近幾年,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展速度不斷提升,隨之而來的問題就是霧霾天氣變得越來越嚴(yán)重,與之前相比,不僅持續(xù)的時(shí)間更長,影響范圍和污染物濃度都具有明顯的增加。隨著霧霾天氣發(fā)生頻率的提高,人們出現(xiàn)呼吸過敏、呼吸道感染等疾病的幾率,也呈現(xiàn)出了較為明顯的增加趨勢,可以說,人們的生活和生命安全,均在不同程度上受到了化工污染所導(dǎo)致的霧霾天氣的影響,因此,控制化工污染并對(duì)大氣霧霾加以防治,成為了研究的重點(diǎn)。
1、鋼鐵項(xiàng)目大氣污染物來源及特征
1.1固體顆粒污染物
固體污染物主要來自鋼鐵制備、燃燒和煤氣凈化過程。鋼鐵制備過程產(chǎn)生的污染來自原煤的堆放、破碎和輸送過程產(chǎn)生的粉塵。鋼鐵燃燒過程產(chǎn)生的污染是煤在燃煤鍋爐、氣化爐、焦?fàn)t等設(shè)備燃燒過程排出的微小灰粒,粒徑在1μm~100μm。煤氣凈化過程產(chǎn)生的污染主要來自烘干物料,如生產(chǎn)硫酸銨過程中,濕硫銨由熱風(fēng)加熱干燥,部分硫銨顆粒隨廢氣排出,形成固體顆粒污染物。
1.2氮氧化物
鋼鐵生產(chǎn)中排放的氮氧化物主要是NO和NO2,主要來自煤的燃燒。煤作為燃料燃燒時(shí),氮氧化物的排放系數(shù)均在2.70kg/t以上,而原料煤在利用過程中,最大排放系數(shù)是0.17kg/t,說明煤在作為原料時(shí)的大氣污染物排放量要遠(yuǎn)小于煤的燃燒過程。煤燃燒過程產(chǎn)生的氮氧化物中,NO占90%以上,其余為NO2。鋼鐵項(xiàng)目氮氧化物排放途徑:一是原煤燃燒產(chǎn)生,如氣化爐、燃煤鍋爐等;二是煤氣燃燒產(chǎn)生,如焦?fàn)t加熱煤氣燃燒,管式爐煤氣燃燒等。
1.3二氧化硫
鋼鐵項(xiàng)目二氧化硫排放途徑主要來自原煤燃燒和煤氣燃燒,占二氧化硫排放總量的80%~90%,如燃煤鍋爐、焦?fàn)t、加熱爐等。還有一部分來自生產(chǎn)過程和開停車、事故狀態(tài)下的排放,如煤制天然氣硫磺回收單元的尾氣排放及非正常情況下的排放;煤制油工藝中硫磺回收裝置的尾氣焚燒排放;煤制甲醇工藝硫磺回收裝置、低溫甲醇洗尾氣洗滌塔尾氣和氣化爐開車升溫廢氣、氣化爐停車排氣等非正常排放。
1.4揮發(fā)性有機(jī)化合物
揮發(fā)性有機(jī)化合物主要來源于焦?fàn)t、焦油槽、甲醇合成塔、甲醇儲(chǔ)槽、污水處理池等,多為無組織排放。研究表明,無組織排放占到化工企業(yè)排放的50%以上。其中儲(chǔ)槽排放的包含苯并芘、氰化氫、酚類、非甲烷總烴、氨、硫化氫等。粗苯儲(chǔ)槽排放的包含苯族烴、非甲烷總烴、二硫化碳等。甲醇儲(chǔ)槽排放的為甲醇揮發(fā)氣體。污水處理池產(chǎn)生的包含烷烴、鹵代烴、烯烴、芳香烴、含氧有機(jī)物和硫醚等化合物。
1.5氨氣
鋼鐵項(xiàng)目氨氣污染主要來源有:一是煤氣凈化單元的各類含氨物料揮發(fā),如氨水槽、焦油槽、氨法脫硫溶液槽、煤氣冷凝液槽等;二是氨回收過程排放的氨氣,如蒸氨塔蒸氨、無水氨生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氨氣等;三是合成氨生產(chǎn)單元產(chǎn)生的弛放氣,據(jù)統(tǒng)計(jì),1t液氨釋放的弛放氣中含氨量達(dá)19kg,是氨氣污染的重要來源。
2、鋼鐵項(xiàng)目大氣污染物處理技術(shù)現(xiàn)狀
2.1固體顆粒物處理技術(shù)
固體顆粒污染物的處理技術(shù)主要有沉降法、濕法和過濾法。沉降法是利用顆粒自身的重力和離心力,使氣體中的顆粒物沉降收集的方法,廣泛應(yīng)用于初級(jí)除塵。錐頂進(jìn)氣重力除塵器除塵效率最高可達(dá)72.1%。
濕法是利用水和其他液體使顆粒濕潤并加以捕集的方法,常用的設(shè)備為水浴除塵器。對(duì)硫銨水浴除塵器進(jìn)行改造,使周圍大氣和操作崗位空氣中的硫銨顆粒質(zhì)量濃度均小于2mg/m3。過濾法是使含有顆粒污染物的氣體經(jīng)過有許多毛細(xì)孔的濾料,將顆粒污染物滯留下來的方法,比如布袋過濾、填充層過濾等,其中布袋過濾除塵廣泛用于焦?fàn)t煙氣除塵和電廠飛灰除塵,能夠使排放質(zhì)量濃度小于10mg/m3。
2.2氮氧化物處理技術(shù)
