铜冶炼含砷烟气治理技术规范

2铜冶炼含砷烟气治理技术规范本标准规定了铜冶炼行业和有色冶炼含砷烟气治理的总体技术要求，包括技术的术语和定义、有色行业含砷烟气资源化利用要求。本标准适用于铜冶炼行业中烟气中砷的处理技术中的预荷电工艺、砷处理工艺系统。沉砷后的浓酸经过H2S硫化的浓酸中砷浓度可降低至用于后系统发烟硫酸的配酸。可作为铜冶炼工业建设项目环境影响评价、环保设施设计与施工、建设项目环境保护验收及建设后运行与管理的技术依据。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。所有引用文件及其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB51415-202《有色金属冶炼废气治理技术标准》GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》HJ2059-2018《铜冶炼废水治理工程技术规范》HJ2060-2018《铜冶炼废气治理工程技术规范》HJ558-2010《清洁生产标准铜冶炼行业》GB/T13931-2017《电除尘器性能测试方法》GB/T534-2002《工业硫酸国家标准》GB50016-2014（2018年版）建筑设计防火规范 GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》GBZ1工业企业设计卫生标准GB/T12801生产过程安全卫生要求总则GB50087工业企业噪声控制设计规范GB50034建筑照明设计标准GB50057建筑物防雷设计规范3GB50414-2007钢铁冶金企业设计防火规范GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准GB50489-2009化工企业总图运输设计规范GB50052-2009供配电系统设计规范GBT6719-2009袋式除尘器技术要求JBT8532-2008(2017)脉冲喷吹类袋式除尘器GB50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范HJ/T75固定源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范HJ/T76固定源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1有色冶炼含砷烟气Arsenic-ContainingFlueGasFromNonferrousSmelting有色冶炼工过程产生的烟气中含有危险固体或气体废物砷。3.2有色冶炼污酸Non-FerrousSmeltingDirtyAcid有色冶炼工过程产生用于沉积烟气中的重金属物质而缺乏利用回收价值的酸溶液。3.3陶瓷过滤技术CeramicFiltrationTechnology利用多孔陶瓷独特孔隙率，表面密度，使烟气通过陶瓷以过滤烟气中的杂质。3.4浓酸沉砷技术ConcentratedAcidArsenicPrecipitationTechnology将烟气通过酸性溶液，使烟气中的砷元素在硫酸质量分数为55%-60%的溶液中，从气态转化为晶体沉淀于酸溶液中。4总体要求4.1有色金属冶炼烟气必须保证烟气排放负压在300Pa以上，否则容易引起安全事故。因此，新增烟气处理设备的同时，必须保证外排烟囱的热备状态和事故工况下的快速响应。44.2砷的化合物当中As2O3(俗称为砒霜)的毒性仅次于砷化氢，一般70~180mg的三氧化二砷就可使一个成人致命。如果不经处理将烟尘堆存,将会严重污染环境。另一方面,砷的产品在生活中有一定的用途，白砷在木材防腐、含砷农药,玻璃搪瓷工业及合金工业均有着广泛应用。因此在铜冶炼含砷烟气中回收白砷有着实际的意义。4.3为了提高陶瓷管除尘器的除尘效能，解决陶瓷管易堵塞、寿命短的问题。需要通过使用不同零基线高压脉冲电源，该方法不仅成功解决了粉尘预荷电过程中高压部件容易积灰沾污的问题，也解决了上述问题。