含汞废气处理项目设计方案 当前位置:首页废气治理
 

一、工程概况

杭州临安景亮照明电器有限公司是一家节能灯专业生产厂家。在生产线中的注汞、排气等工序及废灯管暂存区会产生一定量的以汞蒸汽形态存在的含汞废气。汞属剧毒物质,汞蒸汽通过呼吸道进入人体,生产场所往往以粉尘进人气管和肺部,将对人体造成严重危害。

该公司是一家颇具规模的节能灯生产企业,近几年凭着科学的管理模式企业规模激剧壮大。公司决策者本着对社会负责的态度,一向重视劳动保护和环境保护工作,一直致力于工人劳动环境和周围环境的改善。针对生产中各污染源的有害气体进行了有效的收集。为配合临安市政府“关于节能灯行业环境管理的通知”的落实。受业主委托,我公司拟定了一套针对该项目含汞废气处理的设计方案,以供业主和有关部门审定后实施。

二、设计依据

1、业主提供的各环节产生的废气量

2、含汞废气处理实用技术

3、有关技术标准与法规

·《中华人民共和国环境保护法》

·《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)

·《三废处理工程技术手册》(废气卷)

·《钢结构设计规范》(GBJ17-88)

三、设计范围及内容

1、设计范围

本设计只针对收集后的含汞废气处理系统的设计,废气的收集由业主自行解决。

2、设计内容

·设备选型设计

·处理工艺选择及设计

·配套电气设计

四、设计原则及要求

·废气处理设备设计及选型遵循“先进实用,经济合理”的原则;

·处理系统的布置,运行不影响生产设备的运行及岗位工人的操作;

·处理工艺经济实用,投资省,占地少;

·净化效率高,无二次污染;.

·系统运行稳定,工艺成熟可靠,操作维护方便。

2、设计要求

处理后废气达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)之二级标准。即:

汞及其化合物最高排放浓度小于0.015mg/m3,

最高排放速率小于1.8×10-3kg/h(排气筒高度大于15m)。

五、处理工艺的选择

目前,国内净化汞蒸汽常用吸收法、吸附法和联合净化法等。

1、溶液吸收法

吸收法多采用具有较高氧化还原电位的物质,如高锰酸钾(KMnO4)、次氯酸钠溶液等,它们有与汞蒸汽作用时反应速度快,净化效率高,溶液浓度低、不易挥发、沉淀物少等特点,常用吸收法有高锰酸钾和次氯酸钠溶液吸收法等.

2、固体吸附法

利用某种化学物质处理过的活性炭作为汞吸收剂的方法可用于含汞废气的净化。国内在处理低浓度汞废气和高浓度含汞废气的二级净化多用cl处理的活性炭,但在汞冶炼成其他高浓度或大气量合汞废气治理中考虑到经济成本的因素,也采用多硫化钠处理的焦炭作吸附剂。

近几年来国内出现了载银活性炭和载硫活性炭净化装置,已经推广应用。从技术角度考虑,以载银活性炭作为吸收剂是一种比较理想的方式。汞与某些金属接触能生成稳定的汞齐合金,汞与银形成银汞齐的能力很强,当空气中的汞蒸汽与载银吸附剂接触时,汞与银立即生成银汞齐,于是汞被吸附。银汞齐是一种金属台金,在常温下很稳定,而且无毒害。但是由于活性炭载银时绝大多数银只被覆于活性炭表面,当气体流通过载银活性炭床时汞只被有银的地方所吸附。因此,在以载银活性炭作为吸收剂时气流透过流速应该控制在非常小的范围内(一般为0.2m/s),可见,此方法的活性炭填装量相当大。另外,由于近几年金银价格猛涨,使得载银活性炭的制造成本随之增加。从处理成本的角度考虑,让一般的企业难以接受。

以载硫活性炭作为吸收剂从经济和技术角度综合考虑是一种较为理想的方式。由于活性炭载硫时绝大多数硫被覆于活性炭孔隙中,当气体流通过载硫活性炭床时,汞蒸气更容易、更有效地与硫接触,从而迅速与硫反应生成硫化汞,沉积于活性炭孔隙中,达到除汞目的。这种载硫活性炭适用于常规方法除汞困难的场合,以除去气体流中的汞蒸气,除汞效率均在99%以上。

从硫和汞生成硫化汞的化学反应计量算,则1g硫应与6.25g汞反应,每1g载硫量10%的载硫活性炭中的硫可反应0.625g汞。这就是说,理论上载硫量10%的载硫活性炭极限除汞能力为床中载硫活性炭填装量的62.5%。在实际应用中,由于基础活性炭结构性能、颗粒大小、载硫量和气体流流速、温度、压力、含汞浓度以及床型结构,载硫活性炭填装量、床高、床面积比等因素都影响除汞能力,实际的除汞能力应比极限的除汞能力小许多,所以初步设计时,推荐除汞能力通常按照活性炭床中载硫活性炭填装量的15%一20%计算。

