曹汝俊，董木森，曾慶曄，趙來(lái)芝

（陽(yáng)谷祥光銅業(yè)有限公司，山東陽(yáng)谷 252300）

陽(yáng)谷祥光銅業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱祥光銅業(yè)）是中國(guó)第一座、世界第二座采用“雙閃”工藝的銅冶煉廠。從建成至今，十幾年來(lái)一直貫徹“綠色、節(jié)能、環(huán)?！钡陌l(fā)展理念，在冶煉和制酸環(huán)保方面的技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步。

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的環(huán)保意識(shí)不斷提高，國(guó)家對(duì)銅冶煉行業(yè)的環(huán)保要求也越來(lái)越嚴(yán)格。祥光銅業(yè)在環(huán)保方面一直緊隨社會(huì)發(fā)展的步伐，走在技術(shù)發(fā)展的前沿，堅(jiān)持環(huán)保治理與有價(jià)資源綜合利用相結(jié)合的發(fā)展路線，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，對(duì)各工序產(chǎn)出的污染物，根據(jù)其特性區(qū)別對(duì)待，采取最穩(wěn)定、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)的工藝技術(shù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了污染物達(dá)標(biāo)排放和資源回收利用最大化。

1 廢水處理及水資源綜合利用

祥光銅業(yè)水資源主要分為工業(yè)新水、除鹽水和純水。工業(yè)新水主要來(lái)源于陽(yáng)谷縣第二污水處理廠處理后的中水，用于生產(chǎn)除鹽水的原材料、生產(chǎn)設(shè)備的清洗以及各中間產(chǎn)品的洗滌和降溫；除鹽水主要作為硫酸生產(chǎn)的原材料及生產(chǎn)設(shè)備降溫使用；純水主要用于鍋爐給水。各種水資源在利用的過(guò)程中，由于指標(biāo)的劣化而成為各生產(chǎn)系統(tǒng)的廢水，但各生產(chǎn)系統(tǒng)的廢水又有優(yōu)劣的區(qū)別。在廢水處理方面，隨著祥光銅業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和工藝的優(yōu)化，廢水處理的措施也不斷優(yōu)化?？傮w而言，祥光銅業(yè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的廢水統(tǒng)一協(xié)調(diào)，通過(guò)循環(huán)利用和梯度利用，最終實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的資源化和減量化。

祥光銅業(yè)的廢水處理系統(tǒng)大體分為三部分，分別為：

1）冰銅粒化區(qū)域集水池。來(lái)自冰銅?；到y(tǒng)和渣粒化系統(tǒng)的余水，以及冶煉系統(tǒng)各循環(huán)水冷卻、環(huán)集脫硫、陽(yáng)極爐煙氣凈化、冰銅?；療煔鈨艋㈥?yáng)極銅澆鑄等工序和各區(qū)域地坑的排污水匯集到集水池中，經(jīng)膜過(guò)濾處理后，清液進(jìn)入?；毓┍~粒化和渣?；到y(tǒng)再利用，富余部分作為煙氣制酸系統(tǒng)煙氣凈化的洗滌用水。

2）廢酸處理系統(tǒng)。制酸系統(tǒng)煙氣凈化工序使用循環(huán)冷卻系統(tǒng)的排污水和冰銅?；剡^(guò)濾后清液洗滌閃速爐煙氣，然后將外排的洗滌液送往廢酸處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)脫銅、脫鉛、脫砷處理后，加入石灰乳生產(chǎn)石膏，尾液再經(jīng)中和處理及膜過(guò)濾后，作為熔煉爐渣緩冷和渣浮選過(guò)程所需的工藝水。由于選礦系統(tǒng)水的消耗量大，經(jīng)廢酸處理系統(tǒng)處理過(guò)的尾液基本被全部消耗，當(dāng)尾液不夠用時(shí)，再補(bǔ)充部分工業(yè)新水。

3）廢水深度處理系統(tǒng)。隨著環(huán)保要求的提高，生產(chǎn)除鹽水產(chǎn)出的濃鹽水不允許直接外排。為了解決該問(wèn)題，祥光銅業(yè)建設(shè)了1套廢水深度處理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)濃鹽水進(jìn)行濃縮、結(jié)晶除去鹽分后，再作為工業(yè)新水循環(huán)利用。

