工业污染核算

工业污染核算计算类型汇总工业污染核算计算类型汇总 1 1 玻璃生产计算方法玻璃生产计算方法 平板玻璃熔炉产生SO2的原因是燃料中含有硫分 原料中含有芒硝 Na2SO4 这些含 硫物燃烧氧化或分解 导致烟气中有大量SO2产生 燃料 重油 天然气 煤气 煤炭 燃 烧产生SO2 还有作为玻璃澄清剂的芒硝 Na2SO4 约占平板玻璃配料总量的2 5 融 化过程 硫分约90 参与分解产生SO2 表5 5 6767 不同芒硝含率融化后SO2产生量 芒硝含率 SO2产生量 2 2 5 3 3 5 4 4 5 5 kg 重量箱玻璃 0 110 1380 1650 1930 220 2480 275 kg t玻璃2 22 763 33 864 44 965 5 目前我国平板玻璃熔炉所用燃料 主要是重油和天然气两种 其中90 左右的生产线 采用重油作为燃料 重油含硫量 重油含硫量一般在2 或以下 直接决定了SO2排放水平 的高低 单位玻璃产品燃料燃烧产生的SO2主要与燃料类型 重油或天然气 单位玻璃产 品燃料消耗量 燃料含硫率有关 玻璃融化产生的SO2量由芒硝融化和燃料燃烧产生SO2量之和 计算方法如下 1 使用天然气为燃料SO2产生量 天然气含硫忽略 G G硫 硫 2 2 2 2 2 2 t t玻璃玻璃 2 使用重油为燃料SO2产生量 G G硫 硫 2 2 2 2 2 2 1 951 95 B B0 0S S t t玻璃玻璃 其中 G硫 吨玻璃SO2产生量 t玻璃 芒硝含率 B0 吨玻璃重油消耗量 S 重油含硫率 如果没有B B0 0值 可按2009年我国玻璃行业热耗指标中的B0值 3 SO2去除量 G G硫去 硫去 G G硫 硫 t t玻璃玻璃 脱硫设施的脱硫率 4 4 SO2排放量 G G硫排 硫排 G G硫 硫 1 1 t t玻璃玻璃 例如 500t玻璃熔窑 使用含硫2 的重油为燃料 芒硝含率3 SO2产生量则为 G G硫 硫 2 2 2 2 3 2 2 1 951 95 179 2 179 2 3 3 3 3 6 986 98 10 28 10 28 t玻璃 表表5 5 6868 不同燃料不同燃料SOSO2 2排放水平 单位 排放水平 单位 mg Nmmg Nm3 3 燃料天然气含1 S重油含2 S重油 SO2排放水平300 10001200 18002200 2800 2 2 火电脱硫计算方法火电脱硫计算方法 该电厂 10 000 t 含硫率 1 的燃煤燃烧后产生的二氧化硫量为 17 10 000 170 000 kg 产生 量 审核该电厂在 Ca S 1 05 石灰石纯度 80 条件下去除 1 kg 二氧化硫需消耗石灰石量为 2 048 kg kg 消耗 289t 石灰石为可以去除的二氧化硫总量为 289 000 2 048 141 113 kg 实际去除量 实际去除率 141 113 170 000 83 01 若正常去除率 0 95 则运行率 V 83 01 95 87 38 3 3 炼焦生产计算方法 炼焦生产计算方法 炼焦二氧化硫排放量 炼焦二氧化硫排放量 2 V2 V燃 燃 280 1000 280 1000 H H 2222 32 34 32 34 280 1000 280 1000 H H 2222 0 008 0 008 B B0 0S S煤 煤 1 K 1 K 硫 硫 280 1000 280 1000 H H 2222 320 10 320 10 6 6 B B0 0S S 煤煤 B B0 0S S煤 煤 90 90 t t 焦焦 式中 V燃为炼焦燃烧用的焦炉煤气量 H 为炼焦煤的挥发分 B0为吨焦煤耗量 S煤为焦煤含硫率 K 为脱硫设施的运行率 硫为脱硫设施正常运行时的脱硫率 90 为硫化物转化为 SO2的转化率 一 炼焦过程中的硫平衡测算 一 炼焦过程中的硫平衡测算 炼焦过程除了产生 H2S 外 还会产生 SO2 