工业废气氮氧化物资源化技术—材料汇总

第一篇：工业废气氮氧化物资源化技术—材料汇总

MOAPTS技术市场分析

A组：刘洪昌，刘东，陆子青，赵倩

一：该技术的创新程度如何，在同类技术中处于领先/一般/落后位置，与其他同类相比优劣势如何，劣势能否规避或者改进。

南京大学张志炳教授主持的“氮氧化物处理技术”是以廉价易得的水和空气作为原料，不需加入任何催化剂或者化学药品，采用绿色环保工艺治理工业尾气中的氮氧化物，实现把废弃物转化为硝酸产品，作为基本工业原料循环使用。

目前，同类技术要分为两种，干法催化转化和碱液湿法吸收。干法催化还原包括低氮燃烧技术、选择性催化还原法（SCR）和非选择性吸收还原法（SNCR）。低氮燃烧技术是采用燃烧技术手段来控制燃烧过程中NOx的生成，又称低NOx燃烧技术。低氮燃烧技术可以有效降低氮氧化物的生成，但是效率低且难以控制。SCR法是一种燃烧后NOx控制工艺，关键技术包括将氨气喷入火电厂锅炉燃煤产生的烟气中;把含有NH3(气)的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器;在催化剂的作用下，NH3(气)同NOx发生反应，将烟气中的NOx转化成H2O和N2等过程，脱硝效率≥90%。SCR脱硝效率较高，可达80%—90%，不过需要消耗大量的热能和贵金属催化剂，吨处理成本在1000-10000美元，且效率很难达到95%。同时还需要采用增设装置，费用较高，另外催化剂容易受多种因素影响失效。选择性非催化还原(SNCR)技术，在合适的温度区间(850℃~1100℃)喷入还原剂，通过一系列的气相基元反应将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水，实现减少氮氧化物排放的目的。SNCR效率较低，为50%—80%，不过不需要催化剂、建设运行费用低、在现有装置上改造比较容易。碱液湿法吸收碱液吸收 将产生盐类废物，易造成二次污染，同时也需要连续不断向系统补充 碱液，造成资源浪费和运行成本上升。而张志炳教授主持的氮氧化物处理技术主要有以下几个方面的优势：A.技术优势，张志炳教授研制的“对NOx废气进行资源化处理的绿色化MOAPTS工艺装备”技术上已达到国际先进水平.，同时不需要使用任何催化剂B.成本优势，该技术比现有技术处理成本比国内现有现有处理技术每吨节约1000元以上该他的创新有力地推动了我国相关产业的发展，产生了良好的经济和社会效益C.环保优势，该技术不会造成环境的二次污染，同时还有利于资源的循环利用。

二：该技术能够使用的商业领域有哪些，各领域的市场前景如何

（1）主要应用领域：

火电行业 水泥行业 垃圾焚烧 化学化工 冶金

（2）应用市场前景：

“十二五”期间所有行业NOx排放量消减10%（首次将NOx引入总量控制）。

（3）具体行业分析 a.火电行业

火电行业是NOx最主要的污染排放源（约占65%）。

“十二五”火电厂脱硝市场需求在1000亿以上。从最新的出台政策来看，“十二五”期间国内火电脱硝市场的启动会相对较早，其需求主要体现为新增产能的配套新建、以及现有机组的脱硝改造。预计总体国内火电脱硝市场需求在1000亿元以上。

2009年起，氮氧化物的政策关注度有所提高，“十二五”期间氮氧化物更是列入了总量控制指标。随着新版火电厂烟气排放标准的修订完成、及相关配套政策的出台，脱硝市场的启动将给整个废气治理行业带来新的商机。

在这样的大背景下，建设市场上脱硝业务已经悄然启动，并逐步抢过脱硫业务的风头。从2009年起，脱硝机组的年投运量渐渐起势追赶脱硫机组，并在2011年（年初至今累计）首次超过后者投运速度。截至2010年底，累计完成脱硝的火电机组已达8068万千瓦，占总火电装机容量的11.4%。

市场需求

按目前120元/千瓦的脱硝工程报价，未来5年新建火电配套需求将达300亿元，存量机组改造需求达744亿元。

市场份额

考虑到MOAPTS相对于SCR和SNCR的先进性，以及先入优势，我们保守假设此技术占全部市场份额的5%，十二五期间这部分需求也就是1044*5%=102.2亿元，可见在此领域的市场前景的广阔。

b.水泥行业

环保部门有消息传闻：或将在未来一两年内提高水泥行业氮氧化物排放标准，从800 mg/Nm3提高至400 mg/Nm3。水泥行业“十二五”规划也明确了氮氧化物排放量下降10%的目标。由于水泥行业过去几年盈利情况较好，相对于更火电等其它行业具备实施减排的能力。市场需求

2010 年我国水泥产量为18.68 亿吨，水泥企业近5000 家，由于水泥煅烧产生大量NOx，排放浓度为300mg/Nm3~2200mg/Nm3，每吨熟料约产生1.5kg~1.8kg 氮氧化物，2010 年全国水泥排放氮氧化物约200 万吨，约占全国氮氧化物排放总量的10%，仅次于电力行业和机动车尾气排放，位居第三。今年水泥产量将突破20 亿吨,，氮氧化物排放持续上升，水泥行业“十二五”规划也明确了氮氧化物排放量下降10%的目标。

