化工工業(yè)廢氣污染概況與工藝思路

化工工業(yè)廢氣污染概況與工藝思路一、無機化工工業(yè)廢氣污染特征無機化學(xué)工業(yè)排放廢氣中的主要污染物包括顆粒物、重金屬及其化合物、二氧化硫、硫酸霧、硫化氫、氯氣、氯化氫、氰化物、氟化物、氮氧化物、氨氣、砷化物、鉻酸霧等。二、業(yè)主痛點與技術(shù)挑戰(zhàn)無機化學(xué)工業(yè)污染物的排放控制和管理，考慮無機化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中的原輔材料、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品特征、污染物特性以及污染物治理技術(shù)等，本標準根據(jù)無機鹽行業(yè)分類將無機化學(xué)工業(yè)分：鉻化物、鋇、鍶鹽、氰化物、硼化物及硼酸鹽、硫化物和硫酸鹽、硅化物及硅酸鹽、氯化物和氯酸鹽、氟化物、碘化物和碘酸鹽、溴化物及溴酸鹽、鈣鎂化物和鈣鎂鹽、氧化物、過氧化物、氫氧化物、無機重金屬化合物、單質(zhì)等。其中對重金屬化合物又分細分為為鋅化合物、錳化合物、鎳化合物、鉬化合物、銅化合物、鉛化合物、鎘化合物、錫化合物、汞化合物、鈷化合物、鋯化合物、銀化合物。本標準規(guī)定了含不同重金屬的無機化合物工業(yè)的水、大氣污染控制標準。行業(yè)的廢氣的主要來源于①在原料處理、混配、研磨、進出爐窯、焙燒和輸送等過程中產(chǎn)生的含工業(yè)粉塵的廢氣；②在焙燒和干燥工段，窯爐產(chǎn)生的含二氧化硫、顆粒物等為主的廢氣；③產(chǎn)品生產(chǎn)過程的粉碎、包裝工段會產(chǎn)生含顆粒物的工藝廢氣；④在浸取或萃取過程產(chǎn)生的各種酸霧（如硫酸霧、鹽酸霧等）、氨氣、有機氣體等。主要控制污染物有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、酸霧及涉及的相關(guān)污染物等。三、無機化工工業(yè)廢氣工藝思路無機化學(xué)工業(yè)大氣污染控制項目有：顆粒物、二氧化硫、硫化氫、氯化氫、氯氣、硫酸霧、氟化氫、氰化氫、氮氧化物、氨、鉻酸霧、重金屬及其化合物等。①顆粒物控制技術(shù)顆粒物是無機化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中廢氣的主要控制污染物，且顆粒物通常是產(chǎn)品本身的細小微粒，因而通過除塵，在控制顆粒物排放的同時，也控制了污染物的排放。行業(yè)較為先進的除塵技術(shù)主要是袋式除塵和靜電除塵。（1）袋式除塵布袋除塵器是一種高效、穩(wěn)定的干式除塵器。由于袋式除塵器不受煙塵比電阻的影響，去除細顆粒物的能力優(yōu)于電除塵器。袋式除塵器的總除塵效率在99.5%以上，最高可達99.99%，顆粒物排放濃度甚至可低于10mg/m3以下。袋式除塵器的運行費用主要是更換濾袋，電能消耗主要來自設(shè)備阻力、清灰系統(tǒng)及卸灰系統(tǒng)。（2）靜電除塵目前，我國靜電除塵技術(shù)已經(jīng)接近國際先進水平。靜電除塵器最大的優(yōu)點是設(shè)備阻力低，處理煙氣量大，去除率高，運行費用低，維護工作量少，使用溫度范圍廣，除塵效率為99.0%~99.8%，顆粒物排放水平可達50mg/m3以下，甚至達到30mg/m3以下。②二氧化硫控制技術(shù)二氧化硫也行業(yè)廢氣排放中主要控制的污染物，多采用石灰/石灰石—石膏法、鈉堿法、雙堿法、氨法、離子液循環(huán)吸收法和氧化鋅法。（1）石灰石——石膏法石灰石——石膏法是采用石灰石作為脫硫劑，石灰石經(jīng)破碎磨成細粉與水混合制成吸收漿液，主要特點是工藝技術(shù)成熟，應(yīng)用最多；脫硫率高，一般大于95%；吸收劑消耗少，Ca/S比接近1.0。但實際過程中，容易產(chǎn)生二次渣污染和水污染；脫硫產(chǎn)生大量的石膏，利用價值較低，設(shè)備及管道易堵塞；消耗大量石灰石資源。（2）氫氧化鈉濕法脫硫氫氧化鈉法是一種脫硫率最高、流程較短、占地面積較小的脫硫方法，但由于煙氣量大且濃度較高，氫氧化鈉的消耗量將會較大，造成運行成本較高。（3）氨法脫硫工藝該脫硫工藝以氨水為脫硫劑，副產(chǎn)硫酸銨化肥。煙氣經(jīng)煙道自底部進入脫硫塔。氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣。煙氣中二氧化硫被洗滌吸收后除去，凈煙氣再通過設(shè)在塔頂?shù)某F器除沫后，排入煙囪。洗滌液中產(chǎn)生的約30%的硫酸銨溶液，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶處理后可以得到固體硫酸銨。