基本介紹
- 中文名：二氧化硫濃度
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 對策：轉變發展方式，推進產業升級
- 造成：環境污染
簡介,有色冶煉過程低濃度二氧化硫對環境的污染,廣西低濃度二氧化硫的產生與治理現狀,低濃度二氧化硫煙氣治理存在的問題,對策與建議,總結,
簡介
目前有色金屬產業是廣西重點發展的千億元產業之一。隨著國家環保要求日益嚴格，廣西高濃度二氧化硫煙氣治理取得了長足進展，但來自鉛、錫、銻、銅等冶煉產生的低濃度二氧化硫煙氣的污染環境問題仍很突出。因此，從根本上解決廣西資源和環境可持續發展問題，已成為擺在科技工作者面前的緊迫任務。
有色冶煉過程低濃度二氧化硫對環境的污染
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境中二氧化硫濃度超標，污染環境較為突出。根據2009年廢氣污染源監測報告及實地調查顯示，某鉛銻冶煉企業低濃度二氧化硫主要來源於燒結機、鼓風爐、反射爐、精煉爐及煙化爐，燒結機煙氣採用“一轉一吸制酸加二級尾吸法”脫硫，尾吸後外排的廢氣二氧化硫濃度低於665mg/m3，達到排放標準。其它爐窯煙氣則經布袋除塵後直接排放，無脫硫設施，煙氣不能實現穩定達標排放，鼓風爐、煙化爐廢氣二氧化硫濃度最高達5761mg/Nm3，超過《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078－1996）二級標準6.7倍。周邊山體植被受二氧化硫煙氣污染而枯死；方圓幾公里範圍內的農作物因受二氧化硫污染而減產甚至顆粒無收。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。
據統計，某有色冶煉企業每年因二氧化硫污染的糾紛多達十多起，污染糾紛賠償金額每年都在200萬元以上，並且因為污染糾紛沒有及時處理好，導致廠群關係緊張，民眾圍廠，工廠無法正常生產。
廣西低濃度二氧化硫的產生與治理現狀
廣西鉛、錫、銻、銅等冶煉企業根據生產工藝、生產規模情況，採用的生產設備在規格、型號上存在一定差異，但採用的生產設備大體相同，主要有沸騰爐、鼓風爐、燒結爐（盤）、燒結機、反射爐、迴轉窯等。
由於採用的設備水平不高，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難題，經多年探索實踐，廣西冶煉企業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化脫硫法。
用冶煉煙氣制酸，既保護環境，又能提高資源的綜合利用率，在經濟和社會效益上具有較大的優勢。通過調研發現：採用制酸技術，φ（SO2）大於4.5%時，可採用“二轉二吸”法制酸，二氧化硫轉化率平均為99%，吸收率達到99.8%，排放濃度約為390mg/m3，約是排放標準的一半，可以實現穩定達標排放；φ（SO2）大於3.5%時，可採用採用“一轉一吸”制酸加尾氣吸收（鹼液）裝置，二氧化硫轉化率平均為96%，吸收率達到99.3%，排放濃度低於665mg/m3，符合排放標準。
濕法煙氣轉化脫硫法是採用液體吸收劑如水或鹼溶液洗滌含二氧化硫煙氣，通過吸收去除其中的二氧化硫。較普遍採取的濕法為石灰（石灰石）濕脫硫法和鹼液脫硫法兩種，其中鹼液脫硫法又分為雙鹼法和銨法。濕法脫硫因所用設備較簡單，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物，因此濕法脫硫是廣西有色冶煉套用最多的方法。
據統計，2009年，廣西鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業共20家，二氧化硫總產生量為48366.2t/年，排放量為16269.5t/年，削減率66.4%。除兩家企業迴轉窯或沸騰爐產生的二氧化硫煙氣未經過治理直接排放外，其餘18家企業均配備了制酸或脫硫設備。其中，採用制酸法的企業共5家，僅占27.8%，經監測，5家企業的二氧化硫排放濃度達標，達標率為100%；採用濕法煙氣轉化脫硫法的企業共13家，占72.2%，因脫硫除塵系統運轉不正常時，易造成煙塵、二氧化硫超標排放，因此，經監測，13家企業的二氧化硫排放濃度達標率為僅為84.2%。
低濃度二氧化硫煙氣治理存在的問題
採用低濃度二氧化硫煙氣治理措施雖已取得明顯的環境效益，但也存在如下問題。
1 工藝落後，低濃度二氧化硫煙氣的治理範圍不大
