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含氮氧化物廢氣處理技術(shù)應用

文檔作者：廖元杭文檔來源：紫金礦業(yè)集團股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月12日
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· 44· 中國有色冶金 A卷生產(chǎn)實踐篇·綜合利用與環(huán)保
含氮氧化物廢氣處理技術(shù)應用
廖元杭
(紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建上杭364200)
[摘 要] 某黃金冶煉公司自主研發(fā)了“NHSNCR- 新型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)，處理銀泥濕法精
煉中產(chǎn)生的含氮氧化物廢氣。結(jié)果表明，處理后含氮氧化物廢氣中NO 濃度可降低到17．9～41．5 mg／
Ill ，NO 凈化效率達到99％ ，尾氣NO 濃度遠低于國家排放標準。該技術(shù)具有設備簡單、操作簡便，凈
化效率高，經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點。
[關(guān)鍵詞] 含氮氧化物廢氣；集成脫硝技術(shù)；銀泥；濕法精煉
[中圖分類號] TF832 [文獻標識碼] B [文章編號] 1672—6103(2013)06—0044—04
U 日IJ舌
含氮氧化物是最主要的大氣污染源之一。我國
正處在工業(yè)高速發(fā)展階段，含氮氧化物排放總量呈
逐年快速增長趨勢，由此衍生了一系列大氣污染問
題 。含氮氧化物(NO )主要為N 0 、N 0 、N：0 、
NO，、NO、N，0，其中NO和NO，對大氣污染尤為嚴
重 。含氮氧化物擴散至大氣中，與大氣中的水
蒸氣結(jié)合，易生成酸霧、酸雨、光化學煙霧，嚴重影響
動植物的正常生長，破壞生態(tài)平衡，威脅人類生命安
全，因此國家環(huán)保部門極其重視含NO 廢氣的治
理，嚴格監(jiān)控有NO 廢氣排放的企業(yè)，保護大氣環(huán)
境的安全 。
某黃金冶煉公司銀濕法精煉工藝，以置換銀
泥 為原料，采用浸出一過濾一除鉛鉍一置換一洗
滌工藝生產(chǎn)純銀粉，其中在酸浸、除鉛鉍、置換三個
環(huán)節(jié)中，高溫條件下使用大量硝酸，產(chǎn)生大量NO
廢氣。在酸浸反應過程中，由于大量使用硝酸，NO
廢氣量高達2 000 m ／h，NO 排放速率平均為14 kg／
h，濃度為7 g／m ，遠高于《大氣污染物綜合排放標
準》所規(guī)定的新污染源氮氧化物排放限值小于240
[作者簡介]廖元杭(1970一)，男，高級工程師，長期從事金、銅、鋅
等冶煉生產(chǎn)及管理工作。
[收稿日期]2013—07—24
基金項目：國家自然科學基金資助項目(51164011)；福建省區(qū)域科
技重大合作項目(201 1H4025)
mg／m ，排放速率小于0．77 kg／h。若含NO 廢氣處
理不能達到上述規(guī)定，將嚴重污染環(huán)境，影響生產(chǎn)的
正常進行。為此，公司自主研發(fā)設計出“NHsNcR一
新型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)，使公司含NO 廢氣
達到排放標準，并實現(xiàn)工程化應用。
1 含氮氧化物廢氣處理工藝
1．1 濕式洗滌吸收法
吸收法? 是在溶液環(huán)境下，利用酸、堿、鹽等吸
收廢氣中的NO ，達到降低NO 大氣排放量的方
法。吸收法的流程：含NO 廢氣經(jīng)噴淋塔或吸附槽
處理達標后，通過排氣筒排到大氣中。該工藝吸收
劑類型繁多、供給渠道寬、適用范圍廣，因此在工業(yè)
上得到較為廣泛的運用。吸收法發(fā)展至今，常用方