减排一吨氮氧化物的投入成本约为11-16 元/吨，运行成本3-5 元/吨，合计增加成本14-21元/吨，按2012 年20.6 亿吨水泥产量计算，行业规模约为280-420 亿元。市场份额

沿用先前预期的新技术占有全部市场份额的5%，得到水泥行业的需求是14-21亿元，市场前景也是很理想的。

c.垃圾焚烧行业

概况

2008年9月，全国共建设生活垃圾焚烧厂100座，其中建成56座，在建44座，总处理能力9.2万吨/天。超过70%的生活焚烧厂集中在我国经济最为发达的东部地区，广东、浙江、江苏和4个直辖市位居前四位，合计占全国生活垃圾焚烧处理总量的近60%。80%以上的生活垃圾焚烧厂是近5年兴建的。

“十一五”末，东部地区设市城市的焚烧处理率不低于35%。

表1

我国主要生活垃圾焚烧厂地区分布

地区广东省浙江省数量（座）1818规模（吨/日）1591513260比例（%）1714江苏省直辖市***5951414其他地区合计***41100

市场潜力

（1）垃圾处理基本情况。我国2008年全国660个设市城市的垃圾产生量是1.55亿吨，其中焚烧占15%。若加上非设市县市产生的垃圾和未处理的垃圾，垃圾焚烧量仅占全国垃圾产量的5%左右。

（2）垃圾焚烧市场潜力。《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》指出，“在经济发达、生活垃圾热值符合条件、土地资源紧张的城市，可加大发展焚烧处理技术：新增城市生活垃圾无害化处理能力24.2万吨/日，其中垃圾焚烧厂6.66万吨/日，占27.5%；新增城市生活垃圾无害化处理设施479项，其中垃圾焚烧厂82座，占17.1%”。由此计算平均单个垃圾焚烧厂的处理规模为810吨/天。《可再生能源发展“十一五”规划》（发改能源[2008]610号）中提到，到2010年，建成垃圾发电装机容量50万千瓦。假设2020年焚烧发电的垃圾处理量达到垃圾总量的30%，则2010年到2020年需要新建焚烧能力13.1万吨/天。相当于新建处置能力500吨/天以上的大型垃圾焚烧装置150处，新增发电总装机1152兆瓦；新建处置能力150-500吨/天的垃圾焚烧装置140处，新增发电总装机420兆瓦。届时垃圾焚烧发电总装机将达到2000兆瓦以上。以上数据说明，垃圾焚烧发电行业市场潜力较大。

（3）投资金额预测。“十一五”期间，城市生活垃圾无害化处理率要达到70%，相关设施建设规划总投资589亿元。依据《2009-2012年中国垃圾发电行业投资分析及前景预测报告》的数据，预计2010年全国垃圾发电行业年投资额将高达800亿元，到2020年，全国将新增垃圾发电装机容量约330万千瓦。

商机

比较燃煤、燃油电厂的氮氧化物排放，垃圾燃烧的南氧化物排放是较低的。而十二五规划中对于氮氧化物的控制标准由以前的450—1000ppm降低至100ppm，就需要采用降低氮氧化物的措施。

烟气脱硝，是达到严格排放指标的重要方法，也是代价最高的方法，寻找高效经济的烟气脱硝技术是当前的研究开发热点。

市场估计

表2

分部门、燃料品种的NOX排放因子集 Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà ÃÃà LPG Ãçà ÃÃà Ãà ÃìÃà Ãà Ãà ÷ÃÃÃàà kg/t kg/m3Ã10-4 kg/t Ã÷Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà Ãà ¤Ã èÃà Ã8.85 7.24 16.7 21.2 7.4 10.06 3.74 0.75 13.64 1.79 40.96 5.84 2.63 0.53 5.84 9.58 1.26 20.85 0.96 7.25 9.0 5.09 16.7 7.46 7.4 0.37 0.24 0.75 0.9 3.75 4.5 3.05 16.7 4.48 5.77 3.5 1.58 0.32 6.69 1.26 14.62 9.58 1.26 20.85 1.26 20.85 20.85 7.25 9.0 5.09 16.7 7.46 9.62 5.84 2.63 0.53 7.25 9.0 16.7 7.46 9.62 5.84 2.63 ÃèÃÃà Ã÷ úÃ÷ ÃÃü ÃÃà · 31.7 27.4 27.4 27.4 18.1 36.25 36.25 7.5 9.0 7.5 9.0 5.09 16.7 27.4 54.1 54.1 3.75 4.5 3.05 16.7 4.48 5.77 3.5 1.58 0.32 6.69 0.89 14.62 6.69 0.89 14.62 0.89 ÃÃÃà 1.88 2.25 1.7 16.7 2.49 3.21 1.95 0.88 0.18 ÃÃÃà 1.88 2.25 1.7 16.7 2.49 3.21 1.95 0.88 0.18 0.70 1.29

估计该技术第一年的市场份额为10%。

根据企业排放量和治理要求收取技术服务费用，收费标准拟定为500万元/万吨级。总处理能力9.2万吨/天（2008年数据），并以每年20%的速度递增。根据表2估算出焚烧垃圾的NOX排放因子为10kg/t。则到2012年的总收入为：

