廣西有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣治理對策研究

張立宏 黃重華 覃海春

（1．廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西南寧 530022；2．賀州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，廣西賀州 542800）

廣西有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣治理對策研究

張立宏1黃重華2覃海春1

（1．廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西南寧 530022；2．賀州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，廣西賀州 542800）

低濃度二氧化硫煙氣是指不能滿足接觸法自熱生產(chǎn)硫酸（二氧化硫的含量在4%以下）時的煙氣。本文基于廣西鉛、錫、銻、銅等冶煉生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，剖析了廣西有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣的產(chǎn)生、治理與排放現(xiàn)狀，找出了低濃度二氧化硫煙氣的治理范圍不大、制酸尾吸脫硫裝置安裝及運行不正常、煙氣脫硫法副產(chǎn)品難以綜合利用等主要問題，并從可持續(xù)發(fā)展角度提出了相應(yīng)的對策與建議：一是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級；二是實施清潔生產(chǎn)，減少二氧化硫煙氣的產(chǎn)生；三是因地制宜，選擇合適的二氧化硫治理方案，推動有色冶煉行業(yè)“十二五”期間二氧化硫煙氣的持續(xù)減排工作。

廣西；有色冶煉；二氧化硫；對策

目前有色金屬產(chǎn)業(yè)是廣西重點發(fā)展的千億元產(chǎn)業(yè)之一。隨著國家環(huán)保要求日益嚴(yán)格，廣西高濃度二氧化硫煙氣治理取得了長足進(jìn)展，但來自鉛、錫、銻、銅等冶煉產(chǎn)生的低濃度二氧化硫煙氣的污染環(huán)境問題仍很突出。因此，從根本上解決廣西資源和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題，已成為擺在科技工作者面前的緊迫任務(wù)。

1 有色冶煉過程低濃度二氧化硫?qū)Νh(huán)境的 污染

鉛、錫、銻、銅等重金屬冶煉主要以硫化物礦為主要原料，因此在冶煉過程中排放的廢氣主要為二氧化硫煙氣。因二氧化硫濃度低、波動量大，處理難度較大。一些鉛銻冶煉廠周圍空氣環(huán)境中二氧化硫濃度超標(biāo)，污染環(huán)境較為突出。根據(jù)2009年廢氣污染源監(jiān)測報告及實地調(diào)查顯示，某鉛銻冶煉企業(yè)低濃度二氧化硫主要來源于燒結(jié)機(jī)、鼓風(fēng)爐、反射爐、精煉爐及煙化爐，燒結(jié)機(jī)煙氣采用“一轉(zhuǎn)一吸制酸加二級尾吸法”脫硫，尾吸后外排的廢氣二氧化硫濃度低于665mg/m3，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其它爐窯煙氣則經(jīng)布袋除塵后直接排放，無脫硫設(shè)施，煙氣不能實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，鼓風(fēng)爐、煙化爐廢氣二氧化硫濃度最高達(dá)5761mg/Nm3，超過《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078－1996）二級標(biāo)準(zhǔn)6.7倍。周邊山體植被受二氧化硫煙氣污染而枯死；方圓幾公里范圍內(nèi)的農(nóng)作物因受二氧化硫污染而減產(chǎn)甚至顆粒無收。同時，冶煉廢氣煙粉塵中含有鉛、鎘等重金屬污染物，對人體健康危害較大。據(jù)統(tǒng)計，某有色冶煉企業(yè)每年因二氧化硫污染的糾紛多達(dá)十多起，污染糾紛賠償金額每年都在200萬元以上，并且因為污染糾紛沒有及時處理好，導(dǎo)致廠群關(guān)系緊張，群眾圍廠，工廠無法正常生產(chǎn)。

2 廣西低濃度二氧化硫的產(chǎn)生與治理現(xiàn)狀

廣西鉛、錫、銻、銅等冶煉企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)規(guī)模情況，采用的生產(chǎn)設(shè)備在規(guī)格、型號上存在一定差異，但采用的生產(chǎn)設(shè)備大體相同，主要有沸騰爐、鼓風(fēng)爐、燒結(jié)爐（盤）、燒結(jié)機(jī)、反射爐、回轉(zhuǎn)窯等。2009年廣西有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣濃度產(chǎn)生狀況匯總見表1。

表1 廣西有色冶煉低濃度二氧化硫煙氣濃度產(chǎn)生狀況

從表中可以看出，由于采用的設(shè)備水平不高，冶煉廢氣中二氧化硫波動量較大，且濃度較低，僅為0.05～4.5%左右。目前，對低濃度二氧化硫的污染治理是一項技術(shù)難題，經(jīng)多年探索實踐，廣西冶煉企業(yè)對低濃度二氧化硫的治理方法主要有兩類，即制酸法與濕法煙氣轉(zhuǎn)化脫硫法。

