yùn)行率；n硫?yàn)槊摿蛟O(shè)施正常運(yùn)行時(shí)的脫硫率；90%為硫化物轉(zhuǎn)化為SO的轉(zhuǎn)化率。(一)煉焦過程中的硫平衡測算煉焦過程除了產(chǎn)生 WS外，還會(huì)產(chǎn)生 SO、COS CHSH CS等氣態(tài)硫化物， SO絕大部分 會(huì)被還原為 H2S。煉焦過程中硫平衡測算時(shí)

6、，涉及到的變量有三個(gè)，即噸焦煤耗B。、焦煤含硫S煤、焦炭含硫 S焦。1.煉焦過程中硫元素的流失量測算若噸焦煤耗 B 0=1350 kg /t焦；焦煤含硫S煤=0.8 %;焦炭含硫 S焦=0.68 %，則焦炭中的硫占總硫量的63%，即卩(S 焦 X 1000)/ B 0S煤=(0.68 %X 1000)/ (1350 X 0.8 % )= 63 %。噸焦硫元素流失量為：B0S煤一1000 X S焦=10.8 - 6.8=4 kg /t焦，即噸焦硫元素流失量占焦煤總硫量的37%。2焦?fàn)t荒煤氣產(chǎn)生量測算焦?fàn)t荒煤氣產(chǎn)生量為：3V =280+1000 x( H - 22%) m/t 煤 式中 : H 煉

7、焦煤的揮發(fā)分。3 若煉焦煤的揮發(fā)分 H 為 38%，則 V0=440 m /t 焦3焦?fàn)t荒煤氣含硫量測算出焦散逸煤氣中含硫量占焦煤總硫量的1.4 %，折合0.15 kg /t焦(H2S、焦油、有機(jī)硫等)。33焦?fàn)t荒煤氣中HS平均濃度約為610g/m，若 WS濃度為8 g/m，則焦?fàn)t荒煤氣中的硫?yàn)?32/34) X g 0.008=(32/34) X 440 X 0.008=3.31kg /t焦；則焦?fàn)t荒煤氣中的含硫量占焦煤總硫量的比例為(32/34) X( V0X 0.008 ) / B 0S 煤=(32/34) X( 440 X 0.008 ) / (1350 X焦油(液態(tài))中含硫量換算后約

8、為 氣態(tài)有機(jī)硫在焦?fàn)t煤氣中的濃度約0.8 % )=31.1 %。0.34 k /t 焦，占焦煤總硫量的 3.2 %。3320 mg/m ，氣態(tài)有機(jī)硫含硫量換算后約為0.14 k /t焦，占焦煤總硫量的 1.3 %二)回用于煉焦的焦?fàn)t煤氣燃燒二氧化硫排放量測算3生產(chǎn) 1 噸焦炭，加熱約需焦?fàn)t煤氣 190m31. 回用的焦?fàn)t煤氣有脫硫措施脫除煤氣體中硫化物的方法很多，通?？煞譃闈穹ê透煞▋纱箢?，而濕法脫硫則按溶液- 化學(xué)吸收法H2S 氧化成為硫磺，從的吸收和再生性質(zhì)又區(qū)分為濕式氧化法、化學(xué)吸收法、物理吸收法以及物理濕式氧化法是借助于吸收溶液中載氧體的催化作用，將吸收的而使吸收溶液獲得再生。該法主要

9、有改良ADA 法、栲膠法、氨水催化法、PDS法及絡(luò)合鐵法H2S 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成有機(jī)化合物，當(dāng)吸H2S。烷基醇胺法、堿性鹽溶液法等都 化學(xué)吸收法系以弱堿性溶液為吸收劑，與收富液溫度升高，壓力降低時(shí)，該化合物即分解放出 屬于這類方法。 物理吸收法常用有機(jī)溶劑作吸收劑，其吸收硫化物完全是一種物理過程，當(dāng)吸收富液壓力降低時(shí)，則放出WS。屬于這類方法的有冷甲醛法、聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法以及早期的加壓水洗法等。物理 =化學(xué)吸收法，該法的吸收液由物理溶劑和化學(xué)溶劑組成，因而其兼有物理吸收和化學(xué)反應(yīng)兩種性質(zhì)，主要有環(huán)丁砜法、常溫甲醛法等。目前焦?fàn)t煤氣凈化主要采用濕法脫硫工藝，煤氣粗脫硫技術(shù)，但是還有