9.2*1.2*500*365*10%*28% *0.01=3480万 4d.炼钢工业

概况

据中钢协的最新数据显示，2011年国内粗钢产量达6.83亿吨。

商机

钢铁、工业锅炉也是氮氧化物的重要排放源，为拓展氮氧化物减排领域，推进氮氧化物持续减排，“十二五”期间应加快冶金行业、工业锅炉等其他行业氮氧化物控制技术的研发和产业化进程，推进烟气脱硝示范工程建设。

市场估计

据中钢协的最新数据显示，2011年国内粗钢产量达6.83亿吨。

保守估计该技术第一年的市场份额为5%。

根据企业排放量和治理要求收取技术服务费用，收费标准拟定为500万元/万吨级。

每吨钢耗煤量为400kg。

根据表2估算出工业的NOX排放因子为10kg/t。则到2012年的总收入为：

6.83*0.4*0.01*500*10000*5%=6830万 三：是否由试验品转换成了能够实际使用的产品，成本如何，能给使用单位带来什么收益，有哪些问题限制了推广、使用

实际应用：工业应用举例： 本技术已在国家大型企业集团中已推广了 5 套。第一套 4

万吨/年 NOx 废气治理及 60％浓度的硝酸装置和第二套 6.5 万吨/年 NOx 废

气治理及 60％浓度的硝酸装置分别在中国石油与天然气集团公司于 2004 年和

2006 年一次投产成功。第三套 5 万吨/年 NOx 废气治理及50％浓度的硝酸

装置于2008 年在中国科学院下属企业一次投产成功。第四套 1 万吨/年，NOx

废气治理及50％浓度的硝酸装置在中国石化下属企业正在建设。第五套

15km3/h NOx废气治理及 40％浓度的硝酸装置正在杭州某 企业建设。成本：“我们独创的MOAPTS工艺技术系统将NOx废气引入到安装有SVT塔板的反应吸收

处理系统中，常温下不加任何催化剂，不需任何化学溶剂，只要往系统里鼓入空气、加入适量水，就可以将NOx捕集下来制成硝酸。”可以得出成本低廉的结论。效益：本项目的效益主要有两部分组成： 一是废气治理产生的环境效益，二是生成的中等

浓度的硝酸可以作为产品销售而产生的效益。前者的 效益是消除环境危害，避免环

境部门罚款，治理后由于生产现场环境 改善而提高的劳动生产率等方面的总和, 这

也是本课题最有意义的 方面；后者的效益主要表现在将 NOx 回收并制成一定浓度

的硝酸，避免资源浪费，同时可进行市场销售所创的效益，以及由于可能进行 循环

使用而减少采购浓硝酸而减少开支的部分；此外，也可减少储存 危险品所需的容器

和安全监管等所缩减的费用之总和。

推广和使用：鉴于本技术已是一项较为成熟的可直接工业化的技术，只要用户给定现有 NOx

废气条件（对废气原料的技术参数要求： NOx废气原料流量为 60m3/h以上，上限不限。废气原料中NOx含量高于 100mg/m），并提出处理要求，本单位

可直接进入工业化设计程序。

第二篇：工业废气处理的现实意义

工业废气处理的现实意义

自从中国进入改革开放的社会主义现代化进程后，综合国力已经被显著提高，特别是在科技发展方面，而且相应的工业化水平正处于一个不断进步的过程中。众所周知，工业化水平的提升是需要借助大量资源使用来进行完成的，尤其是对于矿物资源、煤炭资源等不可再生的利用，一旦处理措施不得当，这就会造成了大量废气被排出在天空中，形成更严重的污染情况，因此研究工业废气处理的相关技术具有关键性的意义。

一、大气污染的来源及种类

大气污染主要为工厂废气、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟、尘土等。其中，工业作为人类社会发展的支柱产业，在对人类提供巨大物质财富的同时也给人类带来了大量的废气。火力发电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂每年消耗的煤数以亿计，煤燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫化物、粉尘等污染物难以估计。

二、工业企业大气污染物的减排

作为二氧化硫及氮氧化物主要排放源的工业企业，在十一五节能减排方案提出后，国家大力淘汰了大量的工艺落后和污染量大的小规模企业，从排放源减少了排放者的数量。而且十二五所提出来的减排工作除了将一些产能落后的工程淘汰以后，更是严格化了整个工业废气的排放标准，这对于企业来说就需要企业想方设法自我更新生产设备，完善环保系统运行机制。为了让企业加快减排措施，国家提供了政策及税收、贷款优惠等各方面的帮助，保证企业有足够的资金投入废气污染的治理，并鼓励废气利用新技术的开发。并提出了《中国资源综合利用技术政策大纲》，其中包含了很多废气、余热综合利用技术。