4.4需要开发高温除尘新技术，实现有色金属冶炼烟气的除尘操作，并实现其尘/砷分离和资源化，通过浓酸沉砷技术完成白砷的脱除，通过选择性吸附材料去除烟气中残余F、Cl、As元素，使烟气达到制酸要求。4.5为了满足后系统制酸的要求，研究了浓酸沉砷的烟气除砷新技术，经过浓酸沉砷的现场中试试验可知，浓酸洗涤和电除雾可以成功将烟气中As降低至1mg/m3。4.6大部分在铜冶炼含砷烟气中很少考虑设备，无预留净化设备占地，导致场地十分狭窄，要求治理设施占地面积小，布置紧凑。4.7铜冶炼含砷烟气装置及浓酸沉砷装置应执行国家现行的相关政策、标准、规范和规程。铜冶炼含砷烟气治理技术工艺应符合环保、安全、卫生、消防及其他相关专业设计的国家标准及规范要求。5净化工艺5.1工艺流程浓酸沉砷工艺的工艺流程见图1。5图1浓酸沉砷工艺的工艺流程5.2浓酸沉砷工艺的原理研究发现，白砷在不同浓度硫酸中的溶解度存在最低点，也就是说，当硫酸浓度维持在合理的范围时，其中溶解吸纳的白砷将发生沉淀，如图2所示。图2三氧化二砷在较浓硫酸中溶解度曲线当含砷烟气（大约330℃)首先进入高效洗涤器，与浓度为50-60%的硫酸进行逆流接触，这时烟气里的尘和砷被冲洗下来并随底流进入沉降槽，烟气进一步净化后进入制酸工序的后续流程。沉降槽底流浓相送至压滤机进行压滤，得到的滤渣为三氧化二砷晶体和含其他金属粉尘的酸泥，可以考虑进一步精制产品白砷6-177.2.2浓酸沉砷系统中的洗涤液采用经H2S硫化后的浓硫酸（50%-60%）。7.2.3白砷在不同浓度硫酸中的溶解度存在最低点，也就是说，当硫酸浓度维持在合理的范围时，其中溶解吸纳的白砷将发生沉淀。7.2.4脱硫机料仓配有必要的阀门、仪表、流化装置和排气除尘器。料仓设料位计用来监控仓内料位，料仓出口配有空气流化装置，以便干态吸附剂从料仓中流出并避免发生板结和起拱堵料。7.2.5当含砷烟气（大约330℃)首先进入高效洗涤器，与浓度为50-60%的硫酸进行逆流接触，这时烟气里的尘和砷被冲洗下来并随底流进入沉降槽，烟气进一步净化后进入制酸工序的后续流程。7.2.6沉降槽底流浓相送至压滤机进行压滤，得到的滤渣为三氧化二砷晶体和含其他金属粉尘的酸泥，可以考虑进一步精制产品白砷（纯度≥98%沉降槽溢流液设置专门的收集槽并用泵送至高效洗涤器循环使用。7.2.7浓酸沉砷的效率应在85%以上，并满足达标排放要求。7.2.9洗涤烟气后滤液中砷含量极低，仅有几十mg/L，而绝大多数的砷元素以白砷的形式沉淀出来进入滤渣，滤渣的砷含量高达1万mg/Kg。7.2.10假定系统中的As都出于三价，五价As所导致的更加负载的反应机理和更多的中间物种暂不考虑，此外，As2S3和H2S发生氧化还原而产生As4S4的反应也由于强酸抑制而不予考虑。7.2.11根据国标GB/T534-2002（工业硫酸国家标准）的规定，优等品和一等品发烟硫酸的砷含量限值均为10ppm，其SO3含量按照20%计算。7.2.12根据国家标准，一等品98%浓硫酸砷含量不高于50ppm。7.2.13高温除尘系统中，烟气处理量为5000标方/小时。7.2.14经电除尘后烟气温度保持在330℃。7.2.15用空气降温至190℃后进入浓吸收塔底部，高温烟气将塔内硫酸加热到95℃。7.2.16冶炼烟气中As2O3被浓硫酸分离析出，浓硫酸循环使用。经过冷却、沉砷的烟气在第二级中进行电除雾，冷却后的烟气回到冶炼烟气总管去制酸工段。7.3余热回收系统7.3.1应在不影响焦炉正常生产的情况下最大限度地利用余热资源。87.3.2主蒸汽额定汽温偏差为±5℃,在可能运行的条件工况下，各段受热面的金属壁温都在允许范围之内。7.3.3适用于露天布置，并采取适当防雨、避雷的措施。7.3.4在定压运行下有良好的对负荷变动的适应性，在变负荷运行时，有足够的安全可靠性，以适应系统或控制装置在运行中产生的偏差。7.3.5采用有效的停炉保护措施，并提供有关设备及系统。7.3.6经余热锅炉吸收余热后，温度降至165±10℃以下。7.3.7余热锅炉宜布置在引风机前端，以便降低风机投资成本。