DOC《铅锌冶炼烟气氮氧化物处理技术规范编制说明（讨论稿）》

铅锌冶炼烟气氮氧化物处理技术规范编制说明(讨论稿) 任务来源 在工信部【2016】316号《关于印发有色金属工业发展规划(2016-2020)的通知》文中专栏10绿色发展工程 清洁生产 部分提出了 实施烟气脱硫、脱硝、除尘改造工程 的要求,铅锌冶炼烟气氮氧化物治理技术,在国内及铅锌冶炼行业未出台关于氮氧化物治理相关的工艺技术规范,鉴于环境保护方面的政策日趋严峻,火法冶炼行业尾气治理达标排放指标越来越难控制,严重影响生存问题.

为了进一步提高环保排放指标,提升环保形象,参考水泥行业最新氮氧化物控制标准400mg/m3,结合公司实际生产状况,云南驰宏锌锗股份有限公司从2014年11月开始研究,至2015年10月开始应用,并要求持续推广应用改革. 工作简况 2.1 立项的目的和意义 由于大规模铅锌冶炼基本采用成熟稳定的 火法炼铅+湿法炼锌 生产模式,在火法炼铅产生的渣中含有锌、锗等有价金属,利用碳做还原剂通过高温还原挥发来综合回收其中的有价金属,达到综合循环利用资源的目的.但在运用碳的同时,会产生大量的氮氧化物随烟气外排至空气中,对周围环境造成很大影响,尤其会形成酸雾、酸雨和破坏臭氧层,是大气主要污染源之一. 2016年开始执行的《中华人民共和国大气污染防治法》第四十三条要求:钢铁、建材、有色金属、石油、化工等企业生产过程中排放粉尘、硫化物和氮氧化物的,应当采用清洁生产工艺,配套建设除尘、脱硫、脱硝等装置,或者采取技术改造等其他控制大气污染物排放的措施.因此,对铅锌冶炼行业冶炼烟气中氮氧化物的治理已经刻不容缓. 现在国家及铅锌冶炼行业内尚未出台关于冶炼烟气中氮氧化物治理的相关工艺技术规范,因此,结合国家相关环保政策以及铅锌冶炼烟气尾气治理工艺现状,对铅锌冶炼行业烟气中氮氧化物治理工艺技术进行规范,不仅达到提升企业环保形象的效果,而且减轻了对环境的影响,从而实现绿色生产、保护环境、提高企业竞争力. 在工信部【2016】316号《关于印发有色金属工业发展规划(2016-2020)的通知》文中专栏10绿色发展工程 清洁生产 部分提出了 实施烟气脱硫、脱硝、除尘改造工程 的要求.在促进绿色可持续发展方面实施绿色制造体系建设试点示范,实施排污许可证制度,推进企业全面达标排放.加强清洁生产审核,组织编制重点行业清洁生产技术推行方案,推进企业实施清洁生.为了遵循国家政策,推动有色冶炼行业更好地实现清洁生产及绿色可持续发展,规范有色冶炼行业烟气氮氧化物治理起到积极的推动作用. 2.2 申报单位简况 云南驰宏锌锗股份有限公司成立于2000年7月18日,于2004年4月20日成为中国证券市场上的A股上市公司(a股代码为600497);

公司是集探矿、采矿、选矿、冶炼、化工和科研为一体的国家大型企业.是中国百家最大的有色金属冶炼企业之一;

