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SO2的原因是燃料中含有硫分，原料中含有芒硝（Na2SO4），这些含硫物燃烧氧化或分解，导致烟气中有大量SO2产生。燃料（重油、天然气、煤气、煤炭）燃烧产生SO2，还有作为玻璃澄清剂的芒硝（Na2SO4，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SO2。 表567 不同芒硝含率融化后SO2产生量芒硝含率SO2产生量22.533.544.55kg/重量箱玻璃0.110.1380.1650.1930.220.2480.275kg/t玻璃2.22.763.33.864.44.965.5目前我国平板玻璃熔炉所用燃料，主要

2、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SO2排放水平的高低。单位玻璃产品燃料燃烧产生的SO2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SO2量由芒硝融化和燃料燃烧产生SO2量之和。计算方法如下：（1）使用天然气为燃料SO2产生量（天然气含硫忽略） G硫2.2×（/2） /t玻璃（2）使用重油为燃料SO2产生量G硫2.2×（/2） 1.95 B0S /t玻璃 其中： G硫吨玻璃SO2产生量 /t玻璃 芒硝含率 B0吨玻璃重油消耗量 S重油含硫率 如果没有B0值，可按

3、2009年我国玻璃行业热耗指标中的B0值。（3）SO2去除量 G硫去G硫 /t玻璃 脱硫设施的脱硫率 （4）SO2排放量 G硫排G硫（1） /t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，SO2产生量则为： G硫2.2×（3/2） 1.95 ×179×23.36.98 10.28 /t玻璃表568 不同燃料SO2排放水平（单位：mg/Nm3）燃料天然气含1S重油含2S重油SO2排放水平300100012001800220028002. 火电脱硫计算方法该电厂10000t含硫率1%的燃煤燃烧后产生的二氧化硫量为17×10000=170

4、000kg（产生量）。审核该电厂在Ca/S 1.05、石灰石纯度80% 条件下去除1kg二氧化硫需消耗石灰石量为2.048kg/kg。消耗289t石灰石为可以去除的二氧化硫总量为289000÷2.048= 141113kg（实际去除量）。实际去除率h=141113÷170000=83.01%若正常去除率h0=95%，则运行率V=83.01%÷95%=87.38%。3. 炼焦生产计算方法：炼焦二氧化硫排放量2×V燃/ （280+1000×（H - 22）×(32/34)×（280+1000×（H - 22）×

5、;0.008/ B0S煤×（1-K硫）（280+1000×（H - 22）×320×10-6/ B0S煤×B0S煤×90 /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； B0为吨焦煤耗量； S煤为焦煤含硫率； K为脱硫设施的运行率； 硫为脱硫设施正常运行时的脱硫率； 90为硫化物转化为SO2的转化率。（一）炼焦过程中的硫平衡测算炼焦过程除了产生H2S外，还会产生SO2、COS、CH3SH、CS2等气态硫化物，SO2绝大部分会被还原为H2S。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 B0、焦煤含硫 S

6、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 B0=1350/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(S焦×1000)/ B0S煤=(0.68×1000)/ (1350×0.8)= 63。吨焦硫元素流失量为：B0S煤1000×S焦10.86.8=4/t焦，即吨焦硫元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×（H - 22）m3/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

7、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/t焦（H2S、焦油、有机硫等）。焦炉荒煤气中H2S平均浓度约为610g/m3，若H2S浓度为8 g/m3，则焦炉荒煤气中的硫为(32/34)×V0×0.008=(32/34)×440×0.008=3.31/t焦；则焦炉荒煤气中的含硫量占焦煤总硫量的比例为(32/34)×（V0×0.008）/ B0S煤=(32/34)×（440×0.008）/ (1350×0.8)=31.1。 焦油（液态）中含硫量换算后约为0.34/t焦，占焦煤总硫量的3.2。

8、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/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

9、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H2S。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H2S。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A

10、DA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K硫 式中：K脱硫设施的运行率； 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2×（190/ V0）×0.31×（1-K硫）0.013×B0S煤×90 /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SO2的转化