祥光銅業(yè)廢水處理主要工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢水處理主要工藝流程

2 煙氣超低排放目標(biāo)實(shí)現(xiàn)歷程

自祥光銅業(yè)建廠十幾年來(lái)，國(guó)家、地方和行業(yè)對(duì)銅冶煉企業(yè)大氣污染物的排放要求不斷提高。祥光銅業(yè)處于山東省聊城市，該地區(qū)冶煉煙氣中顆粒物、SO2和NOx的允許排放限值更加嚴(yán)格。2018年環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《關(guān)于京津冀大氣污染傳輸通道城市執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告》，其中明確要求“2+26”城市范圍內(nèi)企業(yè)排放的煙氣中 顆 粒 物 (ρ)≤ 10 mg/m3、ρ(SO2)≤ 100 mg/m3、ρ(NOx)≤ 100 mg/m3。

為了適應(yīng)日趨嚴(yán)格的大氣污染物排放要求，祥光銅業(yè)在煙氣治理方面不斷探索，對(duì)煙氣處理系統(tǒng)不斷優(yōu)化，對(duì)各工序煙氣采取分而治之的方式，逐步實(shí)現(xiàn)超低排放目標(biāo)。

2.1 銅精礦和冰銅干燥煙氣治理

銅精礦干燥煙氣和冰銅干燥煙氣原系統(tǒng)都是設(shè)計(jì)一級(jí)布袋收塵后合并到環(huán)集煙囪排放。但由于原始煙氣中粉塵濃度高，布袋收塵器負(fù)荷比較大，濾袋損壞快，需要經(jīng)常停車更換濾袋來(lái)保證尾氣排放達(dá)標(biāo)，頻繁停車對(duì)主生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行影響較大[1]16。另外，在一級(jí)布袋收塵器濾袋無(wú)破損的情況下，尾氣中塵質(zhì)量濃度可以控制在 30 mg/m3以下，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，很難保證濾袋長(zhǎng)時(shí)間完好，所以尾氣含塵濃度很難穩(wěn)定控制。

經(jīng)過(guò)綜合分析，祥光銅業(yè)決定在銅精礦干燥系統(tǒng)和冰銅干燥系統(tǒng)一級(jí)布袋收塵器后分別增加1級(jí)過(guò)濾精度更高的布袋收塵器，同時(shí)各增加1臺(tái)排風(fēng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行壓力補(bǔ)償。新增布袋收塵器濾袋選擇PPS+覆膜PTFE材質(zhì)，過(guò)濾面煙氣流速按0.6 m/min設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)二級(jí)布袋收塵后，尾氣含塵質(zhì)量濃度可穩(wěn)定在10 mg/m3以下。同時(shí)，由于有二級(jí)布袋收塵器把關(guān)，對(duì)一級(jí)布袋收塵器除塵效率的要求大幅降低，相應(yīng)地也降低了一級(jí)布袋收塵器的檢修頻率，提高了主生產(chǎn)系統(tǒng)的作業(yè)率。2015年銅精礦干燥和冰銅干燥煙氣處理系統(tǒng)改造完成，首次實(shí)現(xiàn)了煙氣超低排放的目標(biāo)。

2.2 環(huán)集煙氣治理

環(huán)境集煙系統(tǒng)簡(jiǎn)稱環(huán)集系統(tǒng)，其作用是收集冶煉現(xiàn)場(chǎng)由于高溫熔體排放而產(chǎn)生的逸散煙氣。最初的環(huán)集系統(tǒng)包含2臺(tái)環(huán)集風(fēng)機(jī)、煙道管網(wǎng)和多個(gè)集煙罩。集煙罩分布在熔煉爐、吹煉爐和陽(yáng)極爐的銅、渣排放口、加料口、溜槽、渣包、澆鑄包等部位。按最初設(shè)計(jì)，環(huán)集煙氣經(jīng)過(guò)自然沉降除塵后，從環(huán)集煙囪排放。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)環(huán)集煙氣進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)煙氣中粉塵和SO2濃度偏高，不能滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。為了優(yōu)化環(huán)境煙氣排放指標(biāo)，祥光銅業(yè)建設(shè)了1套空塔噴淋洗滌+離子液脫硫系統(tǒng)。該系統(tǒng)投用后，環(huán)集尾氣含塵濃度和SO2濃度明顯下降，但在運(yùn)行過(guò)程中存在離子液結(jié)晶、外排水量大、尾氣含塵濃度及SO2濃度波動(dòng)大等問(wèn)題。

