工业污染核算

1、工业污染核算计算类型汇总 1. 玻璃生产计算方法 平板玻璃熔炉产生SQ的原因是燃料中含有硫分，原料中含有芒硝( NqSQ )，这些含 硫物燃烧氧化或分解，导致烟气中有大量SQ产生。燃料(重油、天然气、煤气、煤炭)燃 烧产生SQ,还有作为玻璃澄清剂的芒硝( NqSQ,约占平板玻璃配料总量的 25%,)融 化过程，硫分约90 %参与分解产生SQ。 表567不同芒硝含率融化后SQ产生量 、芒硝含率 SQ产生量 2% 2.5 % 3% 3.5 % 4 % 4.5 % 5% kg/重量箱玻璃 0.11 0.138 0.165 0.193 0.22 0.248 0.275 kg/t玻璃 2.2 2.76

2、3.3 3.86 4.4 4.96 5.5 目前我国平板玻璃熔炉所用燃料，主要是重油和天然气两种。其中90%左右的生产线 采用重油作为燃料。重油含硫量(重油含硫量一般在2%或以下)直接决定了 SQ排放水平 的高低。单位玻璃产品燃料燃烧产生的SQ主要与燃料类型(重油或天然气)、单位玻璃产 品燃料消耗量、燃料含硫率有关。 玻璃融化产生的SQ量由芒硝融化和燃料燃烧产生 SQ量之和。计算方法如下： (1)使用天然气为燃料 SQ产生量(天然气含硫忽略) Gt= 2.2 X( x /2 )kg/t 玻璃 (2 )使用重油为燃料SQ产生量 G硫 = 2.2 X( x /2 ) + 1.95 B oSkg/t

3、 玻璃 其中：G硫一吨玻璃SQ产生量kk /t玻璃 x %芒硝含率 Bo吨玻璃重油消耗量 S重油含硫率 % 如果没有B0值，可按2009年我国玻璃行业热耗指标中的Bo值。 (3) SQ去除量 G硫去=Gunk /1玻璃n 脱硫设施的脱硫率 (4) SQ排放量 Gw = G硫 (1 n )k /1 玻璃 例如：500t玻璃熔窑，使用含硫2 %的重油为燃料，芒硝含率 3%, SQ产生量则为: Gk= 2.2 X( 3/2 ) + 1.95 X 179 X 2% =3.3 + 6.98 = 10.28kg /t 玻璃 表5 68不同燃料SQ排放水平(单位：mg/Nrfi) 燃料 天然气 含1 %S重

4、油 含2% S重油 SQ排放水平 3001000 12001800 22002800 2. 火电脱硫计算方法 该电厂10 000 t含硫率1%的燃煤燃烧后产生的二氧化硫量为17X 10 000=170 000 kg (产生 量)。 审核该电厂在 Ca/S 1.05、石灰石纯度 80%条件下去除1 kg二氧化硫需消耗石灰石量为 2.048 kg/kg。消耗 289t石灰石为可以去除的二氧化硫总量为289 000 - 2.048= 141 113 kg (实际去除量)。 实际去除率 =141 113- 170 000=83.01% 若正常去除率 0=95%，则运行率 V=83.01%十95%=87

5、.38%。 3. 炼焦生产计算方法： 炼焦二氧化硫排放量= 2 x V 燃/ (280+1000X( H - 22 %) X (32/34) x( 280+1000X (H - 22 %)X 0.008/ B 0S 煤X( 1-K n 硫)+ ( 280+1000X( H - 22 %)x 320 x 10-6/ B 0S煤 X RS煤 X 90%kg/t 焦 式中： V 燃为炼焦燃烧用的焦炉煤气量； H 为炼焦煤的挥发分； B 0为吨焦煤耗量； S 煤为焦煤含硫率； K为脱硫设施的运行率； n硫为脱硫设施正常运行时的脱硫率； 90 %为硫化物转化为 SQ的转化率。 (一)炼焦过程中的硫平衡测

6、算 炼焦过程除了产生 H2S夕卜，还会产生 SO、COS CHSH CS等气态硫化物，SO绝大部 分会被还原为 HS。炼焦过程中硫平衡测算时，涉及到的变量有三个，即吨焦煤耗B。、焦 煤含硫S煤、焦炭含硫S焦。 1 炼焦过程中硫元素的流失量测算 若吨焦煤耗B 0=1350 kk /t焦；焦煤含硫 S煤=0.8 %;焦炭含硫 S焦=0.68 %，则焦炭中 的硫占总硫量的 63%,即卩(S 焦 X 1000)/ B 0S 煤=(0.68 %X 1000)/ (1350 X 0.8 % )= 63 %。 吨焦硫元素流失量为： BdS煤一1000 X S焦=10.8 6.8=4 kk /t焦，即吨焦硫元

