cems鋼鐵廠煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
有色金屬常與硫伴生形成如閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、針鎳礦等硫化礦，是冶金工業(yè)的重要原料。在有色冶煉工業(yè)中，有兩種冶金工藝：即火法和濕法。目前，在大多數(shù)情況下仍用火法處理硫化礦。在火法冶金過程中，硫化金屬礦經(jīng)高溫焙燒使硫和金屬分離，硫轉(zhuǎn)化為SO2與焙燒煙氣一起排出，不僅浪費(fèi)了大量的硫資源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。煙氣中的SO2是大氣污染的主要組成部分，因此大幅度降低SO2污染已迫在眉睫。
一、SO2概述
SO2是常見、簡(jiǎn)單、有刺激性的硫氧化物。大氣主要污染物之一。二氧化硫?yàn)闊o色透明氣體，有刺激性臭味。溶于水、乙醇和乙醚。另外，二氧化硫化學(xué)性質(zhì)極其復(fù)雜，不同的溫度可作為非質(zhì)子溶劑、路易氏酸、還原劑、氧化劑、氧化還原試劑等各種作用。
二、有色冶煉過程低濃度SO2對(duì)環(huán)境的污染
鉛、銻、鋅、銅等重金屬冶煉主要以硫化物礦為主要原料，因此在冶煉過程中排放的廢氣主要為SO2和煙粉塵。一些鉛銻冶煉廠周圍空氣環(huán)境中SO2超標(biāo)，山體植被受SO2污染而枯死；方圓幾公里范圍內(nèi)的農(nóng)作物因受SO2污染而減產(chǎn)甚至顆粒無收。同時(shí)，冶煉廢氣煙粉塵中含有鉛、鎘等重金屬污染物，對(duì)人體健康危害較大。
三、低濃度SO2煙氣治理
1、低濃度SO2煙氣轉(zhuǎn)化脫硫。煙氣脫硫是各國對(duì)煙氣中低濃度SO2的主要治理方法。煙氣脫硫的方法，大致可分為兩類：1）濕法。即采用液體吸收劑（如水或堿液等）洗滌以除去SO2，典型代表工藝主要有：濕式石灰石/石灰石膏法、堿性硫酸鋁-石膏法、亞硫酸鈉循環(huán)法、氨-酸法、活性炭吸附法等。濕法脫硫具有設(shè)備小操作較容易、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但工藝廢水量和渣泥量大，經(jīng)營費(fèi)用不低，且脫硫后煙氣溫度低，不利于煙囪排氣的擴(kuò)散，一般要對(duì)煙氣進(jìn)行再加熱來克服。2）干法。用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑以除去SO2，所用的固體吸收劑、吸附劑有金屬錳核、軟錳礦、石灰/石灰石、金屬氧化物（MgO、ZnO、MnO2等）。干法脫硫具有流程短、無污水、污酸排出，且凈化后煙氣溫度較高，可利用煙囪排氣擴(kuò)散，但脫硫效率低、設(shè)備龐大、操作技術(shù)要求高。另外，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法和電子束法（PPCP）也可歸于干法脫硫范疇。旋轉(zhuǎn)干燥法是2O世紀(jì)7O年代開始興起的一種煙氣脫硫新技術(shù)，美國巴遜電力公司是推廣該技術(shù)的。PPCP法其原理是利用加速器產(chǎn)生的電子束或脈沖高壓電源放電產(chǎn)生的高能電子離解氣體分子，噴入氮或其它化工產(chǎn)品生產(chǎn)化肥。這兩種方法一般都不宜于應(yīng)用于冶煉煙氣的治理。
根據(jù)凈化原理和工藝流程，煙氣脫硫又可分為：用各種液體和固體物料優(yōu)先吸收或吸附S02；在氣流中將SO2氧化為S03，再冷凝成硫酸；在氣流中將SO2還原為S，再將硫冷凝。其中，SO2吸收或吸附法是迄今為止用得多的方法，其次是SO2氧化法。
SO2還原為硫的方法分為火法和濕法，火法可能應(yīng)用的還原劑有H2S、H2、水煤氣、天然氣、爐煤氣（CO）和碳（焦炭或煤等）。各種還原劑選擇進(jìn)行的熱力學(xué)分析表明，還原SO2制取元素硫選擇固體碳或CO作為還原劑。前者著重依據(jù)平衡移動(dòng)原理設(shè)計(jì)固體碳還原SO2制取元素硫的反應(yīng)設(shè)備和控制技術(shù)；后者則應(yīng)著重研究和開發(fā)CO還原SO2制取元素硫的催化劑。SO2還原為硫的濕法普遍為Outokump公司提出的還原硫法。該工藝主要分為Na2S溶液吸收→常溫常壓還原→Na2S再生3個(gè)階段，其主要優(yōu)點(diǎn)是使用的試劑可再生，產(chǎn)出價(jià)值較高的元素硫，同時(shí)冶煉煙氣中SO2濃度及煙氣量可波動(dòng)。
根據(jù)生成物是否有用，脫硫方法還可分為拋棄法和回收法。
前者的生成物作為固體廢物拋棄，后者則加以回收。從長遠(yuǎn)考慮，應(yīng)以回收法為主。
2、低濃度SO2煙氣制酸。低濃度SO2煙氣制酸一般有兩種思路：一是設(shè)法提高SO2煙氣的濃度，采用常規(guī)法制酸；二是直接采用低濃度SO2煙氣制酸。
低濃度SO2煙氣采用常規(guī)法制酸必須滿足以下條件：一是煙氣必須連續(xù)；二是煙氣在達(dá)到轉(zhuǎn)化器前必須保證SO2濃度在4%以上。為此，可通過加強(qiáng)冶煉設(shè)備密閉性、對(duì)低濃度SO2煙氣進(jìn)行返煙操作、富氧冶煉等措施來提高煙氣中SO2的濃度。其中，常用的方法是焚磺配氣法。該方法是將一部分煙氣通過焚硫爐焚燒硫磺，以提高煙氣中SO2濃度，然后與另一部分煙氣混合后，達(dá)到制酸工藝要求，進(jìn)入常規(guī)制酸工藝系統(tǒng)。該工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單易操作，投資較省，但如果通過燒硫磺配氣制酸，成本較高。
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