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工厂烟尘治理的改造

更新时间:2009-03-28

1 铅污染源及危害

铅是一种柔软的银灰色重金属,熔点327 ℃,沸点1 620 ℃,铅加热到400~500 ℃时即产生大量的铅蒸气(俗称铅烟) 而逸入空气中。 在不同温度下,铅蒸气可以与氧反应生成PbO和PbO2,熔铅烟尘中铅主要以PbO的形式存在。根据显微镜观察,铅烟颗粒直径大多在0.1 μm,另外由于铅烟在废气中呈气溶胶状态,所以除去铅烟难度更大。所以需要寻找适当的治理方法。

图2为全卷积神经网络中的Unet模型,包含卷积层、4个下采样层、4个上采样层,每2次卷积操作后进行采样操作,实现输入和输出都是图像的端对端的网络结构.进一步,对称层级的数据相加(Concat),有效避免梯度弥散,在每个层级后添加了批量标准化(Batch Normalization, BN)的处理,提高收敛速度.在训练过程中,初始学习率为0.001,每迭代50次,学习率乘以0.8.

某企业是以矿产品综合开发利用为主的有色金属冶炼企业,经营范围包括铅、金、银、铜、锌、锑、铋产品加工、销售以及从事货物和技术进出口业务。公司注册资本15 000万元,现有硫酸生产工艺、粗铅冶炼工艺、电解铅工艺、金银冶炼生产工艺。年生产粗铅10万t、硫酸12万t、电解铅10万t。实现了金、银、铜、砷、锑、铋等诸多元素的综合回收利用,形成了完整的资源综合回收利用循环体系。

根据目前企业的实际情况、矿山资源的现状和国家产业政策要求,在对矿山资源、冶炼技术等诸方面充分调研分析论证的基础上,为减少重金属废水污染,尾气排放对大气的污染,最大限度地提高资源综合利用效率,需要对尾气中的烟铅进行吸收深度治理。

2 企业现状

2.1 生产过程中排放的废气

原料干燥过程中产生的高湿气体,经布袋收尘后直接排放,如果收尘效率或布袋损坏,会有铅精矿随之流失;该部分气体出口温度在100~120 ℃,流量约30 000 m3/h。闪速炉和电炉的铅口、冰铜口、渣口各1个,共有6个排放口,排放的高温熔体会挥发出含有铅锌微粒的烟气,该部分气体如进行回收,随风机抽风稀释后流量在50 000~80 000 m3/h。冶炼烟灰回收过程中装车会产生扬尘,也是含铅的污染气体,电炉渣水淬时会产生大量的水蒸气,其中含有铅锌物质,该部分气体流量应该在20 000~30 000 m3/h。

2.2 存在的问题

①在2011年生产过程中,除制酸烟气外,厂区的干燥机湿气排空,电炉烟气排空,水淬渣湿气排空3个烟囱也偶尔出现冒白烟现象,其中,干燥机湿气和电炉烟气是由于布袋收尘器个别布袋泄漏导致冒白烟,水淬渣烟囱因为主要排空的是水蒸气,所以,感观比较明显。同时,前两个烟囱如出现冒白烟现象,也会造成一部分有价金属流失和一定程度的环境污染。②企业目前基本采用物理净化法处理,难以除去气溶胶状态的铅烟。③为了企业的长期发展,需要对铅烟治理进行回收改造。

3 铅烟处理技术

3.1 铅烟处理技术

目前,含尘铅烟的净化方法主要有物理净化和化学净化两类[1-3]

某化工企业100万t/a合成气制乙二醇,一期工程60万t/a乙二醇项目需要对2股废气、2股有机废液进行洗涤、焚烧及无害化处理。焚烧产生的烟气热量优先过热来自气化副产的120~150t/h、9.8MPa高压饱和蒸汽至520~540℃,其余热量用于产生3.8MPa饱和蒸汽。可供焚烧的燃料气源有天然气和PSA装置的解吸气,PSA解析气含体积分数24%的CH4,气源受生产负荷影响,存在压力和流量波动。工艺要求正常工况下优先使用PSA解析气,PSA解析气气量不足时,再补充天然气。

3.1.2.3 醋酸吸收法

3.1.1 干法除尘

干法除尘有旋风除尘、袋滤器除尘、电除尘。目前企业采用的是干法除尘,有袋滤器除尘和电除尘。

用固定效应模型进行Meta‐分析(图1)。结果显示,卡贝缩宫素组的不良反应总发生率显著小于缩宫素组,差异有统计学意义(OR=0.65,95%CI=0.48~0.88,P=0.005)。

3.1.2 湿法除尘

化学净化法主要为气体吸收法。在气体吸收过程中,不同企业采用的吸收剂不同,选用的塔型也不同。

3.1.2.1 水吸收方法

以水为吸收剂采用喷雾填料塔吸收铅烟,除铅效率约为90%。污水通过过滤方法处理,含铅污泥可以回收。

PbO+2HACPbAC2+H2O

以NaOH为吸收剂,在SV式洗涤器净化铅烟。在洗涤器内,水滴雾化过程中完成了铅与碱的化学反应:

物理防治主要采用防虫网隔离防护,黄板诱杀等措施。生物防治主要采用抗生菌治虫,阿维菌素防治美洲班潜蝇及螨类,浏阳霉素和华光霉素防治红蜘蛛和茶黄螨,苦参等植物源农药防治多种害虫;抗生素治病,农抗120灌根可防治瓜类枯萎病,喷雾可防治瓜类白粉病、番茄早疫病等,武夷菌素防治瓜类黑星病、番茄叶霉病效果较好。黄瓜的霜霉病,番茄的灰霉病可以采用生态防治法,通过调节棚温的方法控制病害蔓延。

PbO+2NaOHNa2PbO2+H2O

生成溶于水的Na2PbO2,使铅烟从废气中除去。该装置的净化效率可达99%以上。含铅废水(pH值为10)循环一段时间后,送到污水处理站处理。在含铅废液中,定期加双氧水(H2O2),生成氧化铅(PbO2)沉淀物,氧化铅干燥后,可回炉,碱液循环使用。

氢氧化铅回收后,经干燥直接加入熔炼炉。

如果采用石灰水为吸收剂,反应如下:

PbO+Ca(OH)2CaPbO2+H2O

CaPbO2+H2O2PbO2+Ca(OH)2

点曲线的使用方式完全不同。我们可以在曲线的任意位置上单击创建调整垫,并且随心所欲拖动;接着还可以继续创造更多新的调整垫。但无论点曲线还是参数曲线,始终不变的是左下角对应暗部,右上角对应亮部。向上拖动右侧向下拖动左侧就能得到提高反差的S形曲线。

企业提供的设计技术参数:150 000 m3/h风量电炉含铅烟气及干燥机含硫化矿尘烟气。现有布袋除尘器。增加湿法除尘。

近年来,财政部门大力推进科学化、精细化管理,强化基础管理和基层建设工作。在细化预算编制、加强预算执行管理、统筹使用结转和结余资金、推进绩效考评、加强财务监督等方面,对高校财务管理提出了新的具体要求。管好、用好教育经费,确保经费使用规范、安全、有效,是当前和今后一段时期各级教育财务工作的重点。为落实《教育改革和发展规划纲要》,适应新形势对高等学校财务管理的要求,有必要对《高等学校财务制度》进行修订。

3.1.2.2 碱吸收法

醋酸铅为液体,故需对含铅洗涤液进行定期处理。醋酸铅主要有下述两种处理方法。

①用铁粉置换铅。采用铁粉置换铅,由于铁粉密度较大,需经常搅拌,才能使其与醋酸铅充分混合,发生化学反应,将铅置换出来,该方法实际应用较少,主要原因在于铁粉沉于水底,难以搅拌。②向含铅废液中加碱(NaOH)。含铅洗涤液中加入碱(NaOH),经化学反应生成氢氧化铅沉淀物,再对其沉淀物进行回收,上层溶液补充醋酸,继续循环使用。其化学反应式为:

Pb(CHCOO)2+2NaOH

Pb(OH)2+2CH3COONa

Na2PbO2+H2O2PbO2+2NaOH

依靠行政推动力,发展回收经济人,在现有回收网点的基础上,大量建立村级回收网点,争取覆盖全区主要用膜区域,将农民捡拾的废旧农膜在村一级进行集中回收,由镇一级或回收企业进行转运,方便农民交售,消除回收盲区。借助互联网创建回收网点、经济人、完善扶持政策,组建专业化回收捡拾作业专业组织,对机械化回收作业和购置农膜捡拾机械进行补贴,引进适用性强、效果明显、经济实惠的捡拾机械,建立机械化捡拾示范区,促进机械捡拾、机械整地、机械收割等农技相融合,减少回收成本,全面推进机械化回收。

 

1 几种吸收剂的比较

  

序号1234名称水NaOHCa(OH)2醋酸相对价格低较高较低高效率90%≥99%≥99%铅可回收性可回收可回收可回收可回收吸收剂的回收性可回收可回收可回收不可

3.2 铅烟深度治理

3.2.1 改造方案

①本次改造,需对于闪速炉和电炉的6个排放口及冶炼烟灰回收装车地点增加集烟罩,并入到电炉的工艺烟气收尘系统后再进行集中治理。②依据工艺核算及生产实际情况,目前的环保风机和布袋收尘器的能力不足,且环保烟气并入到电炉工艺排烟系统中将对电炉的正常生产运行带来不利的影响。故后期需要对闪速炉和电炉环保排烟系统进行系统的改造,设置独立的环保排烟收尘装置,经计算,需建立一套2 000 m3的布袋收尘器及相应的风机、管道系统。③考虑到企业已有干法除尘及气溶胶的问题,因此在电炉烟囱之前,将三路烟气汇集起来,经过原来的除尘设施后,再新建一台麻石除尘设备,将三路烟气统一再进行一次湿法除尘[采用Ca(OH)2做吸收剂],然后集中从电炉烟囱达标排放。麻石除尘所需水池可以和原料车间的沉淀池共用,以减少一次性投资。