三、工业废气处理技术的发展概况

随着我国社会各个方面都已经呈现出一派欣欣向荣的发展趋势，尤其是在经济水平的发展、科学技术水平的进步以及工业化水平的提升方面都显示出了一定的成就。而且无论是在工业生产还是居民的日常工作和生活中都会排出一定量的废气，生活废气相对来说污染小或者没有污染，而工业废气一旦没有经过严格的处理被排放出来就一定是具有极强危害性的，这些气体资源在经过使用之后往往会含有大量的有毒有害物質，而且通过生物降解的技术很难将这些有毒有害的物质分解，这种没有被完全处理好毒素的废气没有经过严格的控制就会被排到外界的环境中，造成了严重的环境污染问题，这时候就必须要重视工业废气处理技术在大气环境净化中的关键性。而且在遵循习近平总书记所提出的生态化发展原则下，所有的工业废气都必须要经过适当的处理，当其内部物质达标以后才能够进行统一的排放处理。就我国现阶段的工业废气处理技术而言，传统的、常见的废气处理技术常常是利用投入换取的方式，物理吸收法和化学吸收法等方法的应用已经广泛被大众所理解和接受。但是这些方式对于工业废气的处理结果不完全，造成环境污染的问题非常显著，而且还会构成“投入—污染—更大的投入—更大污染”的恶性循环，对于环境和人体自身的危害都非常显著。因此，必须要加强工业废气处理技术的改革创新，要求工业废气处理技术发展的方向应该是：有利于节能降耗;有利于提高空气质量;有利于减少污染;有利于简化操作。在这样的发展背景下，现阶段逐渐凸显出来的热破坏法、生物处理法、冷凝法、低温等离子体技术等成为了重要的研究对象[3]。

四、工业废气处理的现实意义

在“舍”与“得”之间，政府必须要坚定“以百姓之心为心”的工作理念，在进行“蓝天保卫战”相关方针的贯彻落实过程中，更要切实履行好保护环境的职责，将对空气的治理放在更重要位置。相应的治理工业废气污染工作实际上仍然是任重而道远的一件事，但是只要精准施策，响应指南，就能达到事半功倍的效果。在2019年5月20日，有云南昆明网友通过微博反映晋宁工业园区二街基地存在污染，并配发了一张企业排放废气的照片，表示该工业园区的废气排放是非常不合理的，而且已经严重影响到了周边居民的生活和环境。记者在后续的走访中得知，该区域就是晋宁工业园区，它本属于云南省重点工业园区，是昆明市发展工业的重点区域，而且基地内的工业化企业非常多，并且大多数企业的污染物排放形式都是工业废气。该地区的地质条件相对来说比较复杂，处于一个山洼的地区，之前是很多村庄的聚居地，现在有少数的农户还没有搬迁，而且距离这个工业园区也十分近，阴雨天气和夜晚，由于受气压影响，大气污染物扩散较慢，对周边环境造成的影响十分严重。尽管晋宁工业园区已经被点名批评并且处于整改的过程中，但实际上存在问题的企业非常多，对于整个市域范围而言仅仅只是冰山一角。

工业企业往往是保持着较大规模的生产，相应的“三废”产量十分显著，废水、废气、固体废弃物中，没有一项是容易处理的，尤其以废气的扩散速度快、影响范围广。而且从物理属性上来讲，工业废水属于液体，固体废弃物是固体，看得见、摸得着;废气却属于气体，很多废气看不见摸不着甚至闻不到味道，企业往空气中偷排废气相对容易，也较难监测和监管。因此，治理工业废气一直是政府较为头疼的问题。而在我国的生态文明建设过程中，想要喝得上干净的水，呼吸得上新鲜空气，是我们生而为人的最基础的需求，对于动植物的生长也是，这也是最基本的保障。

第三篇：水泥炉窑氮氧化物排放控制技术

水泥炉窑氮氧化物排放控制技术

1.水泥行业排放现状和标准的发展

我国的氮氧化物污染日益严重，十二五规划明确了氮氧化物排放标准，但我国却缺乏具有自主产权的脱硝技术。

2007年全年氮氧化物的排放总量约为1800万吨～2000万吨。全国氮氧化物的排放量年增长率为5％~8％。如果不采取进一步的氮氧化物减排措施，到2030年我国氮氧化物排放量将达到3540万吨。目前我国已成为世界第一大NOx 排放国, 如此巨大的排放量将给公众健康和生态环境带来灾难性的后果。

全国的水泥企业近5000家，2010年全国累计水泥总产量18.7亿吨。采用国内技术和装备建设的新型干法水泥生产线已经达1300多条。水泥行业NOx排放对全国NOx排放贡献率达到12～15％。水泥行业对NOx排放贡献仅次与电力行业和机动车尾气排放，位居第三。根据一些不完全的监测数据显示，水泥炉窑氮氧化物平均排放浓度大约在800 ～ 1600 mg/Nm3左右, 也有一些数据报道水泥炉窑平均排放浓度为500 ～800 mg/Nm3。

水泥行业将严格执行《水泥工业大气污染物排放标准》和《水泥工业除尘工程技术规范》以及可替代原料、燃料处理的污染控制标准。对水泥行业大气污染物实行总量控制,新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx 效率不低于60%的烟气脱硝装置。新建水泥项目要安装在线排放监控装置,并采用高效污染治理设备。

与火电厂相比，水泥窑炉有着烟气温度波动大，粉尘浓度高，NOx排放浓度高，SO2 排放浓度低等特点，这将使减排面临着巨大的挑战！2.水泥行业NOX控制现状

十二五规划明确了全国水泥行业NOX排放为100mg/nm³。因水泥行业的特殊性，目前水泥行业还没有较好的减排方法。

SCR法不仅投资很大、运行费用很高，更主要的是在窑炉出口处粉尘浓度高，催化剂极易被堵塞而失效。直接影响其推广使用。

SNCR法对950~1050℃的“温度窗口”控制要求高，控制不好不仅不能降低NOX的排放，还对窑炉的正常运行和水泥质量产生诸多不利影响。3.氧化吸收法脱硝技术 3.1脱硝原理分析：