為了優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)尾氣超低排放的目標(biāo)，祥光銅業(yè)技術(shù)人員對(duì)環(huán)集系統(tǒng)經(jīng)過(guò)深入地研究分析后認(rèn)為：環(huán)集系統(tǒng)主要存在兩方面的不足，一是整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)力不足；二是空塔噴淋洗滌系統(tǒng)對(duì)煙氣中的粉塵脫除得不夠徹底，粉塵進(jìn)入脫硫塔與離子液反應(yīng)生成亞硫酸鹽、硫酸鹽和硝酸鹽等，從而使部分離子液失效，甚至是形成結(jié)晶堵塞管道，導(dǎo)致尾氣排放指標(biāo)不穩(wěn)定。

為了解決上述問(wèn)題，祥光銅業(yè)對(duì)環(huán)集系統(tǒng)重新進(jìn)行了規(guī)劃，制定了改進(jìn)措施并逐步實(shí)施：

1）對(duì)所有集煙罩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，提高煙氣收集效率。

2）對(duì)溜槽蓋板進(jìn)行優(yōu)化改造，提高密封性。

3）更換環(huán)集風(fēng)機(jī)，把風(fēng)機(jī)全壓從原來(lái)的4.5 kPa提高到8 kPa。

4）將煙氣量較大的熔煉渣包區(qū)域集煙罩獨(dú)立出來(lái)，增加1臺(tái)風(fēng)機(jī)（3#環(huán)集風(fēng)機(jī)）單獨(dú)輸送該部分煙氣。

5）在環(huán)集系統(tǒng)末端的陽(yáng)極爐區(qū)域增加1臺(tái)接力風(fēng)機(jī)，提高陽(yáng)極爐區(qū)域環(huán)集煙氣的收集能力。

6）增加2臺(tái)布袋收塵器，分別對(duì)應(yīng)原環(huán)集風(fēng)機(jī)路線和新增3#環(huán)集風(fēng)機(jī)路線，在煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)之前先進(jìn)行除塵處理。

2015—2017年分步完成了上述改造，改造完成后環(huán)集系統(tǒng)煙氣處理能力大幅提高，工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境得到明顯優(yōu)化。由于增加了布袋收塵器，環(huán)集系統(tǒng)的除塵能力提高，到達(dá)脫硫系統(tǒng)的煙氣中只含有少量的細(xì)顆粒粉塵，很容易被空塔噴淋系統(tǒng)吸收，脫硫段的煙氣條件得到顯著優(yōu)化，脫硫效果大幅提升，最終實(shí)現(xiàn)了環(huán)境尾氣超低排放的目標(biāo)。

2.3 回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐煙氣治理

祥光銅業(yè)共有2臺(tái)回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐，交叉作業(yè)，其作業(yè)過(guò)程包含待料保溫、加料、氧化、還原和澆鑄等5個(gè)階段。在不同的作業(yè)階段，回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐的煙氣具有煙氣成分變化較大、煙氣量波動(dòng)大、塵含量波動(dòng)大、SO2濃度波動(dòng)大和NOx濃度波動(dòng)大的特點(diǎn)。

陽(yáng)極爐最初設(shè)計(jì)有1套采用某公司的除塵脫硫系統(tǒng)，主要包含文丘里洗滌除塵和離子液脫硫2個(gè)部分。由于該技術(shù)缺乏在銅冶煉行業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力偏小，除塵脫硫能力不能滿足生產(chǎn)需要以及日益嚴(yán)格的環(huán)保需求。隨著國(guó)內(nèi)離子液脫硫技術(shù)的突破，祥光銅業(yè)聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了一次擴(kuò)容性改造，滿足了生產(chǎn)需要，尾氣排放指標(biāo)也得到了明顯優(yōu)化，但仍未達(dá)到超低排放的目標(biāo)。

為了實(shí)現(xiàn)超低排放的目標(biāo)，2016年技術(shù)人員對(duì)陽(yáng)極爐煙氣進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的摸索分析，總結(jié)出各作業(yè)階段的煙氣特性，經(jīng)過(guò)充分論證，確定了干法除塵+濕法脫硫的處理思路：

1）根據(jù)陽(yáng)極爐煙氣溫度和塵含量，選擇效率較高的高溫陶瓷膜除塵工藝，收集到的干煙塵可以直接返回到吹煉爐使用，并給后續(xù)脫硫創(chuàng)造良好的條件。

