Наилучшим имеющимся методом преобразования SO2 в серную кислоту признан процесс получения серной кислоты из SO2 с двукратным повторением цикла контактного взаимодействия и абсорбционной очистки (DCDA). Выбросы завода, работающего по технологии DCDA, не превышают 0,2 кг SO2 на тонну получаемой серной кислоты при эффективности преобразования 99,7% (World Bank, 1998).
До подачи в цех по производству серной кислоты отходящие газы плавильных печей с высоким содержанием SO2 пропускаются через систему газоочистки (как правило, с высокоэффективным обеспыливающим оборудованием).
Дополнительным преимуществом такого сочетания методов является снижение выбросов пыли и SO2, а не только ПХДД/ПХДФ.
Минимизации выбросов ПХДД/ПХДФ, в принципе, могут способствовать также другие методы связывания серы, которые могут требовать предварительной очистки отходящих газов до химического превращения или регенерации серы. К таким методам относятся (World Bank, 1998):
1. Регенерация жидкого диоксида серы (абсорбция чистого, сухого отходящего газа в воде или химическая абсорбция бисульфитом аммония или диметиланилином);
2. Регенерация элементарной серы с использованием таких восстановителей, как углеводороды, углерод или сероводород. Обычно при использовании этого метода содержание серы в газе все еще выше допустимого. Восстановительные условия также благоприятны для образования диоксинов. Следовательно, после извлечения газ следует дожечь и очистить, используя такой метод, как скрубберный.
4.2.2 Улавливание дыма и газов
Выбросы в атмосферу должны контролироваться на всех стадиях технологического процесса, от погрузочно-разгрузочных операций, плавки и операций в точках массопередачи до контроля выбросов ПХДД/ПХДФ. Герметизированные печи наиболее эффективно ограничивают выбросы летучих веществ, в то же время обеспечивая регенерацию теплоты и сбор отходящих газов для повторного использования в процессе. Правильное конструирование и расчет газовытяжных устройств и газоходов существенно влияют на эффективность улавливания отходящих газов и дыма. Может оказаться необходимым устройство внешней оболочки печи или реактора. Если непосредственный отвод дымо - и газовыделений и устройство вентиляционных укрытий неосуществимы, внешняя оболочка печи должна обеспечить возможность удаления, обработки и выброса вентиляционного воздуха. Организация сбора отходящих газов и дыма на уровне свода металлургических установок нежелательна ввиду высоких энергетических затрат. Применение микропроцессорных устройств управления заслонками газоходов может повысить эффективность улавливания дыма и газов, позволит уменьшить размеры вентиляторов и, следовательно, снизить затраты. Герметизированные загрузочные тележки или скипы, применяемые в отражательных печах, могут значительно уменьшить объем неорганизованных выбросов в атмосферу, локализуя выбросы при загрузке сырья (European Commission, 2001, р. 187-188).
Использование отражательных печей неуклонно снижается из-за трудностей с контролем выбросов и связанных с этим больших затрат. Трудно представить, что в дальнейшем будут строить отражательные печи.
(Личное сообщение, февраль 2006 г.)
4.2.3 Высокоэффективное пылеудаление
В процессе плавки образуются большие количества дисперсного вещества с большой площадью поверхности частиц, способных адсорбировать ПХДД/ПХДФ. Эти пыли и соединения металлов следует удалять для уменьшения выбросов ПХДД/ПХДФ. Прежде чем направлять газы в установку по производству серной кислоты, их следует подвергать предварительной очистке с применением высокоэффективного пылеулавливающего оборудования, например керамических фильтров, высокоэффективных тканевых фильтров или комплекса газоочистных устройств.
При выборе пылеулавливающего оборудования тканевым фильтрам следует отдавать предпочтение перед мокрыми скрубберами, мокрыми электростатическими фильтрами или горячими электростатическими фильтрами. Пыль, собранную пылеулавливающим оборудованием, следует возвращать в процесс. Возвращаемая или собранная пыль подлежит обработке в высокотемпературных печах для разрушения ПХДД/ПХДФ и регенерации металлов. Уловленная, но не утилизированная пыль подлежит захоронению на безопасном полигоне или ликвидации иным приемлемым способом.
Действующие тканевые фильтры должны находиться под постоянным контролем устройств, обнаруживающих отказ рукавов.
.
5. Новые исследования
Селективное каталитическое восстановление применялось в промышленности как средство борьбы с выбросами оксидов азота (NOx) от многих технологических процессов. Показано, что модифицированная технология селективного каталитического восстановления (с расширенной активной зоной) обеспечивает разложение ПХДД и ПХДФ, содержащихся в отходящих газах, по-видимому, в результате реакций каталитического окисления. Эту технологию следует считать перспективной с потенциалом эффективного снижения выбросов стойких органических загрязнителей на предприятиях по выплавке неблагородных металлов и в других отраслях промышленности.
Однако, в зависимости от выбора катализатора каталитическое окисление может подвергнуться загрязнению следами металлов и другими загрязнителями в отходящих газах. Перед использованием процесса необходимо провести проверочную работу.