烟气中NOx的主要组成是NO（占95%），NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和 HNO3，溶解能力大大提高，从而容易被碱液吸收，达到脱硝的目的。虽然NO难溶于水，但NO带有自由基，当它与氧接触时容易被氧化成NO2。将NO氧化成高价态的NO2，并提高NO的氧化效率将极大的提高脱硝效率。

氧化吸收法是采用气—汽热交换原理，在烟气进入脱硝塔前利用专用氧化器将烟气中的NO氧化成NO2后进入装置内的脱硝反应器中，并在反应器中喷入被特殊活化剂活化和雾化的氨水。该吸收剂使气态氨、汽态水与气态的NOx迅速反应结合成铵盐和氮气，从而达到治理NOx的目的。该新技术主要的优势在于，采用自行设计的空气氧化器，将一氧化氮氧化率提高到90%左右，而传统技术的氧化率不足40%，一氧化氮氧化成二氧化氮后经稀碱吸收后，尾气中氮氧化物浓度达到国家最低排放要求。3.2 化学反应： 2NO + O2 = NO2 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 当氨与HNO3或HNO2接触时产生如下化学反应。NH3 + HNO3 = NH4NO3 NH3 + HNO2 = NH4NO2 氧化吸收法能脱除65～85%的氮氧化物。3.3性能特点

（1）工艺简单，可实现全程自动化控制，运行管理工作量极少。（2）测控参数少（PH值、温度、液位），测控技术成熟。（3）有利于烟气余热的吸收和利用。

（4）不造成（水体、噪声、粉尘等）二次污染。（5）脱硫剂来源广泛，价格低廉，储运方便。（6）设备阻力小。脱硫脱硝装置总阻力小于1500Pa。（7）维修量少。因该设备无运动部件几乎不需维修。

（8）寿命长。因脱硝效率高，脱硝后烟道内酸性物质极少，减少了对管道和风机的腐蚀程度，增加了使用寿命。3.4 新颖性：

它是采用稀氨水为脱硫剂，利用气体氨与气体NOX进行气－汽热交换反应，生成硝酸铵和氮气，从而达到脱硝的目的。3.5 先进性：

此化学反应仅需0.2秒即可完成，从而极大地减少了设备的结构复系数，降低成本。另外，所用辅助设备少，工艺流程简单，具有极强的竞争力。3.6独特性：

采用专有技术配方（一种活化剂），使稀氨水中的离子态铵转化为分子态氨，为气－汽热交换反应提供了前提条件。4.技术参数

（1）对脱硫剂的要求： 氨水浓度5%-25% 或碳酸氢铵、尿素（2）脱硫效率：＞95%（3）脱硝效率：＞80%（4）设备阻力：＜1500pa（5）无二次污染 5.结论与展望

水泥窑的尾气排放对大气NOx污染的贡献仅次于电力行业和机动车尾气排放，要完成“十二五”期间国家的NOx减排指标，需要严格控制水泥窑的NOx排放。

因水泥行业的特殊性，烟气温度波动大，粉尘浓度高，氮氧化物排放浓度高，以致目前流行的SCR与SNCR法都不能满足排放标准的要求。

随着新型干法水泥技术的发展和环保标准的提高，氧化吸收法脱硝将会成为主流技术，是满足更严格环保标准的唯一的技术选择。

第四篇：铁合金厂废气处理技术

铁合金厂废气处理技术

空气净化技术:

一、铁合金厂的来源及特点

铁合金厂主要来源于矿热电炉、精炼电炉、焙烧回转窑和多层机械焙烧炉，以及铝金属法熔炼炉。铁合金厂的排放量大，含尘浓度高。废气中90％是Si02，还含有SO2、CI2、NOx、CO等有害气体。铁合金厂废气的利用价值较高。

二、矿热电炉废气治理技术 1．半封闭式矿热电炉废气治理

(1)热能干法处理法硅铁矿热电炉废气所含的热能相当于电炉全部能力输入的40％~50％。故一般设置余热锅炉废气显热产生蒸汽，供给工艺或民用。废气从余热锅炉中出来后，进入>袋式净化后排入大气。

(2)非热能回收干法处理法一般变压器容量大于6000kVA的大中型电炉半封闭式烟罩，出口温度控制在450—550℃左右，进入列管自然冷却器，其出口温度小于200℃，然后，进入预扑击火星或直接进入，其废气净化设备采用吸入式或压入式分室反吹；对于变压器容量小于6000kVA的半封闭式矿热电炉，则不设列管冷却器，采用在半封闭式烟罩内混入野风。控制废气温度小于200℃直接进入袋式除尘器，净化后废气的含尘量小于50mg／m3，其可采用机械回转反吹扁袋除尘器。2．封闭式矿热电炉废(煤)气治理(1)湿法电炉废(煤)气治理