2）遵循脫硫效率高、操作便捷、有價(jià)資源回收利用以及不產(chǎn)出新污染物的原則，選擇雙氧水法脫硫工藝。為了保證脫硫產(chǎn)出的稀硫酸能夠回收利用，在脫硫塔之前設(shè)計(jì)1套煙氣凈化系統(tǒng)?？紤]到煙氣中SO2濃度波動(dòng)大、峰值高的特點(diǎn)，為了保證脫硫效果的穩(wěn)定，脫硫塔設(shè)計(jì)成兩級(jí)循環(huán)吸收的模式。

2018年發(fā)布的《關(guān)于京津冀大氣污染傳輸通道城市執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告》對(duì)“2+26”城市范圍內(nèi)有色行業(yè)煙氣中的氮氧化物排放限值提出了明確要求。祥光銅業(yè)在除塵脫硫系統(tǒng)改造的基礎(chǔ)上，對(duì)有工業(yè)化使用案例的各種脫硝技術(shù)進(jìn)行分析和篩選，選擇性催化還原脫硝法（SCR）和氧化法的脫硝效率能達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。其中，低溫氧化法脫硝工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，為最佳選擇。

氧化法脫硝系統(tǒng)主要包含脫硝劑制備機(jī)、管道反應(yīng)器、洗滌吸收塔和電除霧器等4個(gè)部分。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)脫硝前煙氣中的NOx濃度，設(shè)定脫硝劑制備機(jī)的負(fù)荷，可獲得脫硝劑與NOx的最佳摩爾比，實(shí)現(xiàn)最佳的脫硝反應(yīng)效果并避免尾氣中有較多的脫硝劑殘留。值得注意的是，從脫硝劑制備機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)指令下達(dá)到產(chǎn)出相應(yīng)量的脫硝劑有幾分鐘滯后時(shí)間，在煙氣中NOx濃度出現(xiàn)大幅度變化時(shí)，可能會(huì)因調(diào)節(jié)滯后而造成尾氣排放指標(biāo)大幅波動(dòng)或造成脫硝劑大量殘留的現(xiàn)象發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)，在同一個(gè)作業(yè)階段的陽(yáng)極爐煙氣中NOx濃度基本穩(wěn)定，在作業(yè)狀態(tài)即將發(fā)生變化時(shí)，提前通知脫硝工序操作人員對(duì)脫硝劑制備機(jī)負(fù)荷做出調(diào)整，可避免脫硝系統(tǒng)尾氣排放指標(biāo)大幅度波動(dòng)的情況發(fā)生。

陽(yáng)極爐煙氣經(jīng)過(guò)高溫陶瓷膜除塵、雙氧水脫硫和低溫氧化脫硝后，污染物排放濃度均實(shí)現(xiàn)了超低排放。

2.4 固定式陽(yáng)極爐煙氣治理

祥光銅業(yè)有2臺(tái)固定式陽(yáng)極爐，主要是用于處理吹煉爐和陽(yáng)極爐溜槽、澆鑄包產(chǎn)出的冷銅、廢銅模以及部分外購(gòu)的紫雜銅，產(chǎn)出陽(yáng)極板。作業(yè)周期分為加料、熔化、氧化、還原、澆鑄和保溫等6個(gè)階段。其煙氣特點(diǎn)與回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐相類似，但由于生產(chǎn)能力小以及原料不同，煙氣中SO2和NOx的排放總量遠(yuǎn)低于回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐煙氣。改造前該煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐和列管式換熱器降溫后，再經(jīng)過(guò)布袋收塵器除塵，最后由風(fēng)機(jī)送往煙囪排放。

在回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐煙氣處理系統(tǒng)改造成功后，將該經(jīng)驗(yàn)推廣運(yùn)用到固定式陽(yáng)極爐煙氣處理系統(tǒng)?？紤]到該煙氣中SO2總量較少，回收利用價(jià)值低，直接在布袋收塵器后方原有風(fēng)機(jī)的出口建設(shè)1套集氧化法脫硝、鈉堿法脫硫和噴淋洗滌除塵于一體的多脫系統(tǒng)，固定式陽(yáng)極爐煙氣實(shí)現(xiàn)了超低排放。固定式陽(yáng)極爐煙氣處理工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 固定式陽(yáng)極爐煙氣處理工藝流程