嘉庆忧心不已。为了扭转这种局面,他煞费苦心,花了好几天时间,写成了一篇鸿文《宗室训》,发给每个宗室。和以前一样,皇帝的这篇教育文章不过是重复了一系列道德教条。这一教育运动的开展经历了很长时间,宗室风气竟无一点好转。嘉庆皇帝很奇怪,有一天特意召见散秩大臣、宗室中的奕颢、成秀和敬叙三人,问他们学习《宗室训》的心得。不想这三人瞠目结舌,居然不知道有学习《宗室训》一事,更没读过一个字!嘉庆大吃一惊,感觉“实出意想之外”。然而除了痛骂宗人府官员“丧尽天良”之外,他再也不知道该做什么了。

3.2.2 新增湿法除尘

3.2.2.1 设计依据

若采用醋酸水溶液作吸收剂,其反应式如下:

技术要求:除尘效率>99%;装置总阻力<1 200 Pa;排放烟气含湿率≤6.5 %:林格曼黑度小于1级。

3.2.2.2 质量要求

1.3.5 色谱条件 色谱柱:Acquity UPLC RBEH C18(2.1 mm × 100 mm,1.7μm);流动相:乙腈-0.5%甲酸溶液(7∶93);柱温:35℃;流速:0.2 mL·min-1;进样量:2μL。

①烟气除尘后含湿度控制在国家标准范围内,含湿率≤6.5 %;②主体设备正常使用寿命35年以上;③塔内设备不积灰、不结垢;④补水管、冲洗管为不锈钢管道;⑤除尘塔采用麻石材质制做。

除了从矩阵模型抽取构件的局部成组方案之外,还有一些局部成组方案是设计人员直接根据先验知识设定的,这种局部成组方案更多地反映了设计人员在产品设计方面的经验。

烟气除尘技术方案:处理烟气量150 000 m3/h。根据国家环保局关于推广湿法除尘的意见及企业现状,设计采用湿法除尘工艺。塔体采用麻石制作。除尘工艺采用湿法除尘工艺由冲击式除尘塔、除尘吸收主塔、脱水副塔、引风机、烟囱、循环水系统及管道组成。

3.2.2.3 工作原理

含尘烟气由引风机引入除尘塔,根据空气动力作用,设计以特定的角度、方向、流速旋转上升,在塔内储液槽的循环液里,相互交溶、旋涡、碰撞,液体单位表面积迅速扩大,气、液、固三相粒子间的质量和能量相互传递,有害物质被碱液吸附,提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应效果。

烟气与碱性液充分接触、反复洗涤,烟气中的二氧化硫、粉尘、氮氧化物等被水吸收,随即气液分离。废液在离心力、重力作用下,沉入槽底浓缩,可自动或手动排渣,上清液调整pH值后循环使用。洁净烟气升腾,经离心脱水装置高速旋转甩干,引至烟囱,抬升、排空、扩散。湿法麻石除尘器工艺流程图如图1所示。

  

1 湿法麻石除尘器工艺流程简图

4 结论与意义

4.1 结论

通过调查企业现状,然后再集中到麻石除尘,采用氢氧化钙吸收后高空排放。通过对除尘器的比较,结合企业实际,选择较为适合的除尘器,减少了环境污染。尾气治理排放情况见表2。

 

2 新增湿法除尘后重金属减排量

  

项目进口mg/m3出口mg/m3减排量kg/d减排量kg/aGB25466-2010要求mg/m3颗粒物18.40.18426.788 033.380铅5.84.02.7806.68

4.2 意义

该工程是环保项目,主要体现在环境效益和社会效益上。通过除尘器的调整,新增麻石湿法除尘器,对尾气中重金属的吸收净化,可以降低尾气对大气、水体、土壤污染,保护周围居民的健康。同时,也有利于企业的长期发展。

分析研究可知,低水头水闸消能效果一般都不很理想,消能率低,闸后水流流速仍然较大,对下游河床及两岸容易形成冲刷,必须采取一定的工程措施才能达到良好的消能效果。通过对普通(单一)消力池、普通(单一)消力池和辅助消能工、复式消力池的消能分析研究,得出如下结论:

参考文献

[1] 狄荣一.粗铅冶炼烟尘治理技术[J].辽宁城乡环境科技,2004,24(6):22-23.

[2] 柴续斌.湿法治理铅烟尘吸收液的选择[J].有色金属加工,1998(4):31-32.

[3] 柏义盛.铅烟尘污染的防治[J].金属制品,1994,20(1):48-50.

 
王永辉,李绍媛,李雅楠
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