①“双文一塔”湿法净化法该法是挪威技术。它采用两级文丘里洗涤器和一级脱水塔对废气加以净化，净化效率高。

②“洗涤机”湿法净化法该流程是德国马克的净化工艺。其洗涤设备主要为多层喷嘴复喷型洗涤塔及蒂森型煤气洗涤机。

③“两塔一文”湿法净化法该法是矿热荒煤气由煤气上升导管导出，经集尘箱除去大颗粒烟尘后,进入喷淋洗涤塔经初步净化,并使煤气温度降至饱和温度,消除了高温、火星，并被初步净化；然后饱和温度下的煤气进入文丘里洗涤器内槽；净化后的气体进入脱水塔使气水分离，并收集夹带于水中的尘粒，使煤气净化。其出口含尘量为40～80mg/m3。煤气洗涤水污水处理设施基本循环使用。

（2）干法电炉费（煤）气治理该法是采用旋风除尘器和袋式除尘器处理废气的方法。干法可消除洗涤废气、污泥等二次污染。

（3）矿热电炉出铁口废气治理对半封闭式矿热电炉，可在出铁口上方设置局部集烟罩，将废气如送入电炉废气治理主系统中，一并净化处理。也可以将废气送入半封闭罩内，作为电炉半封闭工作门的气封源；对封闭式矿热电炉，在出铁口上方设置局部集烟罩，采取独立的净化系统。

三、钨铁电炉废气治理

钨铁电冶炼炉产生的废气主要采用干法净化法加以净化。它采用吸入式低气布比反吹风袋式除尘器

四、钼铁车间废气治理 1．多层机械焙烧废气治理

钼精矿焙烧过程产生的废气含有入炉精矿5％的矿粉，还含有铼和二氧化硫，故处理钼精矿焙烧废气时，设置净化效率高于98％的干式除尘器以回收钼；其次，废气含铼是以氧化生华气态出现，当温度降至100％以下时，大部分铼呈1μm左右的细颗粒，故须设置湿法净化设施，当废气经过它时，废气中的三氧化硫经喷淋除尘器、湿式电除雾器和捕集器后，生成硫酸。硫酸和Re2O7生成铼酸液，再经过二级复喷复挡器的反复多次吸收，当铼酸达到富集浓度后，送制铼工段回收铼。最后，废气中的SO2采用氨为吸收剂吸收除去。2．钼铁熔炼炉废气治理

钼熔炼废气的治理一般采用干法净化设施。净化设备采用大型压入式低气布比反吸风袋式除尘器，除尘器一般配备涤纶针刺毡或涤纶布。

五、矾铁车间回转窑废气治理

矾渣焙烧回转窑废气含有氯气、二氧化硫和三氧化硫等有害气体，以及矾渣和矾精矿粉。故在处理该废气时还需回收矾尘。该废气治理一般有以下两种工艺流程。1．干式处理法

该法是采用旋风分离器和干式电除尘器净化废气中的尘，但是不回收氯气和硫有害物。图22是钒渣焙烧回转窑废气治理不回收CL2和SO2的工艺流程。2．湿式处理法

该法是在干法的基础上，再增加洗涤塔和湿式电除尘器，以再除去氯气和二氧化硫。

六、金属铬熔炼炉废气治理

金属铬熔炼炉废气主要采用干、湿两级组合旋风除尘器来治理。第一级旋风分离器主要收集粗颗粒的Cr203干尘后，进入淋洗除尘器净化，淋洗液循环使用富集Na2Cr204进行回收。

第五篇：固体废弃物资源化技术

编号（学号）：06106067

西北农林科技大学 资源环境学院

课

程 论 文

题 目：工业固体废弃物的

处理技术研究进展

姓 名： 梁文青

专业年级： 06级资环3班

课程名称：废弃物资源化技术

指导教师：

和 文 祥

学年学期：

2009-2010

完成日期： 2009-12-25

工业固体废物的处理技术研究进展

1工业废弃物概况

工业废弃物是指工业生产、加工过程中产生的废料、废渣、粉尘和污泥[1]。常指矿业废弃物如各类尾矿等;燃煤废弃物如粉煤灰、煤矸石等;化工废弃物如碱渣等。尾矿中铁尾矿为例 ,每生产 1 吨铁煤矿 ,产生约 115 吨尾矿 ,平均每年以约 5 ×10 吨数量排放。再如我国是 —煤炭大国 ,原煤储量居世界首位 ,占我国能源比例为 60～70 %,1987 年产量为 9182 亿吨而 1996 年就达 12124 亿吨 ,但同时造成几亿吨的煤矸石和粉煤灰废弃物排放。这些废弃物对环境造成的危害主要是占用土地 ,破坏山地环境;排放有毒气体 ,造成温室效应和臭氧层破坏;污染地下水 ,特别是有毒有机物、络合金属化合物、有机金属化合物等渗入水源并流入河流湖泊、海洋和土壤 ,进入人类生物链 ,破坏生态环境 ,影响人类生存环境和健康。2工业固体废弃物的来源

工业固体废弃物是在工业生产和工业加工过程中以及燃料燃烧，矿物开采，交通运输，环境治理过程中所丢弃的固体、半固体物质的总称[2]。

工业固体废弃物主要来源于各种工业部门生产所得到的固体废物,主要包括煤炭工业生产的煤矸石;燃料电厂和城市集中供热系统煤粉燃烧锅炉产生的粉煤灰、炉渣;黑色冶金工业产生的高炉渣、钢渣;有色金属冶金渣和赤泥等;化学工业及其他工业生产过程中产生的化学石膏、硫铁矿渣、电石渣、碱渣、烧碱盐泥等;燃烧锅炉产生的炉渣;开采金属矿石产生的废石和尾矿等。3工业固体废弃物的特点

