冶金及化工废气处理与利用

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冶金废气

冶金过程的冶金废气的主要污染物有:含二氧化硫烟气、含氟烟气、含尘煤气、含氮氧化物烟气等。冶金废气的排放量大,污染面广;温度高,成分复杂,粉尘颗粒细,吸附力强;废气中具有高的回收价值。

  1、火法冶金废气

  大体可分为三类:第一类是生产工艺过程化学反应中排放的废气,如采矿、选矿、烧结、焙烧、焦化、金属冶炼、化工产品和钢材酸洗过程中产生的烟气(煤气)和有害气体;第二类是燃料在炉、窑中燃烧产生的烟气;第三类是原料、燃料运输、装卸和加工(凿岩、爆破、矿石破碎、筛分)等过程产生的粉尘。

  2、含二氧化硫烟气:由于大多数有色金属矿为硫化矿,所以在有色金属冶炼的焙烧、烧结、熔炼、精炼、钢铁冶炼的烧结、焦化过程等环节中均有含二氧化硫烟气排出。烟气中SO2一般用于制酸,所以要求烟气SO2浓度尽可能高。

  3、含氟和沥青烟气:氟化物较高的溶解度使它广泛存在于土壤,水体忽然植物体中,是生物必需的微量元素。当其浓度超过一定临界浓度时,成为生物的有毒污染元素。氟化物的溶解度差别很大,20℃时,氟化钙的溶解度只有40/L,而氟化氢则达到40540/L

  4、空气中氟化物的主要来源是钢铁,铝电解,化学化工,玻璃,陶瓷,氟化工等工业和燃煤过程中排放出含氟废物。工业过程排放主要是使用冰晶石(Na3AlF6),萤石(CaF2,磷矿石3Ca(PO4)2,CaF2HF的企业排放的。自焙槽的烟气中还有大量沥青挥发物,是阳极糊在烧结过程中随着温度升高而逐渐析出的:170℃以下析出轻油馏分;170270℃析出中油馏分;230270℃析出重油馏分;270360℃析出蔥油馏分;400℃以上全部焦化。

  5、含铅烟气:铅加热熔化时产生大量铅蒸气,它在空气中可生成铅的氧化物微粒。废气中含有铅蒸气极细小的氧化铅微粒称为铅烟。铅精冶炼废气中的颗粒物则主要是铅熔化所产生的蒸气冷凝形成的铅烟,颗粒微粒,对人体危害性较大,而其产生浓度一般不大,在1000mg/m3

  6、含汞烟气:人为来源主要是层砂采矿,汞冶炼和使用汞的生产过程,由于设备不严密而漏失的汞分裂成极小的颗粒并渗入地面缝隙或土壤中,且随着温度升高,汞的气化速度急剧增加,从而造成汞蒸气污染。自然界进入大气中的汞主要是由岩石风化和火山爆发等产生的,每年达15t

  7、煤气:煤气主要来源于碳作还原剂的还原熔炼过程(如高炉炼铁、铅、锌、镍氧化焙砂还原)以及炼钢过程,高炉炼铁产出大量含COCO2的荒煤气,高炉冶炼每吨生铁可产生16003500m3煤气,煤气量随着焦比水平和鼓风含氧量的不同而变化。焦化过程则产生焦炉煤气。煤气中除含有可燃成分外,还含有大量炉尘,需进行煤气除尘。

  8、氮氧化物烟气:自然界的雷电、森林和枯草的失火都会产生氮氧化物。人为来源主要由重油、煤、和天然气的燃烧以及空气中的氮被氧化产生,如热风炉煤气高温燃烧过程会产生氮氧化物。

废气处理

  1、冶金废气流量大,而且多为含尘烟气,因此在净化冶金废气时,应首先进行除尘作业。

  现代的除尘的方法是使用扬尘抑制剂喷洒在料堆表面。对于其他生产过程中产生的烟气由于其中不仅含有粉尘还有其他的有害气体我们需要在除尘后有进一步的操作。就不能仅仅这简单的除尘我们需要更科学的方法,对这类烟尘有两种除尘方法干式与湿式,干式要求整个作业过程都是在烟气温度大于露点条件下进行的,常用的干式收尘设备有降尘室、旋风除尘器、布袋收尘器和电除尘器等;湿式适用于含湿量大的含尘烟气,多为南方冶金企业使用,常用的湿式除尘设备有水膜旋风收尘器、自激式收尘器和文氏管等。

  2、根据其物化性质的不同,采用冷凝、吸附、催化转化等方法进行净化处理。

  冶金废气净化处理的有些产品同时也具有很高利用价值。火法冶金蒸汽中含有大量的二氧化硫,二氧化硫回收后能够制酸。这是工业制酸的一个重要的来源。



化工废气

化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体。化工废气往往含有污染物种类很多,物理和化学性质复杂,毒性也不尽相同,严重污染环境和影响人体健康。不同化工生产行业产生的化工废气成分差别很大。如氯碱行业产生的废气中主要含有氯气氯化氢氯乙烯、汞、乙炔等,氮肥行业产生的废气中主要含有氮氧化物、尿素粉尘、一氧化碳、氨气、二氧化硫、甲烷等。以及汽车尾气等

分类

按照污染物存在的形态,化工废气可分为颗粒污染物和气态污染物,颗粒污染物包括尘粒、粉尘、烟尘、雾尘、煤尘等;气态污染物包括含硫化合物、含氯化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤氧化合物等。

按照与污染源的关系可分为一次污染物和二次污染物。从化工厂污染源直接排出的原始物质,进入大气后性质没有发生变化,称为一次污染物;若一次污染物与大气中原有成分发生化学反应,形成与原污染物性质不同的新污染物,称为二次污染物。

特点

化学工业生产装置复杂,治理设施各异,其中废气的治理在石化工业中占有重要地位。化工废气有如下特点:

1、易燃、易爆气体较多。如低沸点的、易聚合的不饱和烃等,大量易燃、易爆气体如不采取适当措施,容易引起火灾、爆炸事故,危害极大。

2、排放物大多都有刺激性或腐蚀性。如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氟化氢等气体都有刺激性或腐蚀性,尤其以二氧化硫排放量最大,二氧化硫气体直接损害人体健康,腐蚀金属、建筑物和雕塑的表面,还易氧化成硫酸盐降落到地面,污染土壤、森林、河流、湖泊。

3、废气中浮游粒子种类多、危害大。化工生产排除的浮游粒子包括粉尘、烟气、酸雾等,种类繁多,对环境的危害较大。特别当浮游粒子与有害气体同时存在时能产生协同作用,对人的危害更为严重。

防治

1、废气转换:将废气通过含化学物质的水淋塔转换为废水,再处理废水,水淋塔造价较高,会产生水污染,是大多企业采用方案,因为水污染由污水处理公司处理,属于浪费型废气处理方式。

2、废气吸附:通过活性炭化学改性,有针对性吸附,减少对外排放量,是国内运用较多的低成本废气治理方法。但由于活性炭容易饱和,需要定期更换,运行成本较高。较好的解决了化工废气处理运行成本高的难题,效果较好。

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