用冶煉煙氣制酸，既保護(hù)環(huán)境，又能提高資源的綜合利用率，在經(jīng)濟(jì)和社會效益上具有較大的優(yōu)勢。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)：采用制酸技術(shù)，φ（SO2）大于4.5%時，可采用“二轉(zhuǎn)二吸”法制酸，二氧化硫轉(zhuǎn)化率平均為99%，吸收率達(dá)到99.8%，排放濃度約為390mg/m3，約是排放標(biāo)準(zhǔn)的一半，可以實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放；φ（SO2）大于3.5%時，可采用采用“一轉(zhuǎn)一吸”制酸加尾氣吸收（堿液）裝置，二氧化硫轉(zhuǎn)化率平均為96%，吸收率達(dá)到99.3%，排放濃度低于665mg/m3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

濕法煙氣轉(zhuǎn)化脫硫法是采用液體吸收劑如水或堿溶液洗滌含二氧化硫煙氣，通過吸收去除其中的二氧化硫。較普遍采取的濕法為石灰（石灰石）濕脫硫法和堿液脫硫法兩種，其中堿液脫硫法又分為雙堿法和銨法。濕法脫硫因所用設(shè)備較簡單，操作容易，脫硫效率高，而且使用不同的吸收劑可獲得不同的副產(chǎn)物，因此濕法脫硫是廣西有色冶煉應(yīng)用最多的方法。

據(jù)統(tǒng)計，2009年，廣西鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業(yè)共20家，二氧化硫總產(chǎn)生量為48366.2t/年，排放量為16269.5t/年，削減率66.4%。除兩家企業(yè)回轉(zhuǎn)窯或沸騰爐產(chǎn)生的二氧化硫煙氣未經(jīng)過治理直接排放外，其余18家企業(yè)均配備了制酸或脫硫設(shè)備。其中，采用制酸法的企業(yè)共5家，僅占27.8%，經(jīng)監(jiān)測，5家企業(yè)的二氧化硫排放濃度達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為100%；采用濕法煙氣轉(zhuǎn)化脫硫法的企業(yè)共13家，占72.2%，因脫硫除塵系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不正常時，易造成煙塵、二氧化硫超標(biāo)排放，因此，經(jīng)監(jiān)測，13家企業(yè)的二氧化硫排放濃度達(dá)標(biāo)率為僅為84.2%。

3 廣西低濃度二氧化硫煙氣治理存在的問題

廣西采用低濃度二氧化硫煙氣治理措施雖已取得明顯的環(huán)境效益，但也存在如下問題。

3.1 工藝落后，低濃度二氧化硫煙氣的治理范圍不大

因廣西有色產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，生產(chǎn)工藝裝備、資源能源消耗、清潔生產(chǎn)水平與國內(nèi)先進(jìn)水平相比均有一定的差距。而且，廣西錫銻等有色企業(yè)在落實煙氣治理措施時，目的主要是為了實現(xiàn)沸騰爐、鼓風(fēng)爐、燒結(jié)機(jī)（盤）產(chǎn)生的二氧化硫煙氣達(dá)標(biāo)排放，而對于反射爐、吹煉爐、熔化爐和利用廢渣為原料的回轉(zhuǎn)窯等，重視不足，雖然這些爐窯二氧化硫濃度較低，但排放量卻很大，對區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量造成的影響不能忽視。

3.2 制酸法治理效果好，但尾吸脫硫裝置安裝及運行不正常

“一轉(zhuǎn)一吸”制酸加尾吸法的運行效果較好，但固定資產(chǎn)投資大，一般生產(chǎn)規(guī)模小的企業(yè)難以承受。同時，尾吸脫硫裝置安裝不到位，目前多數(shù)企業(yè)制酸系統(tǒng)仍未安裝。而且，即使安裝了尾吸脫硫裝置的部分企業(yè)，為了減少運行成本，每天啟用時間也不長，所以未能真正達(dá)到減排和保護(hù)環(huán)境的目的。

3.3 煙氣脫硫法運行成本高，副產(chǎn)品難以綜合利用

石灰（石灰石）脫硫法、雙堿法脫硫過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物為亞硫酸鈣，亞硫酸鈣由于含有重金屬和砷等有毒有害物質(zhì)，因此除少部分回用于爐窯配料外，大部分均堆存于棄渣場內(nèi)，難以實現(xiàn)綜合利用。據(jù)對全區(qū)多家有色金屬冶煉企業(yè)進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，一套石灰（石灰石）脫硫系統(tǒng)投資約為100～200萬元，按1噸石灰目前銷售價格160元計，每處理1t二氧化硫所需運行費用約為200元。由于副產(chǎn)品未能實現(xiàn)綜合利用，其效益主要表現(xiàn)在環(huán)境效益上，導(dǎo)致了企業(yè)生產(chǎn)成本的增加。