11、率。若焦炉气量V0取440 m3/t焦。脱硫率硫=90，脱硫设施运行率K=100时， 炼焦二氧化硫排放量2×（190/ V0）×0.31×（1-K硫）0.013×10.8×90 0.369/t焦脱硫率硫=95，脱硫设施运行率K=100时， 炼焦二氧化硫排放量0.239/t焦脱硫率硫=99，脱硫设施运行率K=100时， 炼焦二氧化硫排放量0.135/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%计算，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S

12、O3最多占生料量的0.54%，通常燃料带入水泥生产的SO3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（Na2O、K2O），该碱的存在，会在烧成系统结皮，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（SO3摩尔数/Na2O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SO3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

13、泥工厂设计规范（GB50295-2008）特意把石灰质原料中SO3含量降低到0.5%以下（2008年以前为SO3含量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、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SO2，只有1%5%氧化成SO3，其主要化学反应是：单体硫燃烧：S+ O2= SO2 SO2+1/2O2=SO3 硫铁矿的燃烧：4FeS2+11O2=2Fe2O3+ 8SO2 SO2+1/2O2=SO3 硫醚等有机硫的燃烧：CH3CH2 S H2S+H2+C+C2H4 CH3CH22H2S+3O2

14、=2SO2+2H2O 水泥窑S02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S02被吸收，如Fe2S在顶部两级旋风筒中燃烧产生的S02, 约有70%立刻被生料中的CaO所吸收。尤其在最低一级旋风筒中,气温为800850,S02与活性很大的CaO反应速度最快，来自窑气流中的大部分S02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

15、粉，无论是窑头还是分解炉喷入，煤燃烧产生的SO2均通过分解炉，在分解炉内大量刚生成的CaO基本上可将这些SO2全部化合成CaSO4，进一步结合成熟料，只有原料中含有FeS2时预热器的废气中才能有SO2，可以认为新型干法生产工艺SO2的排放量主要取决于生料的SO3含量，新型干法生产工艺SO2的排放量可用下面公式计算。Gso2= 64/80×t熟料耗生料量×SO3含量×（1- 吸收率）×103 kg/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SO3含量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

16、料中SO3含量=1%，吸收率=88%，那么：Gso2= 64/80×1.52×1%×（1-88%）×103=1.46 kg/t熟料可见，SO2的排放量最大不超过1.46 kg/t熟料。通常，水泥生料的SO3为0.4%0.8%，系统吸收率很高，取为95%，SO2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2000Nm3左右，水泥生料中SO3含量高时，实测SO3排放浓度有可能超过200mg/ Nm3，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

17、取额外脱硫措施，因此生产过程的SO2产生量即为SO2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SO2，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SO20.82.0kg（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SO2的浓度一般在1001000 mgNm3，高的可以达到数千mg/Nm3。

18、采用国产铁精矿粉的混合料含硫一般在0.10.3，产生SO2量在1.85.4/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SO2量在0.180.54/t球团。生产1吨烧结矿约需1050混合矿和50焦粉（或180m3煤气，约含硫0.07），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SO2产生量可以采用以下物料衡算方式进行精确计算：GSO2产生2×M×（K铁矿×S矿S产品） t 其中 K铁矿吨产品（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（

19、烧结矿）含硫率，。烧结厂有组织收集的废气中含尘浓度高，SO2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SO2，SO2取决于混合料中的硫分，一般烧结产生的SO2约0.78 /t产品，如烧结生产资料不详，其SO2排放量也可用以下计算粗略估计：G烧结SO2G精矿SO2G燃料SO22×90×1050S精矿2×K×M×S燃料×（1SO2） 式中：K燃料燃烧过程中硫的转化率；M燃料消耗量，默认值； SO2脱硫措施的脱硫率，目前多数钢企烧结尚未采取脱硫措施

20、。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/焦5040S焦7/t焦90高炉煤气4 MJ/m3340 m3270 m3S高炉0.0094 /1000m3100混合煤气14 MJ/m3100 m380 m3S混合0.031 /1000m395例1：烧结矿生产SO2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1.8×50×0.70.63。 约1050铁精粉混合料和50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。G烧结SO21.8(1.050.35) 1.8×1.42.52/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。G烧结SO21.8(1.05×0.20.35) 1.8×0.561.008/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