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中國再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)評價

文檔作者：宋學(xué)英徐倩文檔來源：滄州市環(huán)境保護(hù)研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月13日
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第364期卷 有 色 冶 金 設(shè) 計 與 研 究 2013焦
12 月
中國再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)評價
趙晉1，陳春麗2,3
(1．中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330031；2．鄱陽湖環(huán)境與資源利用教育部重點實驗室(南昌大學(xué))，江
西南昌 330047：3．南昌大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西南昌3300311
[摘要]為了解中國再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)的現(xiàn)狀及處理效果，基于對全國現(xiàn)有主要再生汞冶煉
企業(yè)實地調(diào)研結(jié)果。重點針對該行業(yè)含汞廢氣的處理技術(shù)進(jìn)行比對分析和評價。結(jié)果表明，以蒸餾爐為主要
生產(chǎn)設(shè)備的再生汞冶煉過程，汞以氣態(tài)形式進(jìn)入煙氣，經(jīng)冷凝回收汞產(chǎn)品后的舍汞尾氣需要經(jīng)過多級吸收、凈
化處理后方能達(dá)標(biāo)排放，而目前國內(nèi)再生汞企業(yè)對含汞廢氣的處理受技術(shù)、管理水平和經(jīng)濟(jì)效益等多方面的
制約．有待持續(xù)改進(jìn)。
(關(guān)鍵詞]重金屬；再生汞；廢氣；處理技術(shù)；汞污染
中圖分類號：X758 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004—4345(2013)06—0083—03
Assessment on W aste Gas Treatment Technology in Industries of M ercury Regeneration in China
ZHA0 Jin ．CHEN Chun—liz
(1．China Nerin Engineering Co．，Ltd．，Nanehang，Jiangxi 330031，China；2．The Key Lab of Poyang Lake Ecology and Bio-resource
Utilization of Ministry of Education，Nanchang University，Nanchang，Jiangxi 330047，China；3．Institute of Environmental and
Chemical Engineering，Nanehang University，Nanchang，Jiangxi 33003 1，China)
Abstract In order to understand the status and effect of waste gas treatment technology in industries of mercury regeneration in
China，comparison and evaluation had been done on the waste gas treatment technology in industries of mercury regeneration，which
were based on the field survey on the existing nmional industries of mercury regeneration．Th e results show that the distillation fumace
for the regeneration of Mercury Smelting Process of main production equipment，Mercury enters the flue gas in gaseous form，the