3.4 企業(yè)環(huán)保管理不到位，清潔生產(chǎn)重視不足

調(diào)查表明，大部分企業(yè)均開始重視環(huán)保，但企業(yè)在環(huán)保管理方面的投入仍不夠。廣西有色冶煉企業(yè)的清潔生產(chǎn)尚處于起步階段，雖然自治區(qū)環(huán)保廳及工信委分批下達(dá)了有色冶煉行業(yè)開展清潔生產(chǎn)審核的文件，要求企業(yè)按期完成審核工作。但至今，公布的17家鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業(yè)中，僅有2家企業(yè)通過了清潔生產(chǎn)審核驗收。

4 對策與建議

4.1 轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級

推進(jìn)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略重組，大力發(fā)展大型化、綜合化企業(yè)。鼓勵大企業(yè)之間強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，優(yōu)勢互補(bǔ)，兼并重組小型企業(yè)，提高產(chǎn)業(yè)集中度，打造一批具有競爭力的、集冶煉和加工為一體的大型鉛鋅等有色冶煉企業(yè)集團(tuán)。同時，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)延伸升級。通過生產(chǎn)不同等級和不同種類的產(chǎn)品，滿足市場需求，并節(jié)約能源，降低成本，減少二次熔煉造成的金屬損耗，并最終減少二氧化硫煙氣排放。

4.2 實施清潔生產(chǎn)，減少二氧化硫煙氣的產(chǎn)生

清潔生產(chǎn)作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)與管理模式，可通過對冶煉企業(yè)生產(chǎn)全過程的控制，達(dá)到從源頭上減少以至消除二氧化硫污染物的產(chǎn)生和排放的目的。對現(xiàn)有企業(yè)必須大力推行清潔生產(chǎn)：一是樹立清潔生產(chǎn)觀念，通過宣傳教育，提高全體員工的清潔生產(chǎn)意識；二是加強(qiáng)技術(shù)改造，對落后的有色冶煉企業(yè)，應(yīng)立足于現(xiàn)有基礎(chǔ)，進(jìn)行以節(jié)能降耗為中心的技術(shù)改造，淘汰落后生產(chǎn)工藝，篩選并推動實施清潔生產(chǎn)工藝，利用技術(shù)改造政策促進(jìn)企業(yè)的清潔生產(chǎn)；三是加強(qiáng)管理，通過落實崗位和目標(biāo)責(zé)任制，杜絕跑、冒、滴、漏，使人為的資源浪費和污染排放減至最小。同時，加強(qiáng)大氣污染的實時監(jiān)控，及時掌握大氣中二氧化硫的排放和遷移狀況，以及二氧化硫的時空變化情況和發(fā)展趨勢，以便及時采取對策。

4.3 因地制宜，選擇合適的二氧化硫治理方案

低濃度二氧化硫煙氣治理技術(shù)眾多，且各有優(yōu)缺點。各冶煉廠應(yīng)結(jié)合自身的實際情況，選擇合適的治理方案。制酸法轉(zhuǎn)化率高、吸收效果好，但投資大，適合φ（SO2）>3.5%的大型冶煉企業(yè)采用；煙氣轉(zhuǎn)化脫硫技術(shù)中，優(yōu)先選用與冶煉工藝相結(jié)合的技術(shù)，如將氧化鋅吸收法應(yīng)用于鉛鋅冶煉企業(yè)、鋅錫冶煉企業(yè)；其他濕法脫硫技術(shù)，需綜合考慮技術(shù)特點、運行費用、副產(chǎn)品市場等因素，擇優(yōu)選出最佳方法。

5 研究小結(jié)

有色冶煉低濃度二氧化硫因煙氣濃度低、波動量大，且含有有價金屬及有害雜質(zhì)，處理難度大，冶煉煙氣污染環(huán)境的問題仍很突出。隨著國家環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，廣西有色冶煉二氧化硫持續(xù)減排壓力進(jìn)一步加大?！肮?jié)約能源，減少二氧化硫煙氣排放”已成為有色冶煉行業(yè)煙氣治理正在努力的方向。因此，鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業(yè)必須在依靠技術(shù)進(jìn)步、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級的同時，還應(yīng)積極實施清潔生產(chǎn)，提高清潔生產(chǎn)意識，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，選擇適宜的低濃度二氧化硫治理方案，在提高硫資源利用效率的同時，有效地改善大氣環(huán)境質(zhì)量。

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X513

A

1673-288X（2011）05-0046-03

張立宏, 博士研究生, 研究方向為環(huán)境保護(hù)科學(xué).