6. Обзор рекомендуемых мер
В таблицах 15 и 16 дан обзор мер, рассмотренных в предыдущих разделах
Таблица 15. Меры, рекомендуемые для новых предприятий первичной
выплавки неблагородных металлов
Меры | Описание | Соображения | Примечания |
Альтернативные процессы | Приоритет должен быть отдан рассмотрению альтернативных процессов, потенциально менее экотоксичных, чем пирометаллургическая выплавка неблагородных металлов | Гидрометаллургические процессы являются эффективным средством предотвращения выбросов. Было отмечено, что следует учитывать прямое атмосферное выщелачивание сульфидных концентраций | |
Технико-эксплуатационные требования | Рекомендуемые к внедрению новые процессы первичной выплавки неблагородных металлов должны удовлетворять жестким эксплуатационным требованиям и требованиям к отчетности, предусмотренным наилучшими имеющимися методами | Необходимо рассмотреть возможность внедрения основных и дополнительных мер, перечисленных в табл. 16 | Новые эксплуатационные требования должны учитывать достижимые значения предельно допустимых выбросов ПХДД/ПХДФ, указанные в подразделе 7 |
Таблица 16. Основные и дополнительные меры, рекомендуемые для предприятий первичной выплавки неблагородных металлов
Меры | Описание | Соображения | Примечания |
Основные меры | |||
Применение гидрометал-лургических процессов | Широкое применение гидрометаллургических процессов, эффективно предотвращающих выбросы в атмосферу, вместо пирометаллургических | Применение гидрометаллургических процессов будет в значительной мере зависеть от наличия требуемых руд и концентратов (латеритных или сульфидных). Комбинация гидрометаллургии и пирометаллургии, приненяемая сейчас для выплавки никеля и меди, может иметь потенциал и для выплавки цинка (представитель Финляндии 2006) | |
Контроль качества сыья (металлолома) | Выбор и сортировка сырья во избежание добавления в шихту материала, загрязненного органическими веществами или веществами-предшественниками, для уменьшения опасности образования ПХДД/ПХДФ | Рассмотреть методы: · Обезжиривание сырья (например, в процессах термического удаления покрытий и обезжиривания с последующим дожиганием для разрушения всех органических веществ в отходящих газах) · Измельчения и абразивной обработки сырья в сочетании с эффективной вытяжкой пыли и уменьшением запыленности окружающего воздушного пространства. Получаемый при этом мелкодисперсный материал может быть переработан для регенерации ценных металлов методами плотностной или пневматической сепарации · Устранение пластмасс удалением изоляции кабелей (например, с применением криогенной техники для охрупчивания и легкого отделения пластмасс) · Эффективное смешение исходного сырья для получения однородного загружаемого материала и стабилизации технологического процесса – как основной приоритет (представитель Финляндии 2006) | |
Эффективное управление технологи-ческим процессом | Системы управления технологическим процессом должны обеспечивать стабильность процесса и функционировать в диапазоне параметров, благоприятных для минимизации образования ПХДД/ПХДФ. В отсутствие непрерывного мониторинга ПХДД/ПХДФ обеспечение оптимальных условий эксплуатации для снижения выбросов ПХДД/ПХДФ требует непрерывного мониторинга и стабилизации таких параметров, как температура, время пребывания реагирующих веществ в активной зоне, состав газовых выбросов, а также автоматического управления заслонкой дымоотводящего камина | Для разрушения ПХДД/ПХДФ температуры печи следует поддерживать на уровне выше 850 °C | |
Применение технологии плавки | При использовании пирометаллургических методов, предпочтение перед старыми технологиями (например обжигом, плавкой в доменной печи) следует отдать плавке во взвешенном состоянии, существенно снижающей энергопотребление и выбросы в атмосферу | При плавке во взвешенном состоянии достигается высокая концентрация SO2 в потоке отходящих газов, что обеспечивает эффективное связывание или регенерацию SO2 перед выбросом газов в атмосферу | |
Максимиза-ция содержания SO2 для связывания серы | Общим требованием при переработке сульфидных руд или концентратов является реализация такого режима технологических процессов, при котором достигается максимальная концентрация SO2 в отходящих газах, необходимая для регенерации или связывания серы. Предпочтение следует отдавать процессам, использующим обогащенный кислородом воздух (или чистый кислород) для повышения содержания SO2 в потоке и уменьшения общего потока технологического газа | ||
Дополнительные меры Следующие дополнительные меры, способствующие уменьшению образования и выброса ПХДД/ПХДФ в атмосферу, следует считать примерами наилучших имеющихся методов. | |||