condensate recovery after mercury products containing mercury emission by multistage absorption，purification treatment before being
discharged，restriction and the current domestic renewable mercury enterprise on mercury waste gas by the technology，the
management level and economic benefits in many aspects，needs to be improved．
． Keywords heavy metal；mercury regeneration；waste gas；treatment technology；industry
重金屬污染一直是國內(nèi)外管理機(jī)構(gòu)以及學(xué)者們
關(guān)注的重點[1-3]。重金屬汞是具有持久性、易遷移性、
生物累積性和生物擴(kuò)大作用的有毒污染物，對人體健
康和生態(tài)環(huán)境具有很大的負(fù)面影響。相對而言，金屬
汞毒性較小，但有機(jī)汞(如甲基汞)的毒性非常高，而
且環(huán)境中任何形式的汞均可在一定條件下轉(zhuǎn)化為劇
毒的甲基汞。目前。全球已發(fā)生幾起重大的汞污染中
毒事件，以20世紀(jì)50～6O年代日本發(fā)生的“水俁病”
影響力最大。另外，由于具有長距離遷移的屬性，汞已
被聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署列為全球性污染物【4．5J。引起全
球的廣泛關(guān)注。
20世紀(jì)80年代以來。隨著我國工業(yè)化和城市化
進(jìn)程的不斷發(fā)展。汞污染問題日益突出。汞污染與人
體健康受損害事件亦呈現(xiàn)出愈演愈烈的趨勢。其中采
礦和冶金行業(yè)的汞排放是全球汞污染的一個主要來
源嘲．而汞生產(chǎn)行業(yè)是我國重要的汞污染源之一。涉
汞行業(yè)像一把雙刃劍 在為人們生活帶來便利的同時。
也帶來了嚴(yán)重的汞污染問題[71。近年來．全球汞礦資源
收稿日期：2013—05—28
課題項目：環(huán)保公益性行業(yè)科研專項課題(2O10o9037)；南昌大學(xué)鄱陽湖環(huán)境與資源利用教育部重點實驗室開放基金資助項171(13005867)；P+~J
昌大學(xué)測試基金資助項目(2012043)。
作者簡介：趙晉(1978-)，男，碩士，工程師，主要研究方向為冶煉行業(yè)環(huán)境影響及風(fēng)險評價。
．84． 有 色 冶 金 設(shè) 計 與 研 究 第34卷
已接近枯竭。至2004年，我國大型汞礦山已經(jīng)全部停
產(chǎn)、閉坑。再生汞成為汞消費品的重要途徑。再生汞
是指通過火法或濕法工藝回收含汞廢料里的汞。屬
于資源循環(huán)利用的范疇。
本文擬在對全國現(xiàn)有主要再生汞冶煉企業(yè)區(qū)域
分布、主要工藝類型等調(diào)查分析的基礎(chǔ)上．針對再生
汞行業(yè)蒸餾爐含汞廢氣的處理技術(shù)進(jìn)行對比評價
指出再生汞行業(yè)含汞廢氣防治技術(shù)的優(yōu)缺點和改進(jìn)
建議．供方案設(shè)計和環(huán)境管理參考。
1 再生汞行業(yè)現(xiàn)狀
1．1再生汞企業(yè)分布
我國對再生汞企業(yè)實行資質(zhì)準(zhǔn)入制度。目前取得
環(huán)境保護(hù)部處理資質(zhì)的再生汞企業(yè)主要分布于貴州
和湖南兩省，基本情況見表1。
表1 中國再生汞生產(chǎn)企業(yè)基本情況
譬 單位名稱 所在地 處理對象 處理 力
1
貴州 化工貴州省銅仁市 廢氯化汞觸媒 1 500
z 籬 貴州省銅仁市廢氯化汞觸媒s 000
s 剮 處置貴州省萬山特區(qū)廢喜
4 蠡 湖南省新晃縣廢莩 0。0。0。
1．2 再生汞冶煉主要工藝
再生汞冶煉工藝主要分為火法冶煉工藝和濕
法冶煉工藝兩種。因火法工藝汞回收率高．生產(chǎn)工藝
較簡單．我國再生汞冶煉企業(yè)均采用的是火法冶煉工
藝。其主要設(shè)備為蒸餾爐。使用的能源主要有煤氣、
煤、電能。以含汞廢觸媒為原料回收汞時，主要包括破
碎篩分及化學(xué)預(yù)處理系統(tǒng)、蒸餾爐處理系統(tǒng)、冷凝系
統(tǒng)及尾氣處理系統(tǒng)等幾部分。以含汞廢物為原料時。
直接送蒸餾爐處理．減少了化學(xué)預(yù)處理過程。再生汞
冶煉的典型工藝流程見圖1。 一
圖1 再生汞冶煉典型工藝流程
l1預(yù)處理系統(tǒng)。含汞廢觸媒經(jīng)破碎篩分后放人