7、素流失量占焦煤总硫量的 37。 2焦炉荒煤气产生量测算 焦炉荒煤气产生量为： V0 =280+1000 X( H - 22 %) mf/t 煤 式中 : H 炼焦煤的挥发分。 若炼焦煤的挥发分 H为38%，则V0=440 m3/t焦。 3焦炉荒煤气含硫量测算 出焦散逸煤气中含硫量占焦煤总硫量的1.4 %，折合0.15 kg/t焦(HS、焦油、有机 硫等)。 33 焦炉荒煤气中 HS平均浓度约为610g/m，若HS浓度为8 g/m，则焦炉荒煤气中的 硫为(32/34) X V0 X 0.008=(32/34) X 440X 0.008=3.31kg /t 焦；则焦炉荒煤气中的含硫量 占焦煤总硫量

8、的比例为(32/34) X( V0X 0.008 ) / B oS 煤=(32/34) X( 440 X 0.008 ) / (1350 X0.8 %)=31.1 %。 焦油(液态)中含硫量换算后约为 0.34 k /t 焦，占焦煤总硫量的 3.2 %。 气态有机硫在焦炉煤气中的浓度约320 mg/m3,气态有机硫含硫量换算后约为0.14 kg /t 焦，占焦煤总硫量的 1.3 %。 二)回用于炼焦的焦炉煤气燃烧二氧化硫排放量测算 生产 1 吨焦炭，加热约需焦炉煤气 190m3。 1. 回用的焦炉煤气有脱硫措施 脱除煤气体中硫化物的方法很多，通常可分为湿法和干法两大类，而湿法脱硫则按溶 液的吸

9、收和再生性质又区分为湿式氧化法、化学吸收法、物理吸收法以及物理-化学吸收 法。 湿式氧化法是借助于吸收溶液中载氧体的催化作用，将吸收的H2S氧化成为硫磺， 从而使吸收溶液获得再生。该法主要有改良ADA法、栲胶法、氨水催化法、PDS法及络合 铁法等。 化学吸收法系以弱碱性溶液为吸收剂，与H2S进行化学反应而形成有机化合物，当 吸收富液温度升高，压力降低时，该化合物即分解放出HS。烷基醇胺法、碱性盐溶液法等 都属于这类方法。 物理吸收法常用有机溶剂作吸收剂，其吸收硫化物完全是一种物理过程，当吸收富 液压力降低时，则放出 HS。属于这类方法的有冷甲醛法、聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法 以及早期的加压水

10、洗法等。 物理 =化学吸收法，该法的吸收液由物理溶剂和化学溶剂组成，因而其兼有物理吸收和化 学反应两种性质，主要有环丁砜法、常温甲醛法等。 目前焦炉煤气净化主要采用湿法脱硫工艺，HPF法、TV法和FRC法是目前采用较多的 荒煤气粗脱硫技术，但是还有许多问题需要解决；PDS法是非常具有竞争力的方法，其脱 硫 成 本 只 有 ADA 法 的 30 % 左 右 ， 脱 硫 脱 氰 能 力 优 于 ADA 法 。 干法脱硫技术是煤气深加工和高效利用时必不可少的脱硫方法，如果能够克服其 缺点，干法脱硫将以其操作简单可靠的优点得到更好的应用前景。 脱硫设施的脱硫率n = Kn硫 式中： K脱硫设施的运行率

11、； n 硫脱硫设施正常运行时的脱硫率，取值见表9。 则： 炼焦二氧化硫排放量=2x（ 190/ V 0）x 0.31 x（ 1-K n 硫）+ 0.013 x B）S 煤 x 90%kg /t 焦 式中： 0.31 为焦炉荒煤气中的含硫量占焦煤总硫量的比例； 0.013 为气态有机硫占焦煤总硫量的比例； 90 %为硫化物转化为 SO的转化率。 若焦炉气量V0取440 m3/t焦。 脱硫率n硫=90 %，脱硫设施运行率K=100%时， 炼焦二氧化硫排放量=2 x（ 190/ V 0）x 0.31 x（ 1-K n 硫）+ 0.013 x 10.8 x 90% =0.369 kk /t 焦 脱硫率