因廣西有色產業發展較早，生產工藝裝備、資源能源消耗、清潔生產水平與國內先進水平相比均有一定的差距。而且，廣西錫銻等有色企業在落實煙氣治理措施時，目的主要是為了實現沸騰爐、鼓風爐、燒結機（盤）產生的二氧化硫煙氣達標排放，而對於反射爐、吹煉爐、熔化爐和利用廢渣為原料的迴轉窯等，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，對區域空氣環境質量造成的影響不能忽視。
2 制酸法治理效果好，但尾吸脫硫裝置安裝及運行不正常
“一轉一吸”制酸加尾吸法的運行效果較好，但固定資產投資大，一般生產規模小的企業難以承受。同時，尾吸脫硫裝置安裝不到位，目前多數企業制酸系統仍未安裝。而且，即使安裝了尾吸脫硫裝置的部分企業，為了減少運行成本，每天啟用時間也不長，所以未能真正達到減排和保護環境的目的。
3 煙氣脫硫法運行成本高，副產品難以綜合利用
石灰（石灰石）脫硫法、雙鹼法脫硫過程產生的副產物為亞硫酸鈣，亞硫酸鈣由於含有重金屬和砷等有毒有害物質，因此除少部分回用於爐窯配料外，大部分均堆存於棄渣場內，難以實現綜合利用。據對全區多家有色金屬冶煉企業進行調查統計，一套石灰（石灰石）脫硫系統投資約為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。由於副產品未能實現綜合利用，其效益主要表現在環境效益上，導致了企業生產成本的增加。
4 企業環保管理不到位，清潔生產重視不足
調查表明，大部分企業均開始重視環保，但企業在環保管理方面的投入仍不夠。廣西有色冶煉企業的清潔生產尚處於起步階段，雖然自治區環保廳及工信委分批下達了有色冶煉行業開展清潔生產審核的檔案，要求企業按期完成審核工作。但至今，公布的17家鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業中，僅有2家企業通過了清潔生產審核驗收。
對策與建議
1 轉變發展方式，推進產業升級
推進產業戰略重組，大力發展大型化、綜合化企業。鼓勵大企業之間強強聯合，優勢互補，兼併重組小型企業，提高產業集中度，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集團。同時，調整產品結構，促進產業延伸升級。通過生產不同等級和不同種類的產品，滿足市場需求，並節約能源，降低成本，減少二次熔煉造成的金屬損耗，並最終減少二氧化硫煙氣排放。
2 實施清潔生產，減少二氧化硫煙氣的產生
清潔生產作為一種先進的生產與管理模式，可通過對冶煉企業生產全過程的控制，達到從源頭上減少以至消除二氧化硫污染物的產生和排放的目的。對現有企業必須大力推行清潔生產：一是樹立清潔生產觀念，通過宣傳教育，提高全體員工的清潔生產意識；二是加強技術改造，對落後的有色冶煉企業，應立足於現有基礎，進行以節能降耗為中心的技術改造，淘汰落後生產工藝，篩選並推動實施清潔生產工藝，利用技術改造政策促進企業的清潔生產；三是加強管理，通過落實崗位和目標責任制，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，加強大氣污染的實時監控，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展趨勢，以便及時採取對策。
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眾多，且各有優缺點。各冶煉廠應結合自身的實際情況，選擇合適的治理方案。制酸法轉化率高、吸收效果好，但投資大，適合φ（SO2）>3.5%的大型冶煉企業採用；煙氣轉化脫硫技術中，優先選用與冶煉工藝相結合的技術，如將氧化鋅吸收法套用於鉛鋅冶煉企業、鋅錫冶煉企業；其他濕法脫硫技術，需綜合考慮技術特點、運行費用、副產品市場等因素，擇優選出最佳方法。
總結
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，處理難度大，冶煉煙氣污染環境的問題仍很突出。隨著國家環保要求的日益嚴格，廣西有色冶煉二氧化硫持續減排壓力進一步加大。“節約能源，減少二氧化硫煙氣排放”已成為有色冶煉行業煙氣治理正在努力的方向。因此，鉛、錫、銻、銅等有色冶煉企業必須在依靠技術進步、轉變發展方式、推進產業升級的同時，還應積極實施清潔生產，提高清潔生產意識，採用清潔生產技術，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，有效地改善大氣環境質量。