COS CH3SH CS2等气态硫化物 SO2绝大部 分会被还原为 H2S 炼焦过程中硫平衡测算时 涉及到的变量有三个 即吨焦煤耗 B0 焦 煤含硫 S煤 焦炭含硫 S焦 1 炼焦过程中硫元素的流失量测算 若吨焦煤耗 B0 1350 t 焦 焦煤含硫 S煤 0 8 焦炭含硫 S焦 0 68 则焦炭中 的硫占总硫量的 63 即 S焦 1000 B0S煤 0 68 1000 1350 0 8 63 吨焦硫元素流失量为 B0S煤 1000 S焦 10 8 6 8 4 t 焦 即吨焦硫元素流失量占焦煤总硫量的 37 2 焦炉荒煤气产生量测算 焦炉荒煤气产生量为 V0 280 1000 H 22 m3 t 煤 式中 H 炼焦煤的挥发分 若炼焦煤的挥发分 H 为 38 则 V0 440 m3 t 焦 3 焦炉荒煤气含硫量测算 出焦散逸煤气中含硫量占焦煤总硫量的 1 4 折合 0 15 t 焦 H2S 焦油 有机 硫等 焦炉荒煤气中 H2S 平均浓度约为 6 10g m3 若 H2S 浓度为 8 g m3 则焦炉荒煤气中的 硫为 32 34 V0 0 008 32 34 440 0 008 3 31 t 焦 则焦炉荒煤气中的含硫量 占焦煤总硫量的比例为 32 34 V0 0 008 B0S煤 32 34 440 0 008 1350 0 8 31 1 焦油 液态 中含硫量换算后约为 0 34 t 焦 占焦煤总硫量的 3 2 气态有机硫在焦炉煤气中的浓度约 320 mg m3 气态有机硫含硫量换算后约为 0 14 t 焦 占焦煤总硫量的 1 3 二 回用于炼焦的焦炉煤气燃烧二氧化硫排放量测算 二 回用于炼焦的焦炉煤气燃烧二氧化硫排放量测算 生产 1 吨焦炭 加热约需焦炉煤气 190m3 1 回用的焦炉煤气有脱硫措施 脱除煤气体中硫化物的方法很多 通常可分为湿法和干法两大类 而湿法脱硫则按溶 液的吸收和再生性质又区分为湿式氧化法 化学吸收法 物理吸收法以及物理 化学吸收法 湿式氧化法是借助于吸收溶液中载氧体的催化作用 将吸收的 H2S 氧化成为硫磺 从而使吸收溶液获得再生 该法主要有改良 ADA 法 栲胶法 氨水催化法 PDS 法及络合 铁法等 化学吸收法系以弱碱性溶液为吸收剂 与 H2S 进行化学反应而形成有机化合物 当 吸收富液温度升高 压力降低时 该化合物即分解放出 H2S 烷基醇胺法 碱性盐溶液法 等都属于这类方法 物理吸收法常用有机溶剂作吸收剂 其吸收硫化物完全是一种物理过程 当吸收富 液压力降低时 则放出 H2S 属于这类方法的有冷甲醛法 聚乙醇二甲醚法 碳酸丙烯酯 法以及早期的加压水洗法等 物理 化学吸收法 该法的吸收液由物理溶剂和化学溶剂组成 因而其兼有物理吸收和化 学反应两种性质 主要有环丁砜法 常温甲醛法等 目前焦炉煤气净化主要采用湿法脱硫工艺 HPF 法 TV 法和 FRC 法是目前采用较多的 荒煤气粗脱硫技术 但是还有许多问题需要解决 PDS 法是非常具有竞争力的方法 其脱 硫成本只有 ADA 法的 30 左右 脱硫脱氰能力优于 ADA 法 干法脱硫技术是煤气深加工和高效利用时必不可少的脱硫方法 如果能够克服其缺点 干法脱硫将以其操作简单可靠的优点得到更好的应用前景 脱硫设施的脱硫率 K 硫 式中 K 脱硫设施的运行率 硫 脱硫设施正常运行时的脱硫率 取值见表 9 则 炼焦二氧化硫排放量 2 190 V0 0 31 1 K 硫 0 013 B0S煤 90 t 焦 式中 0 31 为焦炉荒煤气中的含硫量占焦煤总硫量的比例 0 013 为气态有机硫占焦煤总硫量的比例 90 为硫化物转化为 SO2的转化率 若焦炉气量 V0取 440 m3 t 焦 脱硫率 硫 90 脱硫设施运行率 K 100 时 炼焦二氧化硫排放量 2 190 V0 0 31 1 K 硫 0 013 10 8 90 0 369 t 焦 脱硫率 硫 95 脱硫设施运行率 K 