汞等有害烟气处理技术

汞等有害烟气处理技术第1页/共30页1重有色冶炼烟气中有害物质的产生及特点2冶炼烟气收砷技术3冶炼烟气除汞技术4工程实例5总结提纲重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第2页/共30页1重有色冶炼烟气中有害物质的产生及特点重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第3页/共30页1.1有害物质来源○伴生矿及精矿内含As、Hg、Cd等毒害物质1重有色冶炼烟气中有害物质的产生及特点有害元素PbAsFCdHg铜精矿6.00.500.100.050.01铅精矿0.70.05混合铅锌精矿0.450.40.05锡精矿0.502.500.05镍精矿0.100.500.050.001钴硫精矿0.100.100.050.001锌精矿0.600.300.06含量(%)不大于

高品位精矿匮乏，有害物质含量增加，大都超过要求限量。eg.某10万吨/年铜冶炼项目As：1.2%。重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第4页/共30页○

经反应后产生有害物质如含砷精矿在高温和还原性气氛冶炼下产生：

4FeAsS＋10O2＝As4O6(g)＋2Fe2O3＋4SO2

2As2S3(g)+9O2=6SO2+As4O6(g)（下文叙述中用As2O3简式)气态As2O3由烟气带出，在温度500oC以上时，其蒸汽压已达1个大气压，饱和浓度为8.8kg/Nm3。○如再生金属冶炼中，二噁英的产生：氯乙烯、氯化苯、五氯苯酚等物质，在FeCl3、CuCl2等的催化作用下与O2、HCL反应，通过分子重排、自由基综合、脱氯等过程生成二噁英类。1重有色冶炼烟气中有害物质的产生及特点重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第5页/共30页1.2特点○种类多，难处理，毒害大

As2O3（砒霜）Hg蒸汽（汞中毒）二噁英（制癌）○产生二次污染，产生危险废物含砷废水处理3Ca2++2AsO43-----Ca3(AsO4)23Ca2++2AsO33-----Ca3(AsO3)2

Fe3++AsO43-----FeAsO4Fe3++AsO33-----FeAsO3

Hg沉积在制酸干吸、转化槽内，腐蚀设备，进入到废气废渣中，污染环境，危害人体健康。

1重有色冶炼烟气中有害物质的产生及特点重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第6页/共30页2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第7页/共30页一般情况下精矿含As>0.5%既为高砷矿，国外铜精矿含As>0.2%就是高砷矿，必须采用合理的方法处理含As烟气。砷的去除（回收）代表技术有几种：○电热回转窑蒸馏法(干法)○干法骤冷收砷(干法)○水浸－浓缩－结晶法(湿法)○新住友法（湿法）

通过湿法工艺获取的As2O3纯度高于干法工艺，但湿法处理的投资大于干法。干法骤冷收砷技术特点：2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术○

投资低（-50%）○处理环境好（负压）○收砷效果好（收砷率>99%）○减少二次污染（1kg/h-砷废渣29t/a)第8页/共30页2.1技术原理在炉窑内的反应状况：4FeAsS=4FeS2+As4(g)As4+3O2=As4O6(g)

4FeAsS＋10O2＝As4O6(g)＋2Fe2O3＋4SO2

2As2S3(g)+9O2=6SO2+As4O6(g)（As2O3简式)

As2O3在不同温度下的饱和浓度不同，温度越低，饱和浓度越低。2冶炼烟气收砷技术温度/oC500380280180150120100饱和浓度/(g.Nm-3)884032104902.090.350.0230.0058各种温度下气体中As2O3的饱和浓度重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第9页/共30页

当烟气温度降至120oC或以下时，烟气中的As2O3饱和浓度降至0.023g/Nm3，绝大部分气态As2O3均冷凝为固态尘。收砷工艺需在此条件范围内实施。

※烟气温度处于175~250oC区间，会生成玻璃砷状态，粘结堵塞设备和管道，清理困难，烟气必须很快通过这个温度区,避免玻璃砷的生成。2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第10页/共30页2.2工艺流程流程见图1，设备连接见图2。图1图22冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第11页/共30页

经过预降温、收尘后的烟气温度300~400oC。之后为了避免玻璃砷的产生，采用骤冷降温方式，烟气温度可在2~4s内急降至120oC左右，冷凝的As2O3被收尘器捕集，自动打包后可外运。※固态As2O3形成温度与烟气露点相近，甚至低于烟气露点，易产生结露、淌水情况，在调试和事故状态下较为严重。造成设备腐蚀、影响整个系统运行。※冶炼非正常生产烟气量、温度波动对收砷系统产生影响，出现淌水现象，损坏设备。2冶炼烟气收砷技术（我们的技术可以解决）（我们的技术可以解决）重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第12页/共30页2.3实际应用及改进

骤冷收砷技术已应用于国内的二段焙烧黄金冶炼项目中，焙烧炉的工况烟气稳定，有利于收砷系统的稳定运行，效果好。在铜、铅等有色金属冶炼中，其烟气量、烟气温度等会有波动，影响收砷系统运行。随着技术改进，对波动适应性增强。2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第13页/共30页项目山东一期铜山东二期铜冶炼云南铜冶炼山东铅冶炼备注设计时间2008年2009年2011年2011效果有淌水粘结情况有淌水粘结情况，后改造调试成功使用场所熔炼炉烟气收砷熔炼炉烟气收砷熔炼炉烟气收砷熔炼烟气收砷烟气条件Q=45900Nm3/h烟气含砷：600kg/hQ=46000Nm3/h烟气含砷：700kg/hQ=68000Nm3/h烟气含砷~300kg/hQ=32300Nm3/h