由此可见,针对节能灯厂的低浓度汞蒸汽的处理,用载硫活性炭和载银活性炭相比较,可以大大减少活性炭的填装量,使得处理装置的制造成本得以降低。在运行中,载硫活性炭对汞的吸附量也明显大于载银活性炭,使得活性炭的使用周期得以延长,减少了活性炭的再生或更换次数。

3、几种处理方式的优点和缺点

(1)、溶液吸收法,设备结构简单、处理成本较低。但是,由于溶液中有效物质的年度直接影响对汞的吸收能力,在使用过程中需要严格,浓度过高会产生二次污染,浓度过低时脱汞效率降低,操作管理难度较大。另外,形成的汞化合物和溶液混合,清理和运输难度较大;

(2)、载银活性炭吸附法,设备构造简单,但处理成本较高。由于载银活性炭所载的银基本上都分布在作为载体的活性炭的表面,在和汞接触的时候,只在有银的部分形成银汞齐,而没有银的部位汞不会被吸附汞。当银汞合金达到一定量的时候就会自动剥落或者对活性炭形成包裹,此时,对汞的去除能力大大降低直至完全失去作用。因此,为了保证处理效果的连续性和延长再生或更换周期,吸附剂的填装量通常比较大,设备体积大,投资随之增加。另外,硝酸银的价格非常昂贵,使得载银活性炭的价格居高不下,并且随着金银价格增高而不断的涨价。因此,以载银活性炭作为吸附剂的工艺在大气量使用场合一直难以推广。

(3)载硫活性炭,由于活性炭载硫时绝大多数硫被覆于活性炭微孔间隙当中,当气体流通过载硫活性炭床时,汞蒸气更容易、更有效地与硫接触,从而迅速与硫反应生成硫化汞,沉积于活性炭的微孔间隙当中,达到除汞目的。由于其有效比表面积大大优于载银活性炭,使得吸附剂的填装量大大减少。因此,从设备造价和吸附剂的成本上硫基活性炭都比银基活性炭更具优势。

工艺流程示意图

吸附装置

引风机

排气筒

集气、除油器

汞蒸汽源

六、工艺说明及装置原理和技术参数

1、工艺说明

各废气源通过管道和净化系统相连。在引风机在作用下各废气源的废气进入集气、除油器,以去除废气中的油类,以防止油污物质对活性炭形成包裹而减少其吸附能力。经除油处理后的废气在风机的作用下含汞废气经管道进入吸附装置,通过吸附装置脱汞净化后的洁净气体经排气筒高空排放(高度大于15m);

2、装置原理和技术参数

(1)、集气、除油器

集气、除油器为集气和除油一体化装置,来自各废气源的废气在此得以集中并进行除油处理。各进气管路分别安装有风量调节阀,以控制各管路的风量平衡。

采用以100%聚丙烯为原料制成的超细纤维(PP-2吸油毡)作为吸附体,以去除废气中的油污和粉尘。吸油毡根据使用情况定期清理或更换。

(2)、引风机、消声器

风机采用T4-72№4.0A高压引风机,其主要参数为:

Q=6405—10233m3/h,P=2014—1633Pa,N=5.5kw

(3)、吸附装置

吸附装置采用WJ-C6型废气净化装置,采用12%载硫活性炭作为吸附剂;

装置处理风量为6500-9000m3/h。

装置过滤面积为2.2m2,控制断面流速1.0m/s,气流透过时间1.1s,则碳层总厚度为600mm(分3层,每层厚度200mm);

活性炭再生周期:依据废气风量为8000m3/h时计算,起始浓度按照0.10mg/m3,去除汞蒸汽效率按照90%计算,则装置初次填装的载硫活性炭再生周期为22000小时以上。

(4)、排气筒

排气筒高度大于15m。根据周围建筑物高度设置必要的避雷措施。

注:本装置自身没有再生功能,硫化汞属于国家控制的污染危险物。当活性炭达到使用周期后,必须由专业的活性炭生产厂家进行回收再生。

七、工程内容及单机配置价格

项目造价概算

1、设备部分(单位:万元)(略)

2、其他

(1)、土建工程(设备基础)和设备场地防雨棚由业主自理;

(2)、装置所需的电源,以及各废气源到处理装置间的废气管道均由业主负责连接。

(3)、由于排气筒的高度必须在15m以上,如果系统就近无高于12m以上的建筑物作为排气筒的安装依附,则需要搭建井字钢架和防风拉索,并且要根据周围建筑物高度确定是否需要设置必要的避雷措施。该项费用不在上述价格之中。