鋼鐵項(xiàng)目產(chǎn)生的氮氧化物主要采用過程控制、尾氣脫硝或二者組合處理的方式。焦?fàn)t氮氧化物的排放控制,主要采取過程控制和尾氣脫硝工藝。過程控制包括降低燃燒室溫度、廢氣再循環(huán)、控制階段燃燒技術(shù)。研究表明,應(yīng)用過程控制技術(shù)后,焦?fàn)t中氮氧化物的排放質(zhì)量濃度由1300g/t~1900g/t(以焦炭計(jì))降為450g/t~700g/t(以焦炭計(jì))。尾氣脫硝工藝主流技術(shù)是選擇性催化還原法(SCR)。該法是在操作溫度300℃~400℃的條件下,利用負(fù)載于TiO2的V2O5、WO3作催化劑,用氨作還原劑進(jìn)行氮氧化物脫除的過程,氮氧化物減排可達(dá)90%以上。該技術(shù)采用模塊化的催化劑,便于催化劑更換,在燃煤鍋爐、焦?fàn)t廢氣的氮氧化物去除方面,應(yīng)用較為廣泛。
2.3二氧化硫處理技術(shù)
常見的二氧化硫處理方法主要有物理法、化學(xué)法以及生物法等幾種。首先,物理法。物理法可以詳細(xì)的劃分為干式吸附法、膜分離法、溶劑吸收法等。干式吸附法實(shí)際上就是充分利用吸附劑吸附、分離以及再生的過程,達(dá)到脫除二氧化硫的目的。比如,鋼鐵企業(yè)常用的活性炭煙氣脫硫裝置,實(shí)際上就是借助活性炭的催化作用以及煙氣中的氧,先將SO2氧化為SO3,然后再用水吸附SO3,使其轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?,從而達(dá)到從活性炭中去除與回收的目的,經(jīng)過長期的實(shí)踐應(yīng)用,使用這種方法脫硫率達(dá)到了85%以上。膜分離法就是利用微孔膜在一定壓力下,只允許廢氣中二氧化硫氣體穿過微孔的特點(diǎn),分離廢氣中存在的二氧化硫氣體。隨著低濃度煙氣脫硫γ-Al2O3復(fù)合膜脫硫工藝的推廣和應(yīng)用,這一工藝與膜分離技術(shù)的緊密融合,促進(jìn)了低濃度煙氣脫硫效果的有效提升。其次,化學(xué)法。石灰石法與氨法是最常用的化學(xué)脫硫方法。氨法就是將氨水溶液作為吸收劑,與廢氣中的二氧化硫反應(yīng)生成硫酸溶液,完成二氧化硫的分離。由于這一方法具有操作簡便且經(jīng)過凈化的煙氣溶膠少、硫酸銨產(chǎn)品回收率高等特點(diǎn),所以被廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)低濃度煙氣脫硫作業(yè)中。最后,微生物法。微生物法就是利用微生物對(duì)無機(jī)硫化物產(chǎn)生的還原作用,代謝廢氣中存在的二氧化硫,從而達(dá)到去除二氧化硫的目的。微生物法作為一種新型的鋼鐵企業(yè)煙氣脫硫方法,該方法不僅設(shè)備簡單,而且化學(xué)脫硫劑使用量少,回收效果優(yōu)良,降低了二次污染問題發(fā)生的幾率。
2.4 VOCs處理技術(shù)
VOCs處理技術(shù)主要包括能力催化燃燒法、冷凝法、吸附回收法等幾種。(1)吸附回收法。這一方法主要是借助固體吸附劑的吸附作用,通過將VOCs中的各組分選擇性吸附的方式,去除廢氣中的二氧化硫。這一方法因?yàn)榫哂性O(shè)備簡單、操作靈活且去除效率高等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,這一方法在實(shí)際應(yīng)用過程中,存在著投資費(fèi)用高、且容易出現(xiàn)二次污染等缺點(diǎn)。(2)催化燃燒法。這一方法實(shí)際上就是煙氣在燃燒的過程中,在低溫環(huán)境下合理的利用催化劑分解VOCs的一種方法。這一方法雖然能夠高效、徹底的處理復(fù)雜的VOCs氣體,但是,由于使用這一方法前期的投資較大,且對(duì)催化劑的要求較高,鋼鐵企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況運(yùn)用這一方法。(3)冷凝法。冷凝法就是通過加壓降溫的方式,促使廢氣中的VOCs發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象,以達(dá)到徹底凈化和回收廢氣的目的。經(jīng)過長期的實(shí)踐應(yīng)用,使用這一方法去除80%~90%沸點(diǎn)為60℃的VOCs效果非常的顯著。由于該方法在實(shí)際應(yīng)用過程中,對(duì)相關(guān)設(shè)備的要求較高,所以大多與吸附法、催化燃燒法等方法結(jié)合在一起使用。
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