100 时 炼焦二氧化硫排放量 0 239 t 焦 脱硫率 硫 99 脱硫设施运行率 K 100 时 炼焦二氧化硫排放量 0 135 t 焦 4 4 水泥生产计算方法 水泥生产计算方法 水泥生料和燃料煤中都含有硫 按熟料实物煤耗高值 164 kg 原煤 t 煤 的硫含量为 2 计算 生产 1 吨水泥熟料燃料带入 3 28 kg 硫 折合成 SO3为 8 2kg 由煤带入的 SO3最多占生料量的 0 54 通常燃料带入水泥生产的 SO3 折算量不超过生料量的 0 3 大型新型水泥生产线由于燃料消耗少 该比例更 低 水泥原料中往往含有一定量的碱 Na2O K2O 该碱的存在 会在烧成系 统结皮 影响烧成系统的连续运行 为此 在水泥生料配料时一方面限制碱含 量小于 1 同时要求硫碱比 SO3摩尔数 Na2O 摩尔数 控制为 0 6 0 8 当生 料中碱含量为 1 要满足硫碱比在 0 6 0 8 的范围内 生料中 SO3含量应为 0 77 1 03 包括燃料带入部分 由此可见 燃料煤带入的硫不能单独满足 生料硫碱比的要求 通常情况下 原料带入的硫含量高于燃料煤带入的硫含量 为了利用含硫高的煤 水泥工厂设计规范 GB50295 2008 特意把石灰质原 料中 SO3含量降低到 0 5 以下 2008 年以前为 SO3含量 1 硫在原燃料中存在的形式为硫化物硫 元素硫 硫酸盐硫和有机硫 元素 硫 硫化物硫 有机硫为可燃性硫 硫酸盐是不参与燃烧反应的 多残存于灰 烬中 称为非可燃性硫 可燃性硫在燃烧时主要生成 SO2 只有 1 5 氧化成 SO3 其主要化学反应是 单体硫燃烧 S O2 SO2 SO2 1 2O2 SO3 硫铁矿的燃烧 4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 SO2 1 2O2 SO3 硫醚等有机硫的燃烧 CH3CH2 S H2S H2 C C2H4 CH3CH2 2H2S 3O2 2SO2 2H2O 水泥窑S02的生成 主要是由于燃料和水泥原料中的硫铁矿等物质 部分在 温度300 600 时分解生成 还有部分是在燃烧时产生的 但是 因为水泥的 主要原料是石灰石 在窑系统的各个部位都有S02被吸收 如Fe2S在顶部两级旋 风筒中燃烧产生的S02 约有70 立刻被生料中的CaO所吸收 尤其在最低一级旋 风筒中 气温为800 850 S02与活性很大的CaO反应速度最快 来自窑气流中 的大部分S02被最低一级的旋风筒截留下来 如果是窑磨一体机 S02在磨中被 进一步吸收 水泥熟料锻烧工艺本身就是效率很高的脱硫过程 大部分硫固化 后留在残留水泥熟料中 只有少量随废气排放 新型干法生产烧成用的煤粉 无论是窑头还是分解炉喷入 煤燃烧产生的 SO2均通过分解炉 在分解炉内大量刚生成的CaO基本上可将这些SO2全部化合成 CaSO4 进一步结合成熟料 只有原料中含有FeS2时预热器的废气中才能有SO2 可以认为新型干法生产工艺SO2的排放量主要取决于生料的SO3含量 新型干法 生产工艺SO2的排放量可用下面公式计算 Gso2 64 80 t熟料耗生料量 SO3含量 1 吸收率 103 kg t熟 料 前文已经述及 为保证水泥质量和生产正常运行 生料中SO3含量 1 一 般地说 原燃料带入水泥窑中的硫化合物 在氧化气氛煅烧工况下吸收率可达 88 100 取生料中SO3含量 1 吸收率 88 那么 Gso2 64 80 1 52 1 1 88 103 1 46 kg t熟料 可见 SO2的排放量最大不超过1 46 kg t熟料 通常 水泥生料的SO3为0 4 0 8 系统吸收率很高 取为95 SO2的排 放量为 0 243 0 486 kg t熟料 小于排放标准规定的0 6 kg t熟料限值 新 型干法水泥熟料烧成窑尾除尘后吨熟料废气排放量可控制在2000Nm3左右 水泥 生料中SO3含量高时 