法可分為六種，其特點見表1。
1．2 還原法
還原法¨ 是利用某種還原劑，將NO 還原成
N 的方法。還原法的經(jīng)典工藝有兩種，選擇性非催
化還原工藝(SNCR)和選擇性催化還原工藝
(SCR)。
選擇性非催化還原工藝：在850 oC～1 100℃ 的
條件下，加入還原劑，使NO 發(fā)生還原反應，生成
N 。該工藝無需加入催化劑，但存在還原劑消耗大
的弊端。在使用氨作為還原劑時，NO與NO，被還原
反應方程式如下：
4NO+4NH3+02=4N2+6H20 (1)
4NH +2NO+20，=3N，+6H，0 (2)
2013年12月第6期 廖元杭：含氮氧化物廢氣處理技術(shù)應用 ·45·
水吸收法
酸吸收法
堿吸收法
氧化一吸收法
還原一吸收法
吸收效率低，且無法處理含NO為主的NO 廢氣
用稀硝酸和濃硫酸作吸收劑對NO 廢氣吸收效果好，但酸量消耗較大
處理含NO較多的NO 廢氣，效果差，難以達標
利用氧化劑，將NO大部分氧化成NO ，聯(lián)合堿吸收法，處理效果好。
將NO 廢氣吸收到溶液中，利用還原劑，將NO 還原為無害可排放的N2，其凈化效果優(yōu)，工藝綠色環(huán)保
8NH3+6N02=7N2+12H20 (3)
選擇性催化還原工藝：在一定溫度范圍條件下，
用氨作為還原劑，聯(lián)合催化劑，強化還原反應，使
NO 充分轉(zhuǎn)化為氮氣和水蒸汽。反應方程式為：
6NO+4NH3=5N2+6H20 (4)
6NO2+8NH3=7N2+12H20 (5)
8NO+2NH3=5N20+3H20 (6)
8NO2+6NH3=7N20+9H20 (7)
202+2NH3=N20+3H20 (8)
從反應式(4)～(8)知，NH 做為還原劑，易發(fā)
生副反應，消耗大量的NH ，加入催化劑，可以強化
還原效果，達到高效、充分還原NO 的目的，且具有
工藝穩(wěn)定、運行簡單等優(yōu)勢。但是，選擇性催化還原
工藝，仍有需進一步解決的問題，例如，催化劑易失
活、使用壽命短、價格昂貴等。
1．3 活性焦炭的選擇性還原法(CSCR)
活性焦炭選擇性催化還原工藝是利用活性焦炭
的吸附性能，使廢氣中的NO 與活性焦炭接觸，同
時發(fā)生催化還原反應，生成氮氣和二氧化碳氣體，并
且脫除硫、砷、汞等雜質(zhì)。其優(yōu)點為，能耗低、維護成
本小、占地面積少，活性焦碳可再生，缺點是活性焦
炭易燃，在300℃ 、氧氣存在條件下，容易發(fā)生燃燒，
生成有毒氣體CO，導致二次污染。
1．4 吸附法
吸附法¨ ” 是含NO 廢氣通過吸附凈化器，
NO 被吸附劑吸收，達標氣體經(jīng)引風機和排氣筒，排
放到大氣中。常用的方法有分子篩法、泥煤法、硅膠
法、活性炭法。該工藝既能高效脫除廢氣中的NO ，
又能回收有價物質(zhì)。但吸附容量較小、設備要求高、
再生周期長等缺點限制了其應用。
1．5 高效SNCR脫硝法
高效SNCR脫硝法 是采用氨氣增溫增壓混
合器，常溫霧化氨水溶液或尿素溶液，經(jīng)高溫氣化并
增壓后，將其噴人煙氣產(chǎn)生源的脫硝反應區(qū)內(nèi)，使其
與煙氣充分混合，發(fā)生脫硝反應，達到除廢氣中的
NO 目的。先常溫霧化氨水溶液或尿素溶液，然后
高溫增壓使其氣化后，再噴人煙氣產(chǎn)生源的脫硝反
應區(qū)內(nèi)，脫除廢氣中的NO ，效果好，是一種較為先
進的技術(shù)。
2 含氮氧化物廢氣處理技術(shù)工程化實踐
某黃金冶煉公司，銀泥濕法精煉工藝，用35％
的硝酸溶液，按液固比4：1注入反應槽內(nèi)，啟動攪
拌，緩慢加料，加料完成后，槽溫緩慢升高至95℃ 以
上，反應4 h。酸浸液過濾、沉降后，得到的氯化銀在
pH為1．0的條件下，加熱到65℃ 以上，進行置換還
原，洗滌后得純銀粉成品。該工藝反應環(huán)境溫度高、
硝酸和鹽酸耗量大，易產(chǎn)生含氮氧化物廢氣，針對這
一現(xiàn)狀，制定了含氮氧化物廢氣治理方案，如圖1
所示。
現(xiàn)場調(diào)研分析
I
確定凈化效率
+
集成技術(shù)研究
