貴冶濕法制砷環(huán)集尾氣處理工藝改進(jìn)實(shí)踐

吳錦龍

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

濕法加壓制砷工藝流程是冶煉煙氣凈化工序的洗滌廢酸， 經(jīng)過硫化后產(chǎn)生的硫化砷餅及其它含銅砷物料（如銅砷渣、硫酸銅結(jié)晶母液等含砷物料），這些物料經(jīng)過加壓浸出、冷卻過濾、還原結(jié)晶及干燥包裝等工序產(chǎn)出三氧化二砷成品。 該工藝過程中產(chǎn)生的砷塵、 酸霧等有害物質(zhì)混雜在廢氣中， 其種類較多、成分復(fù)雜，廢氣成分主要包括三氧化二砷顆粒、二氧化硫、硫酸酸霧、砷濾餅漿液、微量砷化氫、水蒸氣等。為了使排出氣體不污染環(huán)境，需對(duì)各設(shè)備密閉回收氣、塵，并集中送填料塔洗滌后排出。 2010 年，國家頒布了《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25467-2010）[1]，提出了更嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，普通的填料洗滌塔已不能滿足大氣排放要求。

1 填料洗滌塔環(huán)集工藝現(xiàn)狀分析

1.1 填料洗滌塔環(huán)集工藝

濕法加壓制砷工藝中各處產(chǎn)生的廢氣經(jīng)各處負(fù)壓管收集后，由環(huán)集風(fēng)機(jī)抽至填料洗滌塔進(jìn)行噴淋洗滌后排放[2]。 主要流程見圖1。

圖1 填料洗滌塔環(huán)集系統(tǒng)流程

2.2 填料洗滌塔存在問題及缺陷

普通的填料洗滌塔內(nèi)氣速過高，洗滌效果不佳，特別是在氣體內(nèi)砷塵含量大幅上升的情況下，隨著使用時(shí)間的延長，填料、捕沫器會(huì)出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，極大地降低了廢氣洗滌效果，排放廢氣中煙塵以及SO2含量時(shí)常接近排放限值，污染大氣環(huán)境。 因此，僅靠填料塔洗滌氣體已不能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)及環(huán)保要求，且環(huán)集風(fēng)機(jī)入口壓頭偏小，造成現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測值接近限值，現(xiàn)場環(huán)境差，不利于操作人員健康。

3 新型組合塔環(huán)集工藝

3.1 濕法加壓制砷環(huán)集煙氣條件

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣主要是反應(yīng)釜、各個(gè)槽罐及包裝系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)集廢氣，主要混合煙氣成分見表1。

表1 環(huán)集混合煙氣主要成分

3.2 新環(huán)集系統(tǒng)工藝選擇

貴冶硫酸車間制酸系統(tǒng)一直采用動(dòng)力波洗滌設(shè)備對(duì)煙氣進(jìn)行除塵除雜。多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該設(shè)備是一種高效的氣體洗滌設(shè)備， 既能有效地脫除氣體中的顆粒，又能有效地清除氣態(tài)污染物。 同時(shí)，貴冶硫酸車間還設(shè)置了1 個(gè)酸霧捕集塔， 使酸霧在塔內(nèi)凝結(jié)，塔內(nèi)存酸排至廢酸處理工序。酸霧捕集塔可以減少系統(tǒng)的堿耗量， 除去大部分酸霧的煙氣再進(jìn)入組合塔進(jìn)行堿洗。

然而隨著《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》提出了更嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，要求排放尾氣中As 的質(zhì)量濃度≤0.4 mg/m3，因此僅用酸霧捕集塔+動(dòng)力波的工藝已無法使尾氣達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)在硫酸車間煙氣凈化中的經(jīng)驗(yàn)， 電除霧器對(duì)As 的去除效率是最高的，因此選擇在動(dòng)力波頂部設(shè)置電除霧段形成組合塔，保證系統(tǒng)除As 效率，同時(shí)也能夠滿足尾排酸霧指標(biāo)要求。

3.3 新環(huán)集系統(tǒng)工藝簡介

來自亞砷酸工序各收集點(diǎn)的廢氣匯集后， 首先進(jìn)入新建酸霧捕集塔。在酸霧捕集塔中，酸霧在除沫器的作用下在塔內(nèi)凝結(jié)，形成廢酸，定期排入廠區(qū)廢酸處理工序。然后，廢氣通過環(huán)集風(fēng)機(jī)送入動(dòng)力波洗滌塔逆噴管[3]，與噴嘴逆向噴入的堿液相碰撞。 在氣—液界面處建立的泡沫區(qū)中，對(duì)廢氣中的粒子進(jìn)行捕集，對(duì)廢氣中的雜質(zhì)進(jìn)行吸收。 隨后，煙氣和循環(huán)液進(jìn)入氣液分離槽進(jìn)行氣—液分離。與此同時(shí)，新環(huán)集系統(tǒng)工藝在動(dòng)力波中加入回用水對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，使煙氣溫度降至約45 ℃，再進(jìn)入頂部的電除霧段[4]，進(jìn)一步去除煙氣中的雜質(zhì)和酸霧。 經(jīng)洗滌除雜后的氣體通過組合塔電除霧段頂部排氣筒達(dá)標(biāo)排放[5]。 動(dòng)力波洗滌塔內(nèi)循環(huán)液控制pH 值在7 左右，并需定期抽出一部分送廢水處理系統(tǒng)，以降低系統(tǒng)中的雜質(zhì)濃度[6]。 新環(huán)集工藝流程見圖2。

圖2 新型動(dòng)力波+電除霧器組合塔環(huán)集工藝流程

4 新型組合塔環(huán)集工藝運(yùn)行效果

新型組合塔環(huán)集工藝運(yùn)行后， 各有害成分去除率見表2，尾排實(shí)測數(shù)據(jù)見表3。

表2 新型環(huán)集工藝煙氣各有害成分去除率 %

表3 新型環(huán)集工藝尾氣實(shí)測數(shù)據(jù)mg/m3

由表2、表3 可知，新型動(dòng)力波+電除霧器組合塔環(huán)集工藝運(yùn)行后，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于原有的填料洗滌塔環(huán)集工藝，處理后的尾氣遠(yuǎn)低于國家大氣排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 25467-2010），現(xiàn)場環(huán)境得到極大改善。

5 結(jié)語

新型動(dòng)力波+電除霧器組合塔環(huán)集工藝占地面積小、除As 效率高，特別適合在原址舊廠房改造的小型環(huán)集系統(tǒng)。另外，由于可根據(jù)不同廢氣成分調(diào)整藥劑種類，因此適用于多種小型濕法系統(tǒng)的環(huán)集煙氣處理，可為工廠小微環(huán)集系統(tǒng)提供解決方案。