10、許多問題需要解決；本只有ADA法的30%左右，脫硫脫氰能力優(yōu)于HPF法、TV法和FRC法是目前采用較多的荒PDS法是非常具有競爭力的方法，其脫硫成ADA 法。如果能夠克服其缺干法脫硫技術(shù)是煤氣深加工和高效利用時(shí)必不可少的脫硫方法，點(diǎn)，干法脫硫?qū)⒁云洳僮骱唵慰煽康膬?yōu)點(diǎn)得到更好的應(yīng)用前景。脫硫設(shè)施的脫硫率n = Kn硫式中：K脫硫設(shè)施的運(yùn)行率；n 硫 脫硫設(shè)施正常運(yùn)行時(shí)的脫硫率，取值見表9。則：煉焦二氧化硫排放量=2 x（ 190/ V）x 0.31 x（ 1-K n 硫）+ 0.013 x B0S 煤 x 90 %kg /t 焦式中：0.31為焦?fàn)t荒煤氣中的含硫量占焦煤總硫量的比例；0.013為

11、氣態(tài)有機(jī)硫占焦煤總硫量的比例；90%為硫化物轉(zhuǎn)化為SO的轉(zhuǎn)化率。3若焦?fàn)t氣量 V取440 m /t焦。脫硫率n硫=90 %，脫硫設(shè)施運(yùn)行率K=100 %時(shí)，煉焦二氧化硫排放量=2 x（ 190/ Vd）x 0.31 x（ 1-K n 硫）+ 0.013 x 10.8 x 90 %=0.369 kg /t 焦脫硫率n硫=95 %，脫硫設(shè)施運(yùn)行率K=100 %時(shí)，煉焦二氧化硫排放量=0.239 kg /t焦脫硫率n硫=99 %，脫硫設(shè)施運(yùn)行率K=100 %時(shí)，煉焦二氧化硫排放量=0.135 kg /t焦4. 水泥生產(chǎn)計(jì)算方法：水泥生料和燃料煤中都含有硫，按熟料實(shí)物煤耗高值164 kg原煤/t、煤的

12、硫含量為 2%計(jì)算，生產(chǎn) 1 噸水泥熟料燃料帶入 3.28 kg 硫，折合成 SO3 為 8.2kg 。 由煤帶入的SO最多占生料量的0.54% ,通常燃料帶入水泥生產(chǎn)的SO折算量不超過生料量的 0.3%，大型新型水泥生產(chǎn)線由于燃料消耗少，該比例更低。水泥原 料中往往含有一定量的堿（NaO K2C）,該堿的存在，會(huì)在燒成系統(tǒng)結(jié)皮，影響燒成系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，為此，在水泥生料配料時(shí)一方面限制堿含量小于1%，同時(shí)要求硫堿比（SO摩爾數(shù)/Na2C摩爾數(shù)）控制為 0.60.8。當(dāng)生料中堿含量為 1% 要滿足硫堿比在 0.60.8的范圍內(nèi)，生料中 SO含量應(yīng)為0.77%1.03% （包 括燃料帶入部分），

13、由此可見，燃料煤帶入的硫不能單獨(dú)滿足生料硫堿比的要求， 通常情況下，原料帶入的硫含量高于燃料煤帶入的硫含量。 為了利用含硫高的煤，水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50295-2008）特意把石灰質(zhì)原料中 SO含量降低到0.5% 以下（2008年以前為 SO含量V 1%）。硫在原燃料中存在的形式為硫化物硫、元素硫、硫酸鹽硫和有機(jī)硫。 元素硫、硫化物硫、有機(jī)硫?yàn)榭扇夹粤?。硫酸鹽是不參與燃燒反應(yīng)的，多殘存于灰燼中，稱為非可燃性硫?？扇夹粤蛟谌紵龝r(shí)主要生成SO,只有1% 5%氧化成SO,其主要化學(xué)反應(yīng)是：單體硫燃燒：S+ O2= SO2SO+1/2O2=SO硫鐵礦的燃燒：4FeS2+11O=2Fe2O+ 8SO