經(jīng)過(guò)布袋收塵后的煙氣溫度約90 ℃，塵(ρ)降低到20 mg/m3以下，由風(fēng)機(jī)送入新系統(tǒng)的管式反應(yīng)器與來(lái)自脫硝劑制備機(jī)的脫硝劑進(jìn)行反應(yīng)，煙氣中的低價(jià)NOx優(yōu)先與脫硝劑反應(yīng)生成高價(jià)的NOx，然后進(jìn)入噴淋洗滌塔。將w(NaOH)32%的液堿加入噴淋洗滌塔，塔內(nèi)不斷循環(huán)的堿性溶液對(duì)煙氣噴淋洗滌，吸收其中的SO2和高價(jià)NOx，生成亞硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽，從而達(dá)到脫硫脫硝的目的。循環(huán)液中形成的亞硫酸鹽又與煙氣中殘留的脫硝劑反應(yīng)生成硫酸鹽，從而減少尾氣中的脫硝劑殘留量。為了徹底解決尾氣脫硝劑殘留的問(wèn)題，在洗滌塔上方設(shè)置二級(jí)噴淋層，用亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉溶液再次洗滌煙氣，脫除煙氣中殘留的脫硝劑。在洗滌塔頂部配置有電除霧器，脫除煙氣中夾帶的霧滴，保證尾氣塵含量達(dá)標(biāo)。系統(tǒng)產(chǎn)出的含鹽廢水送往廢水深度處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2.5 冰銅粒化煙氣治理

祥光銅業(yè)最初的冰銅水淬系統(tǒng)采用某公司的水淬技術(shù)，該技術(shù)利用高溫熔體流入水中產(chǎn)生驟冷而爆裂，達(dá)到冰銅?；男ЧＴ谒氵^(guò)程中，高溫會(huì)造成水的蒸發(fā)以及引起空氣對(duì)流而形成煙氣，其中夾帶有SO2和粉塵，煙氣經(jīng)過(guò)堿液噴淋洗滌后從粒化塔頂部煙囪排放。

由于冰銅水淬系統(tǒng)存在工藝穩(wěn)定性和安全性差、冰銅爆裂產(chǎn)生噪聲污染以及煙氣處理系統(tǒng)較為簡(jiǎn)陋等問(wèn)題，祥光銅業(yè)于2012年對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行改建。新建系統(tǒng)采用祥光銅業(yè)自主研發(fā)的冰銅?；夹g(shù)，并配置獨(dú)立的煙氣處理系統(tǒng)。該煙氣處理系統(tǒng)包含2臺(tái)動(dòng)力波洗滌系統(tǒng)、1套液堿儲(chǔ)存及加入系統(tǒng)、2臺(tái)排風(fēng)機(jī)和1套動(dòng)力波循環(huán)液凈化系統(tǒng)。改造后，從排放口流出的熔融冰銅溫度在1 240 ℃左右，經(jīng)過(guò)溜槽流入?；摇Ｔ诹；覂?nèi)先被高壓氮?dú)獯瞪?，然后被霧化后的水冷卻降溫形成顆粒狀冰銅。在此過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙氣，其中包含大量水蒸氣、氮?dú)狻⒖諝?、SO2和冰銅顆粒粉塵[1]17。該煙氣經(jīng)過(guò)動(dòng)力波洗滌、物理除霧后，由排風(fēng)機(jī)送入獨(dú)立煙囪排放。動(dòng)力波洗滌循環(huán)液中加入液堿用于脫硫。通過(guò)合理控制動(dòng)力波洗滌循環(huán)液的pH值，可以保證脫硫效果穩(wěn)定。通過(guò)提高循環(huán)液的清潔度以及控制加入液堿的量，甚至可以實(shí)現(xiàn)SO2零排放。然而，該系統(tǒng)在除塵方面表現(xiàn)較差，難以達(dá)到超低排放的目標(biāo)，產(chǎn)出的大量含鈉鹽廢水處理非常困難。

鑒于以上原因，2017年祥光銅業(yè)對(duì)冰銅?；療煔馓幚硐到y(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用“濕法凈化+雙氧水脫硫”兩段式處理工藝：