云南省第一家被列为国家首批循环经济试点单位的企业.公司于1998年通过ISO9002质量体系认证,2002年通过ISO9000:2000版质量体系标准的复审换证,建立了锌、锗质量运行体系,公司产、供、销各个环节质量控制严密,售后服务及时到位. 2.3主要工作过程 2.3.1 任务落实 公司根据绿色发展工程 清洁生产 部分提出的 实施烟气脱硫、脱硝、除尘改造工程 要求,开展铅锌冶炼烟气氮氧化物治理方法研究,已研究7种以上方法带来的优劣,为制定标准积累了比较充足的参考资料. 接到任务后,由分公司总经理,分公司主管成产副总经理、主任工程师、技术部部长、环保部负责人、主要技术人员组成标准编写组,对烟气氮氧化物需要解决的问题进行归类,分出主要共性问题,同时对实施的项目进行整理、统计,为标准编写提供资料,落实责任和时间进度. 2.3.2 标准讨论稿编制 在编写前,充分进行调研,整理参考资料.调研现有国内外锌冶炼烟气氮氧化物治理存在的问题、达到的技术水平等.对收集的信息和资料进行整理,按标准编制内容的要求,进行归类,对比,确定编写主要技术指标的内容. 在本标准的起草过程中,对标准内容、技术指标进行了认真的讨论,对脱硝方法的选择、脱硝喷枪的运用、主要设备实施、主要工艺技术参数、在线监测及自动控制、运行管理等要求进行确定,对采集的数据进行了统计学处理,编制组内部广泛征求意见,形成了讨论稿. 2.3.3标准主要工作人员及职责 张云良、张红:主要起草人,负责技术规范草案标准的编写及资料收集. 俞兵、马绍斌:负责技术标准内容的审核和指导. 高延粉、曾国礼:负责落实标准起草工作,负责标准起草过程的内外部工作协调,组织标准草案及配套资料报送前的内部审定和报批. 三. 编制原则 3.1氮氧化物治理原则 为贯彻执行2016年开始执行的《中华人民共和国大气污染防治法》第四十三条要求:钢铁、建材、有色金属、石油、化工等企业生产过程中排放粉尘、硫化物和氮氧化物的,应当采用清洁生产工艺,配套建设除尘、脱硫、脱硝等装置,或者采取技术改造等其他控制大气污染物排放的措施,铅锌冶炼过程中产生的氮氧化物治理应遵循以下原则: 铅锌冶炼厂应加强冶炼烟气的治理,优化工艺流程、技术装备,将环保与生产工艺结合,以进一步降低烟气中的污染源. 铅锌冶炼厂应优先从源头采取控制措施,杜绝或减少产生污染源的产生,对于不能进行源头控制的污染源,需在生产过程后段或尾端采取控制措施,降低污染物的排放量. 铅锌冶炼厂应有超前的环保意识,从生产工艺、技术装备、人才引进等方面进行突破,以此控制排放指标始终处于受控状态. 3.2氮氧化物的实际减排量统计原则 氮氧化物治理试验中,应对氨水的使用量及治理效果作出评价.查明氨水使用量的大小对生产工艺后段的影响,找出氨水输出量的控制范围;

根据氮氧化物的排放量作前后对比,查明氮氧化物的实际减排量. 3.3运行监控维护原则 根据氮氧化物治理工艺运行要求,定期对在线检测与自动控制系统进行维护,确保自动控制系统处于正常工作状态.

四、主要内容 4.1脱硝方法选择 4.1.1应根据铅锌冶炼生产工艺,遵循 短流程 的原则,合理确定氮氧化物治理技术路线;

由于目前铅锌冶炼企业氮氧化物治理的实际应用案例较少,以水泥行业治理氮氧化物的工艺流程作为参考,常规的氮氧化物治理方法有SCR法、混合型SNCR/SCR法、SNCR法、液体吸收法、微生物法、活性炭吸附法、电子束法等,选定适合冶金炉生产脱硝工艺的方法. SCR法(选择性催化还原法):SCR技术是还原剂(NH3)在催化剂的作用下,将烟气中NOx还原为氮气和水. 选择性 指氨有选择地将NOx进行还原的反应.催化反应温度在320℃~400℃.此法对大气环境质量的影响不大,是目前脱硝效率较高,最为成熟,且应用最广的脱硝技术.该技术无副产品,脱硝效率能达80~90%以上. 混合型SNCR/SCR法:本方法是将选择性催化还原法于选择性非催化还原法联合起来使用的一种方法,此法前端温度在900~1100℃范围内,后端温度在320℃~400℃范围内.前段无催化剂,后段加装少量催化剂,主要由TiO2,V2O5,WO3组成.脱硝效率可达80%以上. SNCR法(选择性非催化还原法):本方法是在900~1100℃温度范围内,无催化剂作用下,通过注入氨、尿素等化学还原剂还原剂可选择性地把烟气中的NOX还原为N2和H2O,达到去除的目的.在SNCR法中温度的控制是至关重要的.由于没有催化剂加速反应,故其操作温度高于SCR法.为避免NH3 被氧化,温度又不宜过高.目前的趋势是以尿素代替NH3作还原剂.采用该方法一般可使NOX降低50%~60%. 液体吸收法:此法是利用氮氧化物通过液体介质时被溶解吸收的原理,除去NOX废气.此方法设备简单、费用低、效果好,故被化工行业广泛采用. 微生物法:微生物法是近年来国际上研究的一种新烟气脱硝技术.废气的生物化净化过程是利用脱氮菌的生命活动来去除废气中的NOX.在反硝化过程中,NOX通过反硝化细菌的同化反硝化还原成有机氮化物,成为菌体的一部分;