12、n硫=95 %，脱硫设施运行率K=100%时， 炼焦二氧化硫排放量=0.239 kk /t焦 脱硫率n硫=99 %，脱硫设施运行率K=100%时， 炼焦二氧化硫排放量=0.135 kk /t焦 4. 水泥生产计算方法： 水泥生料和燃料煤中都含有硫，按熟料实物煤耗高值164 kg原煤/t、煤 的硫含量为2%+算，生产1吨水泥熟料燃料带入 3.28 kg硫，折合成SO3为 8.2kg。由煤带入的SO最多占生料量的0.54%，通常燃料带入水泥生产的 SO折 算量不超过生料量的 0.3%，大型新型水泥生产线由于燃料消耗少，该比例更 低。水泥原料中往往含有一定量的碱（NqO K2C），该碱的存在，会在烧

13、成系 统结皮，影响烧成系统的连续运行，为此，在水泥生料配料时一方面限制碱含 量小于1%同时要求硫碱比（SC摩尔数/Na2C摩尔数）控制为0.60.8。当生 料中碱含量为1%要满足硫碱比在 0.60.8的范围内，生料中SC含量应为 0.77%1.03%（包括燃料带入部分），由此可见，燃料煤带入的硫不能单独满 足生料硫碱比的要求，通常情况下，原料带入的硫含量高于燃料煤带入的硫含 量。为了利用含硫高的煤，水泥工厂设计规范（GB50295-2008特意把石 灰质原料中SO含量降低到0.5%以下（2008年以前为SO含量V 1% 。 硫在原燃料中存在的形式为硫化物硫、元素硫、硫酸盐硫和有机硫。元素 硫、

14、硫化物硫、有机硫为可燃性硫。硫酸盐是不参与燃烧反应的，多残存于灰 烬中，称为非可燃性硫。可燃性硫在燃烧时主要生成SQ,只有1%- 5%氧化成 SQ,其主要化学反应是： 单体硫燃烧： S+ O2= SQ SO+1/2O2=SO 硫铁矿的燃烧：4FeS+11Q=2Fe2Q+ 8SQ SO+1/2O2=SO 硫醚等有机硫的燃烧： CHCH CHCH 2HS+3Q=2SQ+2HO 水泥窑SQ的生成，主要是由于燃料和水泥原料中的硫铁矿等物质，部分在 温度300600 C时分解生成；还有部分是在燃烧时产生的。但是，因为水泥的 主要原料是石灰石，在窑系统的各个部位都有SC2被吸收，如FS在顶部两级旋 风筒中

15、燃烧产生的SQ,约有70渝刻被生料中的CaQff吸收。尤其在最低一级旋 风筒中,气温为800850C,S02与活性很大的CaO反应速度最快，来自窑气流中 的大部分SC0被最低一级的旋风筒截留下来。如果是窑磨一体机，S02在磨中被进 一步吸收。水泥熟料锻烧工艺本身就是效率很高的脱硫过程，大部分硫固化后 留在残留水泥熟料中，只有少量随废气排放。 新型干法生产烧成用的煤粉，无论是窑头还是分解炉喷入，煤燃烧产生的 SO均通过分解炉，在分解炉内大量刚生成的CaOS本上可将这些SO全部化合成 CaSO进一步结合成熟料，只有原料中含有 FeS时预热器的废气中才能有SO, 可以认为新型干法生产工艺SO的排放量

16、主要取决于生料的SO含量，新型干法生 产工艺SQ的排放量可用下面公式计算。 Go2= 64/80 x t熟料耗生料量x SO含量x（ 1-吸收率）x 103kg/t熟料 前文已经述及，为保证水泥质量和生产正常运行，生料中SO含量v 1% 一 般地说，原燃料带入水泥窑中的硫化合物，在氧化气氛煅烧工况下吸收率可达 88100% 取生料中SO含量=1% 吸收率=88% 那么： Go2= 64/80 X 1.52 X 1%X（ 1-88%）X 103=1.46 kg/t 熟料 可见，SO的排放量最大不超过1.46 kg/t熟料。 通常，水泥生料的SO为0.4%0.8%,系统吸收率很高，取为95% SQ