1）濕法凈化部分包含兩級(jí)動(dòng)力波洗滌、一級(jí)氣冷塔、兩級(jí)電除霧器、1套污水凈化系統(tǒng)和1套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)該部分的處理后，煙氣中顆粒物(ρ)降低到5 mg/m3以下，溫度降低到50 ℃以下[1]17，為脫硫部分生產(chǎn)純凈稀硫酸創(chuàng)造條件。污水凈化系統(tǒng)對(duì)一級(jí)動(dòng)力波洗滌循環(huán)液進(jìn)行凈化處理，保證循環(huán)液的清潔度，從而保證除塵效果。

2）雙氧水脫硫部分包含1臺(tái)脫硫塔、1臺(tái)二級(jí)循環(huán)槽、1臺(tái)稀酸儲(chǔ)槽以及1套雙氧水儲(chǔ)存和給料系統(tǒng)。凈化后的煙氣由風(fēng)機(jī)送入脫硫塔，經(jīng)過(guò)兩級(jí)含雙氧水的溶液洗滌后，從脫硫塔頂?shù)臒焽枧欧拧?/p>

冰銅粒化煙氣經(jīng)過(guò)兩段處理后達(dá)到了超低排放的目標(biāo)。

2.6 制酸尾氣處理

閃速爐煙氣含有高濃度SO2和煙塵，煙氣從閃速爐上升煙道出來(lái)后，經(jīng)過(guò)余熱回收、煙塵回收后送往制酸系統(tǒng)。在制酸系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)凈化、轉(zhuǎn)化、干吸等工序生產(chǎn)硫酸，尾氣從煙囪排放。

祥光銅業(yè)煙氣制酸系統(tǒng)分為一期和二期2套系統(tǒng)，產(chǎn)能分別為660 kt/a和740 kt/a，都采了用Outokumpu的高濃度SO2轉(zhuǎn)化技術(shù)，產(chǎn)品均為優(yōu)等品工業(yè)濃硫酸。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，祥光銅業(yè)依托一期制酸系統(tǒng)建設(shè)了1套產(chǎn)能300 kt/a的精制硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)，依托二期制酸系統(tǒng)建設(shè)了1套產(chǎn)能300 kt/a的發(fā)煙硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)。目前精制硫酸系統(tǒng)已達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，產(chǎn)品為一等品蓄電池用硫酸；發(fā)煙硫酸系統(tǒng)正在試生產(chǎn)階段。

高濃度SO2轉(zhuǎn)化技術(shù)具有設(shè)備緊湊、轉(zhuǎn)化率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，制酸系統(tǒng)最初排放的尾氣中ρ(SO2)為300 mg/m3左右，遠(yuǎn)低于當(dāng)時(shí)的環(huán)保限值。多年來(lái)，祥光銅業(yè)經(jīng)過(guò)不斷探索和研究，分別對(duì)干吸工序串酸方式、轉(zhuǎn)化工序高溫風(fēng)機(jī)出口分布風(fēng)裝置及催化劑裝填系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將制酸系統(tǒng)排放的尾氣ρ(SO2)逐步降至150 mg/m3左右。

為了實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放，同時(shí)進(jìn)一步提高硫的回收利用率，祥光銅業(yè)于2018年建設(shè)了2套采用雙氧水脫硫工藝的制酸尾氣脫硫系統(tǒng)。脫硫系統(tǒng)建設(shè)在煙囪入口處，分別對(duì)應(yīng)2套制酸系統(tǒng)，充分保證了2套制酸系統(tǒng)尾氣處理的獨(dú)立性。脫硫系統(tǒng)建成后，運(yùn)行穩(wěn)定，排放尾氣ρ(SO2)降低到50 mg/m3以下，正常生產(chǎn)過(guò)程中尾氣ρ(SO2)通常控制在10～30 mg/m3。脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出的稀硫酸非常純凈，可代替補(bǔ)充水用于制酸干吸系統(tǒng)，不產(chǎn)生其他污染物。

2.7 尾氣排放指標(biāo)檢測(cè)

7套煙氣處理系統(tǒng)建成后一直穩(wěn)定運(yùn)行，尾氣排放指標(biāo)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和人工跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)都達(dá)到了設(shè)計(jì)值。各系統(tǒng)尾氣關(guān)鍵指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 7套煙氣處理系統(tǒng)排放尾氣檢測(cè)數(shù)據(jù)