烟气含530kg/h电收尘器60m2四电场60m2四电场80m2四电场70m2六电场布袋收尘器F=2800m2，滤料:FMSF=4000m2，滤料:FMSF=4100m2滤料:PPSF=4000m2滤料:PPS蒸发冷却塔V=150m3V=233m3V=315m3V=200m3喷水量4.6kg/h5.1kg/h7.8kg/h3.6kg/h喷嘴2支双流体喷嘴3支双流体喷嘴同圆布置8支双流体，同圆布置压缩空气量240Nm3/h600Nm3/h800-1000Nm3/h620Nm3/h压缩气控制恒压恒压压缩空气恒流恒压水流量控制调节阀水泵变频调速调节阀+变频调速水泵变频调速2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第14页/共30页2.4现场试验中国恩菲化工事业部组织人员以某铜冶炼项目为依托，开展现场调试及试验工作，以提升骤冷收砷技术的可靠性，突破技术瓶颈。（1）试验基本参数实测项目单位正常工况事故工况精矿量t/h60~70

3~5/h烟气量Nm3/h6500020000

烟气温度oC355280烟气含砷kg/h~300kg/h物料成份成分%

SiO2CaO

ZnAsPbSCu精矿成分8.650.240.40.720.06528.924.56炉渣成分0.7526.30.580.0480.0450.6550.75冰铜成分0.0320.0030.450.0010.04517.258.2酸滤饼成分H2O:46.83.150.0464.460.372冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第15页/共30页（2）主要设备及特点序号设备名称单位数量规格性能1电收尘器台180m2四电场2脉冲布袋收砷器台1F=4800m23蒸发冷却塔台1

有效V=314m3

蒸发水量6.2t/h4高温防腐风机台2Q=220000m3/hP=6500Pa120~350oC5螺旋包装机台125~50kg/袋，20~40袋/h6自动反馈旁路套2DN2000脉冲布袋收砷器经过特殊设计，温度降少，避免结露腐蚀，可在线维护，更换滤料。滤料为PPS耐酸、抗水解、覆膜材质。2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第16页/共30页蒸发冷却塔的作用是将烟气温度急冷至120oC左右，塔内烟气与冷却介质顺向接触，避免堵塞，传热蒸发效果好。采用双流体雾化喷嘴，产生液滴平均直径50~150um，一般可达50um。喷枪外形如下

气水两相流在混合传热过程中，雾化的液滴一般愈细愈有利，效果愈好。理论上喷雾液滴平均粒径可参照式(1)计算。

(1)(2)（拔山-棚泽喷雾公式）2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第17页/共30页喷入冷却器的液滴要在出塔前完全被蒸发，这与蒸发时间有关，也就是烟气最小停留时间,理论蒸发时间参考式(2)控制系统采用变频泵+阀站控制，采用恒流调节，随着喷入水量的增大，喷嘴出口的压力增大，但液滴直径基本不变化（雾化效果不变）。2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第18页/共30页恒流操作的优点是适用于工况波动较大的条件，并且在水量随工况变化较大时，压缩空气量较为节省。2冶炼烟气收砷技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术2.5技术成果收砷系统调试及非正常使用时没有对冶炼系统产生影响，主要设备保护良好；实现调试阶段和生产阶段的双路数值统一，基本消除误差；正常生产时收砷温度可控制在~124oC，达设计要求。且无淌水现象，部分干As2O3被捕集。烟气波动时，收砷温度可控制在135±5oC，基本无淌水现象，部分As2O3被捕集，但吸潮较多；事故三废均由已设计的专用通道送处理系统，自动化程度高，操作环境好；实践证明，恩菲的收砷技术可用于各种工况下的烟气收砷处理，成本低于国外引进技术的40%以上。

第19页/共30页3冶炼烟气除汞技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第20页/共30页3有色烟气除汞技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术气相除汞技术

Outotec法硫代硫酸盐法硒过滤器波立登-诺金克法（甘汞法）炭过滤器

Dowa法韶冶碘化钾法硫化物沉淀-气相法等

液相除汞技术硫化物沉淀-液相法分子识别技术（MRT)东邦法等

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1

硫酸工业建有多套除汞装置，波立登-诺金克法（甘汞法）是最常用的除汞技术。第21页/共30页3.1甘汞法工艺流程图反应原理脱汞塔内：Hg0+HgCl2==Hg2Cl2(1)

3有色烟气除汞技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术第22页/共30页再生：Hg2Cl2+Cl2==2HgCl2(2)总反应：Hgo+1/2Cl2==1/2Hg2Cl2(3)3有色烟气除汞技术重有色冶炼含砷、汞等有害烟气处理技术甘汞法除汞效率达99.8%，成品酸汞含量0.5ppm。电耗46kW.h/kgHg，但用于再生的Cl2危险。可增加Na