3.1工业固体废弃物的种类很多,产量很大,分布面很广,常年均衡排放,可作为稳定的可利用资源加以利用[2]。工业固体废弃物是一种可开发利用的资源,建筑材料特别是墙体材料和水泥工业对原料的消耗量大,生产企业多,分布面很广,特别是在人口密集、工业发达地区,企业密度更高。建材生产地和与工业固体废弃物产生地点大体一致,这为工业废弃物资源化利用提供了方便[3]。

3.2大多数工业固体废弃物的物相组成较为稳定,化学成分与建材原料相近,具有潜在的活性,适合作建筑材料的原料。从化学成分来看,许多工业废弃物与建筑材料见下表,除有毒工业废弃物外,大多数都可以用作墙体材料的原料;煤矸石、粉煤灰、炉渣等化学成分和黏土较接近,常开发用于筑路、生产烧结砖、生产混凝土制品、砌筑砂浆材料、微晶玻璃原料和陶粒等轻骨料;化学石膏与天然石膏的化学成分相似,可替代生产石膏用品或用为水泥调凝;硫铁矿烧渣可用作水泥配料的铁质原料;粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅质原料,或作为水泥和混凝土的混合材料;电石渣化学成分与石灰相近,可代替石灰生产蒸养制品;多数尾矿含硅较高,可代替砂子或生产蒸养砖;高炉水渣、钢渣、赤泥等化学成分为水泥所需,另外还可以与粉煤灰、煤矸石等合用生产微晶玻璃;窑灰可作为水泥生料配料使用或直接作为水泥混合材。

3.3有些工业废渣含有一定的热值,作为低热值燃料用于生产建筑材料有显著节能效果,粉煤灰、炉渣、煤矸石等就是这种废弃物。它们常用来生产砖的内燃料,生产水泥和烧结制品的原料,其中含有的部分热值可达到节约能源的效果。一般来说,7～10t废渣可节约1t标准煤,用煤矸石制作全煤矸石砖可以达到基本不用煤[4]。

3.4利用固体废弃物作建筑材料原材料能够降低成本增加利润,节约有限的自然资源,变废为宝,加强对三废的综合应用,以产生良好的社会和经济效益。

4工业固体废物在建筑材料中的资源化应用

工业固体废物主要包括各种金属、能源及非金属矿开采、选矿、金属冶炼、电力、化工生产等大量产生、排放的各种固体废弃物,其大部分为硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等类物质。而建筑材料大多是由硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、铝酸盐物质制成的材料。因此,通过科学的方法和途径,大部分工业固体废物具备生产建筑材料的潜能。

4.1各种矿山开采的剥离层、坑道掘进的渣、石,如碎石、煤矸石等。煤矸石是采煤和选煤过程中的排弃物,通常占采煤量的5%～20%。我国每年煤矸石的排放量在1.4亿t,历年的积存量已超过20亿t。煤矸石综合利用的途径较多,在制造建筑材料方面,依据其化学成分和工艺性能,可选择烧制砌砖,也可以替代黏土烧制硅酸盐熟料,或生产无熟料水泥[5]。

4.2各种矿产选矿的尾矿,如铁、铝、铜、铅、锌、锑、锰、钾、钠、矾、镁及各种稀土、非金属矿尾矿等。华南理工大学材料学院[6]利用冶炼锌铅湿废渣替代20%的黏土及50%的铁粉原料生产优质普通硅酸盐水泥。赵爱琴[7]利用金属镁厂提炼镁时排出的镁渣,将其直接磨细后与一定比例的磨细矿渣混合,在复合激发剂作用下,配制胶结料生产各种新型墙体材料,具有工艺简单、节省能源、制成的墙体材料密度小、强度高、耐久性好等优点。

4.3冶炼渣,如炼铁高炉矿渣、钢渣、铜渣、铅锌渣等各种金属冶炼渣。蒋元海[8]利用苏州钢铁厂、苏州望亭发电厂每年排放的大量废钢渣(集料)和粉煤灰,加入市售的石灰、消石灰和水泥生产免蒸免烧砖(100号至150号),砖的性能稳定,抗冻性能良好,后期强度仍不断增加,可用作工业与民用建筑中的承重墙体材料。同济大学[9]研究了用磨细钢渣

替代50%熟料生产525号水泥。生产生态水泥是保护环境并使废弃物再资源化的一条有效途径。

4.4化工生产,如碱渣、制酸渣、磷石膏、氟石膏等。磷石膏、氟石膏、排烟脱硫石膏等废渣可替代天然石膏生产石膏板、石膏砌块等。

4.5电力工业废物,如粉煤灰、炉底渣等。粉煤灰是以煤为燃料的发电厂的工业废弃料。我国是世界上第三大粉煤生产国,仅电力工业的年粉煤灰排放量已逾亿吨,但目前的利用率仅在38%左右。粉煤灰广泛应用于软路基处理、添筑路堤、桥梁或路面水泥混凝土掺合料、路面基层结合料、压浆处理路基、路面等公路工程[10],以及制造粉煤灰水泥等。事实上,粉煤灰经适当处理后,可制造价值更高的若干墙体材料,如高性能混凝土砌块、压蒸纤维增强粉煤灰水泥墙板、加气混凝土砌块与条板等。

