消除或減少銅冶煉過程中產生的煙氣污染,并使其中的有價組分得到綜合利用的過程。在銅冶煉生產中,原料制備和火法冶煉各作業中,由于燃料的燃燒、氣流對物料的攜帶作用以及高溫下金屬的揮發和氧化等物理化學作用,不可避免地產生大量煙氣和煙塵。煙氣中主要含有SO2、SO3、CO和CO2。等氣態污染物,煙塵中含有銅等多種金屬及其化合物,并含有硒、碲、金、銀等稀貴金屬,它們皆是寶貴的綜合利用原料。因此,對銅冶煉煙氣若不加以凈化回收,不僅會嚴重污染大氣,而且也是資源的嚴重浪費。
煙氣產生和性質 銅冶煉煙氣的性質與冶煉工藝過程、設備及其操作條件有關,其特點是煙氣溫度高,含塵量大,波動范圍大,并含有氣態污染物SO2、SO3、AS2O3、Pb蒸氣等。在焙燒、燒結、吹煉和精煉過程中產生的煙氣常有較高的溫度,從500℃至1300℃,具有余熱利用價值,進入除塵裝置之前有時需經預先冷卻。冶煉過程產生的煙塵,是某些金屬在高溫下揮發、氧化和冷凝形成的,顆粒較細,必須采用高效除塵器才能捕集下來。這些煙氣不僅帶出的塵量大(約占原料量的2%~50%);而且含塵濃度高,如流態化焙燒爐煙氣含塵濃度可達100~300g/m3(在標準狀態下)。煙氣中含有的高濃度SO2,是制酸的原料,因而在煙塵凈化中要考慮制酸的要求。
SCR脫銷工藝
選擇性催化還原法(SCR)脫硝的原理是使用適當的催化劑,在一定的溫度下,以氨作催比反應的還原劑,使氮氧化物轉變為無害的氮氣和水蒸氣。
對于氨選擇性催化還原反應處理NOx氣體,在以TiO2為載體,V2O5、WO3等為活性成分的催化劑作用下,氨與NOx進行選擇性還原反應,其反應為放熱反應,過程為:
4NH3+4NO +O2 = 4N2+6H2O
8NH3+6NO2 = 7N2+12H2O
2NH3 +NO+NO2 = 2N2+3H2O
4NH3 +5O2 = 4NO+6H2O
不同催化劑在其不同的活性階段,適宜的溫度也不同。現所選催化劑的起燃溫度為260℃,的操作溫度為260-350℃。當加入的氨過量的時候就會發生,第四個反應才會進行,所以要控制系統中的氨氮比,一般氨氮的摩爾比控制在1.0。過多的氨會發生副反應,同時還會造成污染。
SCR蜂窩式催化劑
隨著催化劑使用時間的增加,催化劑中毒、活性部位的損耗、催化劑的微孔堵塞或催化劑內部流道堵塞等原因都會造成催化劑活性降低。
(1)催化劑中毒現象的發生主要是由于原煙氣中或多或少的有害化學成分作用于催化劑活性成分造成的,砷、堿金屬(主要是K、Na)是引起的催化劑中毒主要成分。砷中毒是由于高溫煙氣中的氣態As2O5所引起的。氣態As2O5擴散進入催化劑空隙內,并同時吸附在催化劑的活性位及非活性位上,并與催化劑表面發生反應,阻礙催化反應進行。K和Na堿金屬離子主要是由生物質燃料的燃燒產生,堿金屬能夠直接和催化劑的活性位發生反應使其鈍化,在水溶狀態下,堿金屬有很高的流動性,能夠進入催化劑材料的內部,對催化劑產生持久的毒害作用。
(2)催化劑微孔堵塞主要是由于銨鹽及飛灰的小顆粒沉積在催化劑微孔中,阻礙NOx、NH3、O2到達催化劑活性表面,從而引起催化劑鈍化。
(3)催化劑長時間暴露于450℃以上的高溫環境中可引起催化劑活性位置(表面)燒結,導致催化劑顆粒增大,比表面積減小,一部分活性組分揮發損失,因而使催化劑活性降低。
(4)失效催化劑再生技術主要有水洗再生、熱再生、熱還原再生、酸液處理和SO2酸化熱再生等。
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