实测SO3排放浓度有可能超过200mg Nm3 即超标 因为目前水泥生产除了生产过程的自吸硫外 一般尚不采取额外脱硫措施 因此生产过程的SO2产生量即为SO2排放量 5 5 烧结生产计算方法 烧结生产计算方法 烧结及球团生产工艺二氧化硫产排放量动态测算数学模型 烧结及球团生产烟气中的 SO2 主要来源于在烧结及球团矿原燃料中硫的化合物燃烧 由于烧结及球团生产使用的焦炭量很少 这些硫的化合物主要来自铁精矿 这些硫的化合 物也有通过焦炭引入的 而铁矿石中的含量要比其少十倍 每生产一吨烧结及球团矿约产 生 SO20 8 2 0kg 视精矿粉和燃料中的含硫量多少有所不同 烧结及球团生产过程中原料的自熔可去除原料中的部分硫分 由于混合原料含硫率不 同 烧结机烟气中 SO2的浓度一般在 100 1000 mg Nm3 高的可以达到数千 mg Nm3 采用 国产铁精矿粉的混合料含硫一般在 0 1 0 3 产生 SO2量在 1 8 5 4 t 球团 采用进 口铁精矿粉的混合料含硫一般在 0 01 0 03 产生 SO2量在 0 18 0 54 t 球团 生产 1 吨烧结矿约需 1050 混合矿和 50 焦粉 或 180m3煤气 约含硫 0 07 若 铁精粉混合料含硫 S精矿 焦粉含硫 S焦粉 则原燃料共含硫 1050S精矿 50S焦粉 烧结及球团生产工艺 SO2产生量可以采用以下物料衡算方式进行精确计算 G GSO2 SO2 产生产生 2 M 2 M K K铁矿 铁矿 S S矿 矿 S S产品 产品 t t 其中 K铁矿 吨产品 烧结矿 原料消耗量 t t M 产品 烧结矿 产量 t S矿 混合料的含硫率 S产品 产品 烧结矿 含硫率 烧结厂有组织收集的废气中含尘浓度高 SO2的浓度也较高 目前绝大多数企业只对烟 粉尘进行净化 1 烧结生产工艺二氧化硫产排放量测算 烧结工艺有组织排放废气中混合料中约 90 的硫转变为 SO2 SO2取决于混合料中的硫 分 一般烧结产生的 SO2约 0 7 8 t 产品 如烧结生产资料不详 其 SO2排放量也可用 以下计算粗略估计 G G烧结 烧结 SO2SO2 G G精矿 精矿 SO2SO2 G G燃料 燃料 SO2SO2 2 90 2 90 1050S 1050S精矿 精矿 2 K M S2 K M S燃料 燃料 1 1 SO2 SO2 式中 K 燃料燃烧过程中硫的转化率 M 燃料消耗量 默认值 SO2 脱硫措施的脱硫率 目前多数钢企烧结尚未采取脱硫措施 表 13 烧结 球团工艺过程燃料消耗量和硫的转化率 燃料类型低位热值烧结燃耗量 M 球团燃耗 M 含硫含硫默认值燃烧过程硫的转化率 K 焦炭27MJ 焦50 40 S焦7 t 焦90 高炉煤气4 MJ m3340 m3270 m3S高炉0 0094 1000m3100 混合煤气14 MJ m3100 m380 m3S混合0 031 1000m395 例 1 烧结矿生产 SO2产生量计算 高炉炉渣的碱度为 1 05 生铁含 Fe 为 94 含 Si 为 0 7 混合矿含 Fe 为 53 SiO2 为 9 47 每 1000 千克烧结矿的焦粉消耗 50 千克 如焦分含硫 0 7 则燃烧后产生二氧化硫 1 8 50 0 7 0 63 约 1050 铁精粉混合料和 50 焦粉生产 1 吨烧结矿 若铁精粉混合料含硫 S精矿 焦粉含硫 S焦粉 原燃料共含硫 1050S精矿 50S焦粉 若原料含硫 0 1 燃料含硫 0 7 原燃料共含硫 1 40 G烧结 SO2 1 8 1 05 0 35 1 8 1 4 2 52 t 烧结矿 若原料含硫 0 02 燃料含硫 0 7 原燃料共含硫 0 56 G烧结 SO2 1 8 1 05 0 2 0 35 1 8 0 56 1 008 t 烧结矿 2 球团生产工艺二氧化硫产排放量测算 球团生产过程中产生的 SO2与烧结工艺相近 球团生产过程中 混合料