由表1可見(jiàn)：煙氣經(jīng)處理后，尾氣中污染物的濃度穩(wěn)定達(dá)到了含塵(ρ)在10 mg/m3以下，ρ(SO2)在100 mg/m3以下，ρ(NOx)在100 mg/m3以下。

3 無(wú)組織排放控制

無(wú)組織排放具有空間上的分散性和時(shí)間上的隨機(jī)性，文中的無(wú)組織排放包括粉塵、煙霧和異味氣體。由于部分無(wú)組織排放的出現(xiàn)具有不確定性，對(duì)其實(shí)施有效的控制比較困難。長(zhǎng)期以來(lái)，祥光銅業(yè)對(duì)無(wú)組織排放的控制高度重視，采取源頭控制與排放治理相結(jié)合的模式不斷完善控制措施，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1）隨著生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步和管理水平的提高，設(shè)備故障率降低，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，減少了因設(shè)備故障和工藝系統(tǒng)波動(dòng)造成跑冒滴漏形成無(wú)組織排放。

2）把粉狀物料和顆粒狀物料露天存放堆場(chǎng)改建成廠房，通過(guò)安裝門對(duì)敞開(kāi)的物料庫(kù)進(jìn)行密封。

3）對(duì)位置固定的落料點(diǎn)進(jìn)行密封，并增加粉塵收集設(shè)備，使之與物料轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。

4）對(duì)敞開(kāi)的反應(yīng)槽、罐、溜槽等設(shè)備增加蓋板進(jìn)行密封，并增加煙霧收集處理設(shè)施，消除反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的煙霧和異味。

5）加強(qiáng)物料運(yùn)輸過(guò)程的管理，主要是保持道路清潔、車輛清潔和料斗外壁的清潔，對(duì)于可能形成揚(yáng)塵的物料在輸送過(guò)程中保持密封。

6）對(duì)庫(kù)存的粉狀物料和顆粒狀物料定期灑水，保持一定的濕度，避免轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生揚(yáng)塵。

7）加強(qiáng)對(duì)工藝清理過(guò)程的管理，避免清理過(guò)程中產(chǎn)生煙氣外逸、物料灑落和粉塵飛揚(yáng)。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的排查治理和技術(shù)改造，祥光銅業(yè)無(wú)組織排放點(diǎn)基本得到有效控制。但目前的管控措施對(duì)人工的依賴性比較高，要長(zhǎng)期保持良好的控制效果，在管控技術(shù)優(yōu)化方面還有很長(zhǎng)的路要走。

4 結(jié)語(yǔ)

自建廠以來(lái)，祥光銅業(yè)經(jīng)過(guò)不斷地研究與探索，在煙氣治理方面不斷取得技術(shù)進(jìn)步，特別是2015年提出煙氣超低排放的設(shè)想后，對(duì)各工序產(chǎn)出的煙氣逐步重新規(guī)劃治理，采用多種先進(jìn)技術(shù)合理組合，建成了7套煙氣處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煙氣超低排放的目標(biāo)。同時(shí)，系統(tǒng)收集的煙塵全部返回熔煉爐和吹煉爐使用，產(chǎn)出的稀硫酸全部返回到制酸干吸系統(tǒng)利用，產(chǎn)出的廢水返回到廢水處理系統(tǒng)再利用，有價(jià)資源實(shí)現(xiàn)了綜合利用。

綠水青山就是金山銀山。祥光銅業(yè)地處魯西南平原地區(qū)，周圍都是農(nóng)田和村莊，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初，祥光銅業(yè)就對(duì)環(huán)境保護(hù)高度重視，選擇了環(huán)保優(yōu)勢(shì)最為突出的“雙閃”銅冶煉工藝和高濃度SO2轉(zhuǎn)化技術(shù)的制酸工藝。項(xiàng)目建成后，祥光銅業(yè)不斷投入資金對(duì)環(huán)保系統(tǒng)進(jìn)行改造，期間遇到過(guò)許多困難，也走過(guò)不少?gòu)澛?，最終實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的資源化和減量化，實(shí)現(xiàn)了煙氣的超低排放和無(wú)組織排放的有效控制，環(huán)保排放指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

然而這并不是終點(diǎn)，祥光銅業(yè)在環(huán)境保護(hù)方面將繼續(xù)前行，相信隨著相關(guān)行業(yè)技術(shù)水平的提高，在不久的將來(lái)祥光銅業(yè)環(huán)保排放指標(biāo)還會(huì)有新的突破。