14、2SO+1/2O2=SO2HS+3O=2SO+2H2O水泥窯S02的生成，主要是由于燃料和水泥原料中的硫鐵礦等物質(zhì)，部分在溫度300600 C時(shí)分解生成； 還有部分是在燃燒時(shí)產(chǎn)生的。但是，因?yàn)樗嗟闹饕鲜鞘沂?，在窯系統(tǒng)的各個(gè)部位都有S02被吸收，如FeS在頂部兩級(jí)旋風(fēng)筒中燃燒產(chǎn)生的S02,約有70%立刻被生料中的CaO所吸收。尤其在最低一級(jí)旋風(fēng)筒 中，氣溫為800850C ,S0 2與活性很大的CaC反應(yīng)速度最快， 來自窯氣流中的大部 分SO被最低一級(jí)的旋風(fēng)筒截留下來。如果是窯磨一體機(jī)，S02在磨中被進(jìn)一步吸收。水泥熟料鍛燒工藝本身就是效率很高的脫硫過程，大部分硫固化后留在殘留水泥熟料中

15、，只有少量隨廢氣排放。新型干法生產(chǎn)燒成用的煤粉，無論是窯頭還是分解爐噴入，煤燃燒產(chǎn)生的SO均通過分解爐，在分解爐內(nèi)大量剛生成的CaO基本上可將這些 SO全部化合成CaSO,進(jìn)一步結(jié)合成熟料，只有原料中含有Fe9時(shí)預(yù)熱器的廢氣中才能有 SO,可以認(rèn)為新型干法生產(chǎn)工藝SO的排放量主要取決于生料的SO含量，新型干法生產(chǎn)工藝SO的排放量可用下面公式計(jì)算。3Gr 64/80 x t熟料耗生料量x SQ含量x（ 1-吸收率）x 10 kg/t 熟料 前文已經(jīng)述及，為保證水泥質(zhì)量和生產(chǎn)正常運(yùn)行，生料中SO含量v 1% 一般地說，原燃料帶入水泥窯中的硫化合物，在氧化氣氛煅燒工況下吸收率可達(dá) 88100%。取生

16、料中SO含量=1% 吸收率=88% 那么：3G" 64/80 X 1.52 X 1%x（ 1-88%） X 10=1.46 kg/t 熟料可見，SO的排放量最大不超過 1.46 kg/t熟料。通常，水泥生料的 SO為0.4%0.8%,系統(tǒng)吸收率很高，取為95% SO的排放量為（0.2430.486）kg/t熟料，小于排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.6 kg/t熟料限值。新型3干法水泥熟料燒成窯尾除塵后噸熟料廢氣排放量可控制在2000Nm左右，水泥生3料中SO含量高時(shí)，實(shí)測SO排放濃度有可能超過 200mg/ Nm ,即超標(biāo)。因?yàn)槟壳八嗌a(chǎn)除了生產(chǎn)過程的自吸硫外，一般尚不采取額外脫硫措施，因此生產(chǎn)

17、過程的SO產(chǎn)生量即為SO排放量。5. 燒結(jié)生產(chǎn)計(jì)算方法：燒結(jié)及球團(tuán)生產(chǎn)工藝二氧化硫產(chǎn)排放量動(dòng)態(tài)測算數(shù)學(xué)模型燒結(jié)及球團(tuán)生產(chǎn)煙氣中的 so，主要來源于在燒結(jié)及球團(tuán)礦原燃料中硫的化合物燃燒。由于燒結(jié)及球團(tuán)生產(chǎn)使用的焦炭量很少，這些硫的化合物主要來自鐵精礦。這些硫的化合物也有通過焦炭引入的。而鐵礦石中的含量要比其少十倍。每生產(chǎn)一噸燒結(jié)及球團(tuán)礦約產(chǎn)生SQ0.82.0kg （視精礦粉和燃料中的含硫量多少有所不同）。燒結(jié)及球團(tuán)生產(chǎn)過程中原料的自熔可去除原料中的部分硫分。由于混合原料含硫率不33同，燒結(jié)機(jī)煙氣中 SO的濃度一般在 1001000 mg / Nm，高的可以達(dá)到數(shù)千 mg/Nm。采用 國產(chǎn)鐵精礦粉

