論鉛鋅行業(yè)重金屬煙氣治理技術(shù)探索

楊躍紅

（云南馳宏資源綜合利用有限公司環(huán)境管理部，云南 曲靖 655001）

1 鉛鋅行業(yè)重金屬污染的概況

重金屬是指相對(duì)密度在5以上的金屬，約45種，包括鉛、汞、鎘、鋅、錫等，砷雖不屬于重金屬，但因其來源與危害與重金屬相似，通常列入重金屬進(jìn)行治理。鉛鋅行業(yè)鉛冶煉工藝通常采用火法冶煉工藝，如富氧底吹（頂吹、側(cè)吹）熔煉～鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝，富氧底吹（頂吹、側(cè)吹）熔煉～

液態(tài)高鉛渣渣直接還原工藝、基夫賽特法閃速熔煉工藝等，主要生產(chǎn)設(shè)施如：轉(zhuǎn)爐、艾薩爐、煙化爐、還原爐、電鉛鍋等。鋅冶煉工藝通常采用火法冶煉+濕法工藝，如電爐煉鋅、密閉鼓風(fēng)爐熔煉法（ISP法）、豎罐燒鋅等，主要生產(chǎn)設(shè)施如：電爐、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等。在火法冶煉過程中，鉛鋅精礦中的鉛、鋅、汞、鎘、砷等重金屬隨著冶煉溫度的不同，從精礦中分離出來，以氣溶膠狀態(tài)進(jìn)入冶煉煙氣中，因含重金屬冶煉煙氣存在形態(tài)復(fù)雜、粒徑較小等特性，如：鉛煙一般在0.01μm～1μm，常用布袋除塵器難有效捕集，使重金屬冶煉煙氣的治理成為鉛鋅行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

2 新型重金屬治理技術(shù)探索

現(xiàn)鉛鋅行業(yè)常用的重金屬治理技術(shù)主要有以下幾種：靜電式除塵器、布袋除塵器、褶式濾筒除塵器、濕式三效除塵器、水膜式除塵器、泡沫除塵設(shè)備等。目前我國(guó)鉛鋅冶煉普遍選用袋式除塵。為實(shí)現(xiàn)重金屬排放的國(guó)家最新要求，降低重金屬對(duì)環(huán)境造成的累積影響，均不同程度地開展新型除塵治理技術(shù)的創(chuàng)新?，F(xiàn)有布袋除塵器+濕式洗滌、新型褶式濾筒除塵器、電袋復(fù)合式除塵器、燒結(jié)板除塵器等。

3 應(yīng)用概述

某冶煉企業(yè)應(yīng)用燒結(jié)板除塵器對(duì)鉛鋅火法精煉煙氣進(jìn)行治理探索，經(jīng)過近3年運(yùn)行，運(yùn)行穩(wěn)定，除塵效果達(dá)到國(guó)家超低排放要求。

（1）燒結(jié)板簡(jiǎn)介。結(jié)構(gòu)：燒結(jié)板過濾元件呈剛性波浪式多空結(jié)構(gòu)，由多種高分子化合物粉體及特殊的結(jié)合劑配比后燒結(jié)，形成一個(gè)波浪式多空母體基板，采用特殊的噴涂工藝在基板表面的空隙里填充PTFE涂層，PTFE涂層對(duì)粉塵進(jìn)行捕捉時(shí)，其光滑的表面使粉塵極難透過及停留；由此實(shí)現(xiàn)極高的捕集效率。適應(yīng)范圍：主要適用于煙氣溫度70℃，粒徑0.1微米以上的粉塵，對(duì)1微米以上的粉塵捕集效率為99.99%。優(yōu)缺點(diǎn)：具有壽命長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低、耐水油、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。具有一次投資費(fèi)用高（一般是布袋除塵的3倍）、高溫?zé)煔庑詢r(jià)比低、預(yù)處理要求高、燒結(jié)板不可逆、控制精細(xì)的缺點(diǎn)。

（2）治理煙氣條件。煙氣主要來源于鉛鋅精煉過程中產(chǎn)生的重金屬蒸汽、重金屬及其化合物的粉塵，煙氣參數(shù)：煙溫＜100℃、煙氣量＜3000m3/h、煙塵粒徑90%＜0.1μm、顆粒物最高濃度＜350mg/m3，供氣條件：壓力0.5MPa～0.6MPa的除水除油壓縮空氣。

（3）治理工藝流程。主要治理工藝系統(tǒng)分為兩大部分，一是凈化系統(tǒng)，包括CH1預(yù)處理器、CH2預(yù)處理器、CH3除塵主系統(tǒng)。二是調(diào)制穩(wěn)定系統(tǒng)，包括煙氣回料系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)。

