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试题九 铜冶炼 某新建铜冶炼项目,采用具有国际先进水平的富氧熔炼工艺和制酸
试题九 铜冶炼 某新建铜冶炼项目,采用具有国际先进水平的富氧熔炼工艺和制酸
昕玥
2020-05-20
48
问题
试题九 铜冶炼 某新建铜冶炼项目,采用具有国际先进水平的富氧熔炼工艺和制酸工艺,原料精铜矿含硫30%,年用量41×104t,补充燃料煤含硫0.5%,年用量1.54×104t。年工作时间7500h。熔炼炉产生的含SO2冶炼烟气经收尘、洗涤后,进入制酸系统制取硫酸,烟气量为16×104m3/h,烟气含硫100g/m3,制酸系统为负压操作,总转化吸收率为99.7%,制酸尾气排放量为19.2×104m3/h。经80m高烟囱排入大气。原料干燥工序排出的尾气由100m高烟囱排入大气,废气排放量为20×104m3/h,SO2浓度为800mg/m3。对污酸及酸性废水进行中和处理,年产生的硫酸钙渣(100%干基计)为8500t,年产生的冶炼水淬渣中含硫总量为425t/a。环保行政主管部门要求本工程二氧化硫的总量控制在1500t/a以内,SO2排放执行《大气污染物综合排放标准》最高允许排放浓度分别为550mg/m3(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用),960mg/m3(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物生产);最高允许排放速率,排气筒高度80m时为110kg/h,排气筒高度100m时为170kg/h。注:S、O、Ca的原子量分别为32、16、40。[2008年真题]
选项
根据上述资料,回答下列问题。1.计算硫元素回收利用率。 2.计算制酸尾气烟囱的SO2排放速率、排放浓度和原料干燥工序烟囱的SO2排放速率。 3.硫平衡(ABCDEFGH代表的8个数据计算)。(说明:给定表格,进入物料为精铜矿中含硫,煤中含硫;出物料为硫酸中含硫、制酸尾气含硫、干燥尾气含硫、硫酸钙渣含硫、水淬渣含硫、其他损失的硫)详细的硫平衡表见表3-6。
4.简要分析本工程SO2达标排放情况,并根据环保行政主管部门要求对存在的问题提出解决措施。5.【扩展题】指出本项目产生的主要固体废物种类。 6.指出本项目工程分析中应主要给出哪些物料平衡核算。7.若本项目需建设厂内燃料煤储煤场,应采取哪些环境保护措施? 8.若原料干燥工序和制酸尾气两排气筒的距离为160m,计算其等效排气筒高度与位置,并分析是否达标(已知排气筒高度90m时,硫、二氧化硫和其他含硫化合物生产企业最高允许排放速率为130kg/h)。
答案
解析
1.(1)硫元素的回收利用量为:16×104×100×99.7%×7500×10-6=119640t/a;(2)硫元素的投入量为:(41×104×30%)+(1.54×104×0.5%)=123077t/a;(3)硫元素的回收利用率为:(119640÷123077)×100%=97.2%。2.(1)制酸尾气烟囱的SO2排放速率为:16×104×100×(1-99.7%)×(64÷32)×10-3=96kg/h;(2)制酸尾气烟囱的SO2排放浓度为:96×106÷(19.2×104)=500mg/m3;(3)原料干燥工序烟囱的SO2排放速率为:20×104×800×10-6=160kg/h。3.填写详细的硫平衡表如表3-7所示。表3-7 硫平衡表[img]/upload/tiku/127/2016896_1.png[/img]其中:C上题已计算出,G已知,直接填写即可。其他项计算如下:(1)精铜矿含硫:A=41×104×30%=123000t/a;(2)煤中含硫:B=1.54×104×0.5%=77t/a;(3)制酸尾气含硫:D=96×7500×10-3×[32/(32+32)]=360t/a;(4)干燥尾气含硫:E=160×7500×10-3×[32/(32+32)]=600t/a;(5)硫酸钙渣含硫:F=8500×[32/(40+32+16×4)]=2000t/a;(6)其他损失的硫:H=(123000+77)-(119640+360+600+2000+425)=52t/a。4.(1)本工程SO2达标排放情况分析如下:①制酸尾气80m烟囱的SO2排放速率为96kg/h,排放浓度为500mg/m3。满足《大气污染物综合排放标准》最高允许排放浓度550mg/m3(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物生产)的要求和排气筒高度80m时的110kg/h排放速率要求。②原料干燥工序100m烟囱的SO2排放速率为160kg/h,排放浓度为800mg/m3。满足《大气污染物综合排放标准》排气筒高度100m时的170kg/h排放速率要求,但不满足最高允许排放浓度550mg/m3(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用)的要求。③本工程SO2排放总量为:(96+160)×7500×10-3=1920t/a;不能满足环保行政主管部门要求本工程SO2排放总量控制在1500t/a以内的要求,总量控制指标不达标。(2)根据以上分析,环境保护部门应重点对原料干燥工序排放SO2进行脱硫治理,具体的治理措施如下:①原料配比加入石灰石进行预脱硫;②对尾气采用碱液吸收、活性炭吸附、氨法、石灰石一石膏法等进行烟气脱硫。确保脱硫效率达到50%以上,从而排放速率和排放总量均可达标。5.本项目产生的主要固体废物种类包括:(1)对污酸及酸性废水进行中和处理产生的硫酸钙渣;(2)冶炼水淬渣;(3)锅炉渣;(4)熔炼炉冶炼烟气经收尘、洗涤后产生的固体废物。6.本项目工程分析中应主要给出的平衡核算有:(1)铜平衡;(2)钙平衡;(3)硫平衡;(4)水平衡。7.若本项目需建设厂内燃料煤储煤场,应采取的环保措施有:(1)储煤场应封闭,或采取防网挡尘墙、喷淋水头等防治煤尘污染的措施。(2)输煤廊道应封闭。8.(1)等效排气筒的高度:h=[(h12+h22)/2]1/2=[(802+1002)/2]1/2≈91(m)。(2)等效排气筒位置计算如下:①制酸尾气烟囱的SO2排放速率:Q1=16×104×100×(1-99.7%)×2×102-3=96(kg/h)。②原料干燥工序烟囱的SO2排放速率:Q2=20×104×800×10-6=160(kg/h)。③等效排气筒的排放速率:Q1+2=Q1+Q2=256(kg/h)④等效排气筒位于制酸尾气和原料干燥工序烟囱排气筒的连接线(160m)上,若以制酸尾气排气筒为原点,等效排气距原点的位置:x=aQ2/Q=160m×160kg/h÷256kg/h=100m。(3)等效排气筒高度为90~100m,可采用内插法计算其允许排放速率:Q=130kg/h+(170m-130m)(91m-90m)/(100m-90m)=134(kg/h)而等效排气筒的排放速率Q1+2=256(kg/h)>134(kg/h)。因此,不达标。
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