+
確定氮氧化物治理方法
+
實施治理工程應用
+
治理效果測試評價
圖1 氮氧化物治理方案
2．1 含氮氧化物廢氣處理技術(shù)方案設計
針對某黃金冶煉公司含氮氧化物廢氣難以達標
排放問題，公司科研人員自主研發(fā)了“NHSNCR-新
型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)，該技術(shù)充分應用了
濕法洗滌、選擇性還原、高效除霧的技術(shù)，在濕法
條件下，采用空氣氧化NO，再利用霧化A溶液與
· 46· 中國有色冶金 A卷生產(chǎn)實踐篇·綜合利用與環(huán)保
氮氧化物氣體在反應器內(nèi)反應，還原后的氣霧經(jīng)
過高效除霧裝置，最后達標排放。其工藝流程如
圖2所示。
2．2 含氮氧化物廢氣集成處理技術(shù)工程化應用
“NHsNcR一新型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)于
2011年在該企業(yè)進行了工程化應用，項目總投資約
45萬元，占地約100 m 。該項目以含氮氧化物氣源
濃度為依據(jù)，合理開啟相應數(shù)量的霧化還原反應器，
獲得較優(yōu)凈化結(jié)果、實現(xiàn)了節(jié)能減排目的。排放的
含氮氧化物氣體監(jiān)測結(jié)果如表2所示。
氮氧化物氣源 李氣
圖2 福建某企業(yè)氮氧化物凈化工藝
表2 福建某黃金冶煉公司含氮氧化物廢氣外排監(jiān)測表
根據(jù)表2可知，該公司的含氮氧化物廢氣凈化
效果好，最高可達到99％ 。目前，國內(nèi)環(huán)保公司針
對該類含氮氧化物廢氣治理所用技術(shù)，需投資80萬
元以上才能達標排放，而公司采用自主研發(fā)設計的
“NHsNcR一新型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)處理銀
精煉工藝過程中產(chǎn)生的含氮氧化物廢氣，能達標排
放，并成功實現(xiàn)了工程化應用，投資約45萬元，為公
司節(jié)省約35萬元。
“NHSNCR-新型高效SNCR”集成脫硝技術(shù)，
具有設備簡單、操作簡便、凈化效果高、經(jīng)濟效益顯
著的優(yōu)點，為企業(yè)環(huán)保、可續(xù)性發(fā)展提供了技術(shù)保
障。
3 結(jié)語
論述了含氮氧化物廢氣處理工藝的應用，分析
了其優(yōu)缺點，為進一步研究提供了方向。結(jié)合實踐，
某黃金冶煉公司自主研發(fā)了“NHSNCR-新型高效
SNCR”集成脫硝技術(shù)，處理銀泥濕法精煉工藝中產(chǎn)
生的含氮氧化物廢氣，結(jié)果表明，處理后含氮氧化物
廢氣中NO 濃度可降低到17．9～41．5 mg／m ，NO
凈化效率達到99％ 。該技術(shù)具有設備簡單、操作簡
便、凈化效率高、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，為企業(yè)環(huán)保、
可續(xù)性發(fā)展提供了技術(shù)保障。
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版社，2004．
The application of nitrogen oxides gas treatm ent technology
．
LIA0 Yuan·hang
Abstract：A gold smelting company independently developed a “NHSNCR-New Efficient SNCR” integrated deni—
tration technology to deal with the Nitrogen oxides gas of silver residue hydrometallurgical refining．The results show