CH1預(yù)處理器高為15.85m，最大直徑為1.2m，當(dāng)含重金屬煙氣從底部進(jìn)入時(shí)，含重金屬煙氣與預(yù)處理器中的霧化水逆向接觸，煙氣溫度得到降低，同時(shí)霧化水形成一定的水蒸汽，增加含重金屬顆粒物濕度；含重金屬濕煙氣繼續(xù)上升，與上段噴入的懸浮粉塵高速接觸、碰撞，在此期間，呈氣溶膠狀態(tài)的重金屬逆向被大量懸浮的粉塵吸附，粒徑增加；含重金屬煙氣在CH1預(yù)處理器上升過程中，由于預(yù)處理器直徑比煙道直徑大，煙氣流速急速下降，較大粉塵在重大作用下沉降至預(yù)處理器底部，螺旋送至料斗中。

CH2預(yù)處理器為旋風(fēng)除塵器，從CH1預(yù)處理器上部出來的含重金屬煙氣軸向進(jìn)入CH2預(yù)處理器，煙氣作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心力的作用下，粒徑＞5μm粉塵從氣流中分離，捕集于旋風(fēng)除塵器壁，在重力作用下沉降至底部，螺旋送至料斗中。

CH3除塵主系統(tǒng)為燒結(jié)板除塵器，從CH2預(yù)處理器出來的低濃度含重金屬粉塵煙氣，進(jìn)入燒結(jié)板除塵器中，超細(xì)粒徑的重金屬粉塵，均被阻留在燒結(jié)板外表面的PTFE涂層上，潔凈氣流透過燒結(jié)板外表面經(jīng)燒結(jié)板內(nèi)腔進(jìn)入凈氣室，在風(fēng)機(jī)的作用下，從煙囪排出。

煙氣回料系統(tǒng)主要作用是給CH1預(yù)處理輸送混料粉塵。在初次運(yùn)行時(shí)，需在回料斗中添加少量石灰粉，治理設(shè)施運(yùn)行后，將各系統(tǒng)中收集下來的粉塵，通過料位自動(dòng)控制返回一部份至回料斗中，參與CH1預(yù)處理器中的混合過程，多余的含重金屬粉塵則返回鉛鋅冶煉料倉。

（4）關(guān)鍵工藝控制參數(shù)。①燒結(jié)板壓差：需控制在2.5MPa以下，正常工作下壓差為0.8MPa～1.0MPa。自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有差壓保護(hù)，當(dāng)壓差值達(dá)2.0MPa時(shí)，開始報(bào)警；當(dāng)壓差值達(dá)2.4MPa時(shí)，通過自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制，強(qiáng)制停引風(fēng)機(jī)。②燒結(jié)板煙氣溫度：需控制在80℃以下，正常工作下溫度為30℃～45℃。自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有溫度保護(hù)，當(dāng)煙氣溫度值達(dá)60℃時(shí)，自動(dòng)增大噴霧水量，以降低煙氣溫度；當(dāng)煙氣溫度值達(dá)70℃時(shí)，開始報(bào)警，同時(shí)CH3除塵主系統(tǒng)入口混風(fēng)閥自動(dòng)開啟，強(qiáng)制補(bǔ)空氣進(jìn)行降溫。

（5）運(yùn)行效果。該治理技術(shù)應(yīng)用后，鉛鋅火法冶煉煙氣中重金屬達(dá)到國(guó)家排放要求，排放煙氣中鉛＜2mg/m3、顆粒物＜6mg/m3、鎘＜0.05mg/m3。

4 重金屬治理技術(shù)的選擇

第一重金屬治理技術(shù)的選擇以治理的氣體特性、粉塵性質(zhì)、粉塵粒徑及企業(yè)所處區(qū)域相匹配。氣體的溫度、濕度、腐蝕性、可燃與爆炸性等都直接制約除塵治理技術(shù)的運(yùn)用。如袋式除塵器不適用于粘結(jié)性、濕度高、氣溶膠的氣體，疏水性粉塵不宜采用濕式除塵器。鉛鋅冶煉行業(yè)冶煉煙氣氣體成份復(fù)雜，煙氣中粉塵的粒徑及分布和比電阻、氣體可燃性及爆炸、重金屬氣溶膠等直接決定了重金屬治理技術(shù)的去除效果和應(yīng)用。

第二重金屬治理工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)處理氣體的粉塵濃度、處理風(fēng)量和環(huán)保規(guī)定的排放要求，按生產(chǎn)過程的最大負(fù)荷量、產(chǎn)塵高峰區(qū)最大濃度、重金屬粒徑，設(shè)計(jì)除塵治理的過濾面積、反吹閥門控制區(qū)域、控制系統(tǒng)等。以實(shí)現(xiàn)重金屬穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

5 結(jié)語

鉛鋅冶煉行業(yè)生產(chǎn)過程會(huì)持續(xù)產(chǎn)生有害人體健康的重金屬煙氣，因此，必須要選用先進(jìn)的抑制、收集與凈化等治理技術(shù)，清潔生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施，進(jìn)一步降低鉛鋅行業(yè)污染物的產(chǎn)生和排放，有效改善我國(guó)大氣環(huán)境。