堿性溶液的預(yù)處理池中．使氯化汞轉(zhuǎn)化為氧化汞。目
前工業(yè)使用的堿性物料主要有NaOH、Na CO，、CaO
和Ca(0H)’四種，反應(yīng)時間一般在7～10 d左右?；瘜W(xué)
預(yù)處理的效果影響汞的回收率，因此，為加快反應(yīng)速
度和轉(zhuǎn)化率，通常在預(yù)處理池中通人蒸汽。工業(yè)生產(chǎn)
表明，使用Ca(OH) ，氯化汞的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99％，且非
常經(jīng)濟(jì) 較常用I 8l。浸泡好的含汞廢觸媒放入風(fēng)干轉(zhuǎn)
化房．風(fēng)干脫掉一定的水分后刑用制塊機(jī)制成塊狀
物料即可送蒸餾爐焙燒。
21蒸餾爐處理系統(tǒng)。蒸餾爐為密封式結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)溫
度控制在700 800℃之間。氧化汞在此高溫下發(fā)生
分解，生成汞蒸氣和氧氣，汞的分解率可達(dá)99．9％，
廢渣中汞含量<0．01％。蒸餾爐采用批量加料方式，爐
型有圓形和方形 加熱方式有電加熱、煤氣加熱、燃
氣加熱等[91。
31冷凝及凈化系統(tǒng)。冷凝及凈化系統(tǒng)是含汞蒸
氣通過蒸餾爐上方的密封管道進(jìn)入冷凝器f以水為
介質(zhì)進(jìn)行間接冷卻)，汞蒸氣遇冷由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，從
而實現(xiàn)產(chǎn)品汞的回收。此過程汞的回收率在90％左
右，尾氣中的汞需經(jīng)多級廢氣處理裝置凈化處理后方
能排放 否則將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
2 再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)評價
在汞的生產(chǎn)過程中廢水可經(jīng)處理后循環(huán)使用 做
到零排放．固廢也可得到妥善處置。廢氣排放是汞進(jìn)
入環(huán)境的主要途徑。因此廢氣處理是再生汞企業(yè)“三
廢”處理的重中之重。根據(jù)再生汞冶煉工藝及產(chǎn)污節(jié)
點分析。含汞廢氣來自破碎篩分和蒸餾爐兩個環(huán)節(jié)，破
碎篩分過程產(chǎn)生的含汞粉塵產(chǎn)生量小，汞的存在狀態(tài)
為顆粒態(tài)．采用布袋收塵器即可取得較好的效果：蒸餾
爐含汞尾氣的汞含量高，且汞的存在狀態(tài)以氣態(tài)為主，
處理難度大．是控制汞污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2．1中國再生汞行業(yè)現(xiàn)有尾氣處理工藝
根據(jù)對現(xiàn)有再生汞企業(yè)的調(diào)查，蒸餾爐含汞煙氣
主要通過采用冷凝塔將汞蒸氣冷凝至常溫，定期從冷
凝塔底部回收金屬汞，冷凝過程汞回收率達(dá)9O％左右，
尾氣采取多級吸附或洗滌吸收工藝處理后排放。實
際生產(chǎn)中。典型企業(yè)使用的廢氣處理工藝主要有以下
3種方式。
l1焦炭塔+兩級活性炭吸附塔。該工藝主要對汞
蒸氣和粉塵有去除作用 被活性炭吸附的汞可定期送
第6期 中國再生汞行業(yè)含汞廢氣處理技術(shù)評價 ·85·
蒸餾爐作為原料使用。實現(xiàn)汞資源的充分回收利用。
該工藝操作簡單 但如活性炭更換不及時，吸附接近
飽和時。汞的去除率將顯著下降。在對某企業(yè)廢氣處
理系統(tǒng)的實測中即發(fā)現(xiàn)了這種狀況。汞出口濃度難以
穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
21堿液洗滌+四級活性炭吸附+硫蒸氣反應(yīng)室+高
效過濾器+噴射式真空泵噴射高錳酸鉀溶液凈化工
藝。該處理工藝被用于含汞廢物回收汞后冷凝塔尾
氣的處理。首先用堿液洗滌去除煙氣中的SO 、HC1
等酸}生氣體然后經(jīng)四級活性炭吸附去除大部分的汞。
尾氣再經(jīng)硫蒸氣反應(yīng)室生成硫化汞在沉降槽沉降。
最后用噴射式真空泵噴射高錳酸鉀溶液，凈化后排空。
該處理工藝對汞的去除率可達(dá)到99．8％。定期更換活
性炭可實現(xiàn)汞的回收。該工藝的優(yōu)點是去除效率高．在
去除Hg、煙塵的同時，對酸性廢氣也有很好的去除
效果；缺點是工藝流程長，使用藥劑多 操作復(fù)雜。運
行成本偏高。
31兩級活性炭吸附塔做氯酸鈉吸收塔。該處理工