异化反硝化,最终转化为N2. 活性炭吸附法:此法对NOX的吸附过程吸附剂伴有化学反应发生.NOX被吸附到活性炭表面后,活性炭对NOX有还原作用,缺点在于对NOX的吸附容量小且解吸再生麻烦,处理不当又会造成二次污染,故实际应用有困难. 电子束法:该法是在烟气中加入氨的情况下,利用电子加速器产生的高能电子束辐照烟气,将烟气中的SO2和NOX转化成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术. 以上治理方法的对比见表1. 表1 氮氧化物治理方法的对比 脱硝工艺 适用性及特点 优点与不足 脱硝率 投资成本 SCR 适合排气量大,连续排放源 二次污染小,净化效果高,技术成熟;

设备投资高,关键技术难度较大. 70%-90% 较高 SNCR 适合排气量大,连续排放源 不用催化剂,设备和运行费用少;

NH3用量大,对反应温度和停留时间的控制难度较大. 25%-40% 较低 SNCR-SCR 适合排气量大,连续排放源 催化剂用量少,净化效果可调.投资较SNCR法要大. 25%-70% 较高 液体吸收法 处理烟气量很小的情况可取 工艺设备简单、投资少,收效显著,有些方法能回收NOX;

效率低,副产品不易处理,目前常用的方法不适于处理燃煤电厂烟气. 效率低 较低 微生物法 适用范围较大 工艺设备简单、能耗及处理费用低、效率高、无二次污染;

微生物环境条件难以控制,仍处于研究阶段. 80% 低 活性炭吸附法 排气量不大 同时脱硫脱硝,能回收NOX硫资源;

吸收剂用量多,设备庞大,再生频繁. 80%-90% 高 电子束法 适用范围较大 同时脱硫脱硝,无二次污染;

运行费用高,关键设备技术含量高,不易掌控. 85% 高4.1.2结合自身生产工艺特点,冶炼周期的不同阶段产生的氮氧化物起伏较大,仅需要间断治理氮氧化物即可达到减排目的,且在已有氨水、温度在700~1100℃的条件下,选择SNCR法进行氮氧化物的治理,达到满足实用、经济、运行稳定的要求. 4.2 SNCR工艺原理 本项目采用选择性非催化还原(SNCR)脱除NOx技术把含有NHx基的还原剂氨水喷入烟化炉烟气温度为800℃~1100℃的上升烟道区域,使还原剂氨水迅速热分解成NH3和其它副产物,随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生成N2,降低烟气中的NOX总量,从而达到脱硫外排尾气NOX减排的目标.主要反应方程式如下: NH3・H2O→NH3+H2O 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O 氮氧化物治理工艺流程见图1. 图1 氮氧化物治理工艺流程 4.3主要工艺设备设施 4.3.1氮氧化物治理工艺中的氨水卸载系统、氨水存储系统、动力系统、分配及喷射模块、辅助系统模块、自动控制系统作为氮氧化物治理设备设施的构成部分. 氨水卸载系统 由转运泵、阀组、Y型过滤组件、压力表等组成.氨水输送泵需具有较小的流量和较高的扬程才能满足工艺........