8监测及过程控制监测及过程控制要求如下：（1）应在浓酸沉砷系统入口、出口各设置一套在线监测装置；（2）应在浓酸沉砷系统出口设置一套硫酸逃逸在线监测装置监测硫酸气体浓度；（3）进、出口烟气在线监测装置的监测项目及方法应符合国家有关标准规范要求；（4）进、出口在线监测项目应包括SO2浓度、H2S浓度、As2O3浓度、As浓（5）按照相关标准要求，定期对在线监测装置进行人工比对、校准；（6）在线监测数据应具有上传环保部门的功能，便于环保管理部门及时掌握烟气排放情况；（7）铜、镍、钴工业企业生产过程中水污染物和大气污染物排放限值、监9环保与安全铜冶炼含砷烟气治理技术工艺除满足本规范要求外，还应符合环保、安全、卫生、消防及其他相关专业设计的国家标准及规范要求。9.1一般规定生产中一般应满足下列要求：9a)铜冶炼含砷烟气治理技术工艺除满足本规范要求外，还应符合环保、安全、卫生、消防及其他相关专业设计的国家标准及规范要求。b)浓酸沉砷系统的防火、防爆设计应符合GB50016、GB50222等有关标准的规定；c)浓酸沉砷系统设施室内防泄漏、防噪声与振动、防电磁辐射、防暑与防寒等要求应符合GBZ1的规定；d)净水剂的技术要求、检验验收、标牌标志、包装运输和储存应符合GB/T10531的规定；e)整个浓酸沉砷系统装置的可利用率为100%。f)浓酸沉砷系统设置必要的旁通，便于检修维护时，不影响离心泵的正常生产。g)浓酸沉砷系统中吸收塔内硫酸浓度保持在50%～60%。h)本系统硫酸区需设置硫酸泄漏报警仪。9.2环境保护生产中环保应符合下列要求：a)浓酸沉砷工程竣工环境保护验收应按照《建设项目竣工环境保护验收暂行办法》国环规环评[2017]4号的规定进行；b)浓酸沉砷系统废水、污水、雨水宜采取分别处理、分别排放的原则，且应满足相关标准、规范的要求；c)还原剂制备区废液必须经过处理达到国家环保排放标准，严禁直接对外排放；d)浓酸沉砷系统噪声控制应满足GB50087的规定，应尽可能采用噪声低的设备。对于噪声较高的设备，应采取减振消声措施，尽量将噪声源和操作人员隔开，工艺允许远距离控制的，可设置隔声操作（控制）室。e)浓酸沉砷系统废催化剂处理需提交给有资质的固废处理单位处理，严禁私自处理与长期堆放。f)浓酸沉砷系统除废催化剂外，应无其他固体废物排放；废催化剂处理需提交给有资质的危废处理单位处理，废催化剂严禁私自处理，严禁长期堆放；g)硫酸泄漏容器应采用置换处理清除剩余气体，严禁剩余气体自然排放；h)浓酸沉砷系统在工艺选择、设备选择、节能节水节地和运营管理等均应按照有关规定执行，建立满足规范要求的清洁生产环境。9.3劳动安全a)浓酸沉砷系统的建设应遵守GB/T12801及其他有关规定。b)浓酸沉砷系统的防火、防爆设计应符合GB50016、GB50222等有关标准的规定；c)硫酸区设备、设施应严格按照《特种设备安全监察条例》的规定进行安全检查、检测和监察；d)浓酸沉砷设施室内防泄漏、防噪声与振动、防电磁辐射、防暑与防寒等要求应符合GBZ1的规定；e)生产、运行、调试单位应建立硫酸区域安全生产责任制和事故应急救援预案，配备应急救援人员和应急救援器材、设备，定期组织演练，制定并严格执行经常性的和定期性的安全检查制度，及时消除事故隐患，防止事故发生。10净化效果净化效果应符合下列要求单位mg/m3）颗粒物砷及其化合物硫酸雾铅及其化合物氟化物化合物现有企业铜冶炼45烟气制酸一转一吸45两转两吸新建企业铜冶炼40烟气制酸4011施工与验收设计变更文件后才能施工。建设单位应当确保调试期间污染物排放符合国家和地方有关污染物排放标准和12.2.2从事接触职业病危害作业的人员应当按照国务院卫生行政部门的规12.3.1隐患排查的范围：应包括所有与生产经营相关的场所、环境、人员、设备设施和活动隐患排查和治理。12.3.2铜冶炼烟气治理设备的运行和维护应符合设备说明书的规定。铜冶炼烟气治理设施应根据工艺要求，检查维护设备、电气、自控仪表、建筑物及构筑物。12.3.3废气治理系统的运行、维护和检修，不应影响冶炼系统和后续废气治理设施的稳定、连续运行。12.3.4企业应建立废气治理设施运行维护的各项管理制度、运行操作和维护规程，设备运行状况台账记录宜