17、的排 放量为（0.2430.486 ） kg/t熟料，小于排放标准规定的0.6 kg/t熟料限值。新 型干法水泥熟料烧成窑尾除尘后吨熟料废气排放量可控制在2000Nr3左右，水泥 生料中SO含量高时，实测SO排放浓度有可能超过200mg/ n3,即超标。 因为目前水泥生产除了生产过程的自吸硫外，一般尚不采取额外脱硫措 施，因此生产过程的SO产生量即为SQ排放量。 5. 烧结生产计算方法： 烧结及球团生产工艺二氧化硫产排放量动态测算数学模型 烧结及球团生产烟气中的 SQ，主要来源于在烧结及球团矿原燃料中硫的化合物燃烧。 由于烧结及球团生产使用的焦炭量很少，这些硫的化合物主要来自铁精矿。这些硫的化

18、合 物也有通过焦炭引入的。而铁矿石中的含量要比其少十倍。每生产一吨烧结及球团矿约产 生SQ0.82.0kg （视精矿粉和燃料中的含硫量多少有所不同）。 烧结及球团生产过程中原料的自熔可去除原料中的部分硫分。由于混合原料含硫率不 同，烧结机烟气中 SO的浓度一般在1001000 mg/N3,高的可以达到数千 mg/Nml采用 国产铁精矿粉的混合料含硫一般在0.10.3 %，产生SQ量在1.85.4 kg /t球团；采用 进口铁精矿粉的混合料含硫一般在0.010.03 %，产生SQ量在0.180.54 kg/t球团。 生产1吨烧结矿约需1050 kg混合矿和50 kg焦粉（或180mi煤气，约含硫

19、0.07 kg）， 若铁精粉混合料含硫 S精矿，焦粉含硫S焦粉，则原燃料共含硫1050S精矿+ 50S焦粉。 烧结及球团生产工艺 SQ产生量可以采用以下物料衡算方式进行精确计算： GSq2产生=2 X MX（ K铁矿X S矿S产品）t 其中K铁矿一一吨产品（烧结矿）原料消耗量， t/t ; M产品（烧结矿）产量，t ; S矿混合料的含硫率，; S产品产品（烧结矿）含硫率，。 烧结厂有组织收集的废气中含尘浓度高，SQ的浓度也较高，目前绝大多数企业只对烟 粉尘进行净化。 (1 )烧结生产工艺二氧化硫产排放量测算 烧结工艺有组织排放废气中混合料中约90%的硫转变为 SO, SO取决于混合料中的硫 分

20、，一般烧结产生的 SO约0.78 kg /t产品，如烧结生产资料不详，其SO排放量也可用 以下计算粗略估计： G烧结 so2 = G精矿 so2+ G燃料 so2= 2 X 90%x 1050S 精矿 + 2X KX MX S 燃料x( 1 一叶 SO2) 式中： K燃料燃烧过程中硫的转化率； M燃料消耗量，默认值； n so2脱硫措施的脱硫率，目前多数钢企烧结尚未米取脱硫措施。 表13烧结、球团工艺过程燃料消耗量和硫的转化率 燃料类型 低位热值 烧结燃耗量(M) 球团燃耗(M) 含硫 含硫默认值 燃烧过程硫的转化率 (K) 焦炭 27MJ/kg 焦 50 kg 40 kg S焦 7 kg /

21、t 焦 90% 高炉煤气 4 MJ/m3 340 m3 270 m3 S高炉 0.0094 kg /1000m3 100% 混合煤气 14 MJ/m3 100 m3 80 m3 s混合 0.031kg /1000m3 95% 例1 :烧结矿生产SO产生量计算 高炉炉渣的碱度为 1.05,生铁含Fe为94%,含Si为0.7%.混合矿含Fe为53%,SiO2为9.47%,每1000 千克烧结矿的焦粉消耗50千克，如焦分含硫 0.7 %，则燃烧后产生二氧化硫1.8 X 50X 0.7 %= 0.63 kg。 约1050 kg铁精粉混合料和50 kg焦粉生产1吨烧结矿。若铁精粉混合料含硫S精矿，焦粉含硫S焦粉， 原燃料共含硫1050S精矿+ 50S焦粉，若原料含硫0.1 %、燃料含硫0.7 %，原燃料共含硫1.40 kg。 G烧结 so2= 1.8(1.05 + 0.35)= 1.8 X 1.4 = 2.52 kg/t 烧结矿 若原料含硫0.02 %、燃料含硫0.7 %，原燃料共含硫 0.56 kko G烧结 so2= 1.8(1.05 X 0.2 + 0.35)= 1.8 X 0.56 = 1.008 kg/t 烧结矿 (2)球团生产工艺二氧化硫产排放量测算 球团生产过程中产生的SO与烧结工艺相近。球团生产过程中，混合料中80%的硫转 变为SQ。如球团生产资料不详，球团生产S