4.6建筑固体废物。建构筑物无论是在新建还是解体拆除中,都会产生大量的含有混凝土、木材、金属、塑料等成分的建筑副产品———固体废物,建筑废物所占工业废物的比例高达40%左右。一方面传统建筑材料能耗大、污染高;另一方面,建筑材料的大量废弃,严重制约着建材的可持续发展。考虑在其终端予以处理,完善生命周期评价LCA(LifeCycle Analysis)过程,对于建筑固体废物的再生循环途径见图1[11]。

图1只是建筑固体废物处置的示意图,在实际操作过程中还存在着诸多问题,如分拣这一关键步骤,涉及材料设计的问题,在本质上仍与城市生活垃圾(涵盖建筑垃圾)的回收再生面临着同样的问题。

综上所述,各类工业废渣如粉煤灰、煤矸石、矿渣、炉渣、页岩等废弃物均可作为基料,制造空心砖、实心砖、砌块等产品以取代黏土砖,或采取不同的处理方式制造生态水泥。这两种方式可以大量消耗固体废物,且技术易于掌握,造价较低,有利于大规模推广应用。当然在固体废物的处置上增加技术含量、提高产品价值,提高性能是发展的重要方向。

5资源化新技术—废弃物复合材料[12]

5.1聚合物基废弃物复合材料

把废砂、尾矿、炉渣、粉煤灰、玻璃纤维下脚料等经过定的 粒度、粒形和表而活化处理后作为增强材料，把废旧农膜、食品 袋、编织袋、旧轮胎、生胶等经过定的工艺处理后作为基体材 料，配以适当的添加剂，通过特殊的界而处理和复合工艺叫形成 以球一球、球一纤维堆砌体系为基础的复合材料。小同的废弃 物，采用小同的配方和工艺，能开发出小同性能的复合材料。这 种材料具有热态叫塑性和冷态叫加工性，叫制成各种产品，在广 泛领域中代木、代钢、代塑和代瓷制品，又囚其原料95%以上都是 最普通的废弃物，所以价格比同类产品要低得多。

另种复合材料是热固性的。长期以来人们一直认为热固 性塑料不可回收，但近几年的研究结果表明，热固性塑料是可以 回收并重新制成复合材料的。

5.2硅酸盐基(陶瓷基)废弃物复合材料

此类材料有好几种。种是将废弃物材料中的活性SiO2,A l203与添加剂中的Ca2+水化结合生成的CSH, CAH, A I(OH)3溶胶等作为基体，把另一些粒状或纤维状的废弃物包裹在其间，成为一种复合材料。或者是废弃物颗粒表层部分直接参与水化反应，水化产物联结成个网状结构，形成种强度更好的复合材料。另种复合材料，是使几种废弃物混合料中的些氧化物成分在高温下熔融烧结成陶瓷质的玻璃体后作为基体，尚未熔融的硬质物则分散其中作为增强材料。

5.3金属基废弃物复合材料

以废弃易拉罐、牙膏皮、铝合金刑材边角料等作为基体，以碎玻璃、玻璃纤维下脚料等作为增强材料，制成的高强度复合材料兼有韧性和高硬度，使丙生资源价值信增。调整配方和工艺，叫制成小同性能的复合材料，做成适用各种领域的各种制品。

综上所述，废弃物复合材料所采用的原料95%以上是各种固体废弃物，其成本要比通过采、选、冶得到的次资源低得多，既解决了废弃物环境污染问题，又节约了各种宝贵的次资源，具有明显的环境、社会、经济三大效益，是少有的具备环境协调性的材料。6资源化新思路—仿生群乐体[12]

10多年前，国际上出现了无废生产的概念，认为建立无废生产工艺是可行的。目前无废生产工艺仅限于单个生产工艺，而对于全社会各行各业仍有极大局限性。

自然界的各种生物种群结合在起，组成了个个生物群落。生物体方而从动植物的腐解物和排泄物中吸取营养，另方而又以自身成长或其他方式返回给动植物，它们既消费又生产。生物群落的生存发展，主要靠其良好的内循环和自净系统，这为建立固体废弃物资源化仿生群乐体展示了理想前景。

我们可以仿效自然界中生物种群间相生相克的原理，把各种“生产一消费一固废利用”通过优化选择，组合成一个个相互制约的仿生群体系统，即人类自觉的环境综合治理体系，以期快速、经济地解决环境问题。7结束语

目前，国外在固体废弃物资源化方而已有不少成功经验，但我们不可完全照搬，因为这里涉及很多因素，如各国固体废弃物组成成分、资源需求情况、再生与初始原料价格比等有差异。我们必须从国情出发，加强各级环境管理部门领导班子建设，制定切实可行的政策，加强宣传工作，切实执行“三同时”方针，增加投入，加强科研工作，针对我国固体废弃物特点，立足于综合利用，提高利用率，坚持普及推广，借鉴国外先进技术，开发有自己特色的固体废弃物资源化新工艺。

参考文献：

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