that the processed concentration of NO is reduced to 17．9～41．5 mg／m ，and the purification eficiency increase
to 99％ ，the efluent tail gas is far below the national emission standard．The technology has some advantages，such
as the facilities are simple，the process is easy to be handled，the purification efi ciency is better and the economic
benefit is significant and SO on．
Key words：nitrogen oxides gas；the technology of integrated denitration； silver residue； hydr0metallurgical refi—
ning
歐盟創(chuàng)新技能從電子廢棄物回收有色金屬
歐盟第七研發(fā)框架計劃(FP7)提供270萬歐元資助，總研發(fā)投入380萬歐元，由奧地利科技人員牽頭，
意大利、羅馬尼亞和塞爾維亞4國科技人員組成的歐洲HydroWEEE Demo研發(fā)團隊，利用FP7的最新科研
成果，即通過濕法冶金技術(shù)采用液體溶劑從電子廢棄物，如日光燈管、廢電池、陰極射線管、印刷電路板或液
晶電視中，萃取高純度的稀土或貴重金屬材料，包括：釔、銦、鋰、鈷、鋅、銅、金、銀、鎳、鋁和錫。試圖通過技術(shù)
的中試示范項目，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計和加工工藝，直接應用于工廠化的規(guī)模生產(chǎn)。
HydroWEEE Demo研發(fā)團隊的中試示范生產(chǎn)線設計專門針對中小企業(yè)(SMEs)，設計創(chuàng)意來自廚房設
施：生產(chǎn)線猶如系列炊具、電子廢棄物猶如食材、液體溶劑猶如輔料、生產(chǎn)工藝猶如食譜。不同的食材不同的
配方，盡量優(yōu)化簡化炊具組合，得到的成品就是回收的金屬材料。根據(jù)這一創(chuàng)新型的設計理念，研發(fā)團隊盡
其所能設計的生產(chǎn)線，最大化適應各類電子廢棄物的回收、采用最簡化的模塊技術(shù)和實現(xiàn)最佳化的性價比，
設計出兩套”全能型”的電子廢棄物回收固定生產(chǎn)線和移動生產(chǎn)線。設計的生產(chǎn)線很容易拼接，中小企業(yè)可
根據(jù)自己的實際需求和能力，或一家拼裝整合多條生產(chǎn)線，或多家分攤一條生產(chǎn)線。
目前，研發(fā)團隊已著手固定生產(chǎn)線的設備儀器采購定制，計劃于今年底開通試運行。移動生產(chǎn)線的定型
設計仍在緊鑼密鼓地進行，預計2014年夏開通試運行。
北大先鋒與天業(yè)簽訂二期乙二醇、1。4丁二醇項目的PSA裝置供貨合同
繼新疆天業(yè)集團一期電石爐尾氣制5萬t／a乙二醇項目順利投產(chǎn)之后，北京北大先鋒科技有限公司與
新疆天業(yè)集團于2013年8月再次達成合作，簽訂了天業(yè)二期電石爐尾氣綜合利用制20萬t／a乙二醇、17萬
t／a 1，4丁二醇項目配套的變壓吸附提純CO、H，裝置供應合同。
北大先鋒為該項目配套設計的裝置分別為電石爐尾氣分離24 000 m ／h純度≥99．5％ 的PSA—CO裝置，
電石爐尾氣分離31 000 m ／h純度≥99．9％ 的PSA—H，裝置。與此同時，北大先鋒還將承建甲醇弛放氣分離
55 000 m ／h純度≥99．9％ 的PSA—H 裝置。所得CO、H 產(chǎn)品用于下游乙二醇、1，4丁二醇的生產(chǎn)。目前該
項目已處于實施階段，預計將于2014年8月底前竣工。

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