18、的混合料含硫一般在0.10.3 %，產(chǎn)生 SO量在1.85.4 kg /t球團(tuán)；采用進(jìn)口鐵精礦粉的混合料含硫一般在0.010.03 %，產(chǎn)生 SO量在0.180.54 kg /t球團(tuán)。3生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦約需 1050 kg混合礦和 50 kg焦粉（或 180m煤氣，約含硫 0.07 kg），若 鐵精粉混合料含硫S精礦，焦粉含硫 S焦粉，則原燃料共含硫1050S精礦+ 50S焦粉。燒結(jié)及球團(tuán)生產(chǎn)工藝SO產(chǎn)生量可以采用以下物料衡算方式進(jìn)行精確計(jì)算：Gso2產(chǎn)生=2 x Mx（ K鐵礦x S礦一 S產(chǎn)品）t其中K鐵礦一一噸產(chǎn)品（燒結(jié)礦）原料消耗量，t/t ;M產(chǎn)品（燒結(jié)礦）產(chǎn)量，t ;S礦混合料的含硫

19、率，;s產(chǎn)品一一產(chǎn)品（燒結(jié)礦）含硫率，。燒結(jié)廠有組織收集的廢氣中含塵濃度高，SO2的濃度也較高，目前絕大多數(shù)企業(yè)只對煙粉塵進(jìn)行凈化。（1 ）燒結(jié)生產(chǎn)工藝二氧化硫產(chǎn)排放量測算燒結(jié)工藝有組織排放廢氣中混合料中約90%的硫轉(zhuǎn)變?yōu)?SO，SO取決于混合料中的硫分，一般燒結(jié)產(chǎn)生的SO2約0.78 kg/t產(chǎn)品，如燒結(jié)生產(chǎn)資料不詳，其SO排放量也可用以下計(jì)算粗略估計(jì)：G燒結(jié) so2= G精礦 so2+ G燃料 so2= 2 x 90 %x 1050S 精礦 + 2 X KX MX S 燃料x (1 一葉 so2)式中：K燃料燃燒過程中硫的轉(zhuǎn)化率；M燃料消耗量，默認(rèn)值；n so2脫硫措施的脫硫率，目前多數(shù)鋼

20、企燒結(jié)尚未采取脫硫措施。表13 燒結(jié)、球團(tuán)工藝過程燃料消耗量和硫的轉(zhuǎn)化率燃料類型低位熱值燒結(jié)燃耗量(M)球團(tuán)燃耗(M)含硫含硫默認(rèn)值燃燒過程硫的轉(zhuǎn)化率(K)焦炭27MJ/ k焦50 k40 kS焦7 k /t 焦90 %高爐煤氣34 MJ/m3340 m3270 mS高爐.30.0094 kg /1000m100 %混合煤氣14 MJ/m100 m80 mS混合0.031k /1000m95 %例1 :燒結(jié)礦生產(chǎn)SO產(chǎn)生量計(jì)算高爐爐渣的堿度為1.05,生鐵含 Fe為94%,含Si為0.7%.混合礦含 Fe為53%,SiO2為9.47%,每1000千克燒結(jié)礦的焦粉消耗50千克，如焦分含硫0.7

21、%，則燃燒后產(chǎn)生二氧化硫1.8 X 50X 0.7 %= 0.63 kg。約1050 kg鐵精粉混合料和50 kg焦粉生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦。若鐵精粉混合料含硫S精礦，焦粉含硫 S焦粉，原燃料共含硫1050S精礦+ 50S焦粉，若原料含硫0.1 %、燃料含硫 0.7 %，原燃料共含硫1.40 kg。G燒結(jié) so2= 1.8(1.05 + 0.35)= 1.8 X 1.4 = 2.52 kg /t 燒結(jié)礦若原料含硫 0.02 %、燃料含硫0.7 %，原燃料共含硫0.56 kg。G燒結(jié) so2= 1.8(1.05 X 0.2 + 0.35)= 1.8 X 0.56 = 1.008 kg /t 燒結(jié)礦(2)球團(tuán)生產(chǎn)工藝二氧化硫產(chǎn)排放量測算球團(tuán)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO與燒結(jié)工藝相近。球團(tuán)生產(chǎn)過程中，混合料中80 %的硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾O。如球團(tuán)生產(chǎn)資料不詳，球團(tuán)生產(chǎn)SO排放量也可用以