（4）噴霧干燥法脫硫工藝噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳后，用泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細小霧滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4，煙氣中二氧化硫被脫除。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未被利用的脫硫劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵后排放。（5）離子液循環(huán)吸收法離子液循環(huán)吸收法是利用以離子液為主要成分吸附劑具有良好的吸收能力和解吸能力的特點，在低溫下吸收二氧化硫，高溫下將吸收劑中的二氧化硫再生出來，從而脫除和回收煙塵中二氧化硫。離子液循環(huán)吸收法脫硫工藝主要由煙氣預(yù)洗滌系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、離子液再生系統(tǒng)、離子液凈化系統(tǒng)及二氧化硫制酸等部分組成。該方法適用范圍寬，煙氣含硫量在0.02%~5%的范圍內(nèi)運行成本穩(wěn)定，對各類煙氣無限制，脫硫效率最高可達99.5%。（6）氧化鋅法在工業(yè)中利用含氧化鋅物料配制成氧化鋅漿液，在吸收設(shè)備中與低濃度二氧化硫煙氣充分接觸，利用氧化鋅與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鋅，通過鼓入空氣將亞硫酸鋅和亞硫酸氫鋅氧化為硫酸鋅，運行中脫硫效率可達98.6%。③氮氧化物在氧化鋅等重金屬氧化物生產(chǎn)的時候經(jīng)常用到氧化焙燒、煅燒爐等設(shè)備，此類設(shè)備在燃燒天然氣或生物質(zhì)時產(chǎn)生的大氣污染物較少，但在燃煤或燃燒重油的情況下，會產(chǎn)生氮氧化物，大氣氮氧化物處理較多采用選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR），SCR法在工業(yè)應(yīng)用時脫氮效率通常為85%~90%，但設(shè)備投入資金較大。目前有相關(guān)的研究將脫硫脫氮脫重金屬等設(shè)備進行整合，減少設(shè)備投資。如胡滿銀等人研究的研究結(jié)果表明SCR法用以飛灰為載體的CuO吸收劑，SO2、NOx的脫除效率可達到95%、90%以上。目前，NOx不是行業(yè)的主要污染物，因此大多數(shù)企業(yè)并未配備脫氮設(shè)備，從調(diào)研數(shù)據(jù)可看出部分企業(yè)的氮氧化物排放濃度超過《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）相關(guān)限值，因此氮氧化物的標準限值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)階段SCR的相關(guān)應(yīng)用情況進行合理確定。④含汞廢氣的處理汞鹽和錫鹽等重金屬鹽的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生部分含汞廢氣。目前，國內(nèi)凈化汞蒸汽常用吸收法、吸附法、氣相反應(yīng)法、冷卻法及聯(lián)合凈化法等。吸收法多采用具有較高氧化還原電位的物質(zhì)，如高錳酸鉀(KMnO4)、次氯酸鈉溶液等，它們與汞蒸汽作用時具有反應(yīng)速度快，凈化效率高、溶液濃度低、不易揮發(fā)、沉淀物少等特點。固體吸附法利用某種化學(xué)物質(zhì)處理過的活性炭作為汞吸收劑，在汞冶煉或其他高濃度或大氣量含汞廢氣治理中考慮到經(jīng)濟成本的因素，也采用多硫化鈉處理的焦炭作吸附劑。冷卻法是基于汞蒸發(fā)速度與溫度成正比，通過降低空氣中的汞蒸汽飽和度來減少空氣中含汞廢氣的含量的方法，具體分為常壓冷凝法和加壓冷凝法。聯(lián)合凈化法的原理是高濃度含汞尾氣，如汞冶煉、含汞廢渣火法處理等過程的尾氣，往往需要多種方法聯(lián)合凈化，使含汞尾氣達標排放，如冷凝-吸收法等。⑤氯氣和氯化氫氯氣和氯化氫一般采用水洗后堿液吸收工藝，技術(shù)成熟可靠，效果穩(wěn)定。⑥硫酸霧和堿霧硫酸霧是在無機重金屬化合物生產(chǎn)過程中煙氣制酸或酸浸等工序產(chǎn)生的含酸蒸汽。為了對硫酸霧進行有效的控制，通常在產(chǎn)氣點設(shè)置密封抽汽裝置，然后用堿液淋洗塔進行吸收凈化。堿霧是在以重金屬無機化合物生產(chǎn)過程中進行堿燒、浸取等工序中產(chǎn)生的堿性蒸汽。通常在產(chǎn)氣點設(shè)置密封抽汽裝置，然后用弱酸液或水淋洗塔進行吸收凈化，其中吸收液循環(huán)利用，最終排出的吸收液進入企業(yè)污水處理系統(tǒng)，其污染物