藝綜合了上述兩種處理工藝的特點。首先利用活性炭
進(jìn)行汞的吸附。后面增加一級濕法吸收工藝。提高了
汞去除效率的穩(wěn)定性。
2．2廢氣處理技術(shù)評價
1)不同組合工藝對比。根據(jù)收集到的各企業(yè)廢氣
污染源監(jiān)測資料廢氣處理效果選擇Hg和sO：為主
要對比指標(biāo)對3種含汞煙氣處理工藝進(jìn)行對比廢氣
處理效果對比見表2。
表2 不同組合工藝廢氣處理效果
堿液洗滌+四級
汽濾器反+應(yīng)戳高室錳+酸高 效鉀溶過 4． 5． 3 ： 。 ?： 99． 8 72． 7
液凈化
二級活性炭凈化
塔+次氯酸鈉稀溶20--40 4 000 <0．04 <80 90-99 98
液洗滌．
從表2可知。三種廢氣處理工藝均能達(dá)到達(dá)標(biāo)排
放的要求，但對Hg的凈化率方面仍有明顯區(qū)別。方
案1僅對汞有去除效果，而且去除率最低；方案2和
方案3對汞的去除效率較高，方案3較方案2流程短。
運行成本低．綜合比較更具優(yōu)勢。需要注意的是3種
處理方案的尾氣汞進(jìn)口濃度存在較大差異。提醒人
們在注重含汞尾氣處理措施的同時應(yīng)采取先進(jìn)的含
汞煙氣冷凝回收工藝。即通過前端治理．最大限度地
提高汞回收效率。減輕尾氣處理工序的負(fù)擔(dān)。
21與國外含汞廢氣處理措施的對比。國外對含汞
廢物回收做得較好的是日本和瑞典。日本野村興產(chǎn)有
限公司采用赫氏多級立式焙燒爐回收汞。含汞尾氣通
過吸收塔+電收塵器+樹脂吸收塔進(jìn)行多級處理后排
放；瑞典MRT公司采用蒸餾塔處理含汞熒光燈，尾氣
經(jīng)活性炭吸附后排放。通過比較可發(fā)現(xiàn) 國內(nèi)外對含
汞廢氣的處理大同小異。均是采用物理吸附f活性炭1
和濕法吸收f堿液1組合的方式實現(xiàn)對汞的去除。
31存在的問題。根據(jù)調(diào)查。國內(nèi)再生汞企業(yè)廢氣
污染防治設(shè)施基本齊全。但處理工藝、技術(shù)、設(shè)施水
平、運行管理監(jiān)控還存在許多不確定因素：f1)廢氣處
理的設(shè)備多為企業(yè)自行設(shè)計和建設(shè)。市場上尚無成套
的含汞廢氣處理設(shè)施可供使用。f21對生產(chǎn)過程的無組
織排放廢氣問題，控制措施尚有待加強(qiáng)。f3)煙氣凈化
除塵采用多管陶瓷過濾、炭吸附處理．清理再生過程
需要密閉。 再生汞企業(yè)實際含汞廢氣的煙氣量不大，
對應(yīng)的廢氣處理設(shè)施的處理能力也不大，企業(yè)為控制
生產(chǎn)成本，往往采用簡化方案，煙氣處理設(shè)施無自動
監(jiān)控裝置，只能憑操作者的經(jīng)驗來控制 導(dǎo)致設(shè)施的
穩(wěn)定運行效果較差，運行一段時間后會出現(xiàn)處理效
率下降的問題。
3 結(jié)論及建議
根據(jù)對"4面T~／-生汞企業(yè)的實地調(diào)研可發(fā)現(xiàn)．目前國內(nèi)
的再生汞企業(yè)相對較少、生產(chǎn)規(guī)模小且分布較為集中．
主要分布在偏僻的村鎮(zhèn)區(qū)域：其次是存在處理規(guī)模普
遍小、現(xiàn)代化程度不高、設(shè)備自動化水平低、管理粗放
等不足。
從企業(yè)含汞廢氣的處理措施工藝和處理效果分
析，雖然目前再生汞企業(yè)都配置了廢氣處理設(shè)施．但
不同企業(yè)采取的處理工藝不盡相同．處理效率存在差
異。考慮到汞污染的危害性大。需盡快確定含汞廢氣
處理設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化要求．同時在以下幾個方面需進(jìn)一
步加強(qiáng)監(jiān)管和調(diào)控。
1)含汞廢氣宜多采用吸附+濕法吸收的組合處理
工藝，多級處理方案可提高廢氣的處理效率．但相應(yīng)
地操作條件也比較復(fù)雜。需配具有相關(guān)專業(yè)知識的技
術(shù)人員進(jìn)行管理。杜絕汞超標(biāo)排放現(xiàn)象的發(fā)生。
2)安裝污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，對冶煉煙氣進(jìn)行實
時監(jiān)控．提高防控污染的應(yīng)對能力。
31強(qiáng)化環(huán)境風(fēng)險防范管理，認(rèn)真落實環(huán)境風(fēng)險防
范措施肪止環(huán)境風(fēng)險事故的發(fā)生。
(下轉(zhuǎn)第89頁)

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