Высокоэф-фективная газоочистка и преобразо-вание SO2 в серную кислоту | Для отходящх газов с высоким содержанием SO2 наилучшим имеющимся методом является высокоэффективная предварительная очистка отходящих газов с последующим преобразованием SO2 в серную кислоту | Такое сочетание двух процесов позволяет уменьшить выбросы не только ПХДД/ПХДФ, но также пыли и SO2 | Коцентрация выбросов ПХДД/ПХДФ при высокоэффективной газоочистке и преобразовании SO2 в серную кислоту снижается до < 0,005 нг TEQ/м3 |
Улавливание дыма и газов | Выбросы в атмосферу должны контролироваться на всех стадиях технологического процесса, от погрузочно-разгрузочных операций, плавки и операций в точках массопередачи до контроля выбросов ПХДД/ПХДФ | ||
Высокоэф-фективное пылеудаление | Пыли и соединения металлов следует удалять из газового потока для уменьшения выбросов ПХДД/ПХДФ в атмосферу. Газы, направляемые в установку по производству серной кислоты, подлежат предварительной очистке высокоэффективным пылеулавливающим оборудованием, например, керамическими фильтрами, высокоэффективными тканевыми фильтрами или комплексом газоочистных устройств. Пыль, собранную пылеулавливающим оборудованием, следует возвращать в процесс. Возвращаемая или собранная пыль подлежит обработке в высокотемпературных печах для разрушения ПХДД/ПХДФ и регенерации металлов. Действующие тканевые фильтры должны находиться под постоянным контролем устройств, обнаруживающих отказ рукавов | При выборе пылеулавливающего оборудования тканевым фильтрам следует отдавать предпочтение перед мокрыми скрубберами, мокрыми электростатическими фильтрами или горячими электростатическими фильтрами. Уловленная, но не утилизированная пыль подлежит захоронению на безопасном полигоне или ликвидации иным приемлемым способом | |
7. Достижимые эксплуатационные уровни, ассоциируемые с НИМ
Эксплуатационные уровни ПХДД/ПХДФ в атмосферных выбросах, связанные с наилучшими имеющимися методами для плавилен основных металлов, - < 0.1 нг I-TEQ/нм3 (при рабочих концентрациях кислорода).
Ссылки на литературу
Charles E. Napier Co. Ltd. 2002. Generic Dioxin/Furan Emission Testing Protocol for the Base Metals Smelting Sector. Prepared for Environment Canada.
European Commission. 2001. Reference Document on Best Available Techniques in the Non-Ferrous Metals Industries. BAT Reference Document (BREF). European IPPC Bureau, Seville, Spain. eippcb. jrc. es.
World Bank. 1998. Pollution Prevention and Abatement Handbook 1998: Toward Cleaner Production. Chapters on copper, nickel, lead and zinc smelting.
www-wds. worldbank. org/servlet/WDS_IBank_Servlet? pcont=details&eid=000094946_
Другие источники
Gunson A. J. and Jian Y. 2001. Artisanal Mining in The People's Republic of China. Mining, Minerals and Sustainable Development (MMSD), International Institute for Environment and Development (IIED), September 2001.
UNEP (United Nations Environment Programme). UNEP News Centre. www. unep. org/Documents. Multilingual/Default. asp? DocumentID=284&ArticleID=3204&l=en, as read on 20 January 2006.
Xinbin F., Guangle Q., Guanghui L., Ping L. and Shaofeng W. 2005. “Mercury Emissions from Artisanal Zinc and Mercury Smelting in Guizhou, PR China.” Goldschmidt Conference Abstracts 2005: The Geochemistry of Mercury p. A705.
Xinbin F., Xianwu B., Guangle Q., Guanghui L. and Shunlin T. Mercury Pollution in Guizhou, China: A Status Report. pbc. eastwestcenter. org/abstracts2005/abstract2005fengxinbin. htm, as read on 29 December 2005.
[1] 1 нг (нанограмм) = 1 × 10-12 килограмм (1 × 10-9 грамм); нм3 = нормальный кубический метр, объем сухого газа, измеренный при температуре 0 °C и давлении 101,3 кПа. Сведения об измерении токсичности приведены в параграфе 3 раздел I. C настоящего руководства.
[2] 1 нг (нанограмм) = 1 х 10-12 кг (1 х 10-9 г); н. м3 = нормальные кубические метры; объем сухого газа, измеренный при 0 °C и 101,3 кПа. Информация по измерению токсичности приведена в Подразделе 3 Раздела I. C настоящих Руководящих принципов.
2 Презентация компании Hydro Magnesium Canada на двустороннем межгосударственном информационном совещании по электролитическому производству магния в Монреале 12 декабря 2000 г., проведенная Жаном Ляперьером (Jean Laperriere), начальником отдела по охране окружающей среды.
3 В апреле 2003 г. этот завод под давлением конъюнктуры рынка был закрыт на неопределенное время.
4 1 нг (нанограмм) = 1 х 10-12 кг (1 х 10-9 г); нм3 = нормальный кубический метр, объем сухого газа, измеренный при 0 °С и 101,3 кПа.
5 1 пг (пикограмм) = 1 x 10-15 кг (1 x 10-12 г); 1 нг (нанограмм) = 1 х 10-12 кг (1 х 10-9 г). Информация по измерению токсичности содержится в Подразделе 3 Раздела I. C настоящих Руководящих принципов.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
