某金属冶炼厂低空排放二氧化硫污染治理研究

发布时间：2020-11-20 02:42

　　 金昌市是以有色金属生产为主导的工业城市,工业污染物的排放量较大,大气污染对城市人居环境空气质量状况影响严重。金川集团铜镍冶炼厂采用火法冶炼工艺,排放的冶炼烟气中含有大量的二氧化硫,是全市最大的二氧化硫污染排放源,也是导致金昌市多年二氧化硫污染严重的根本原因。近年来,金昌市的环境空气质量状况随着采取的一系列大气污染治理措施,已经有了明显的转变,但是以二氧化硫为主要污染物的现状没有改变。本文首先对冶炼厂内的低空二氧化硫产生源及排放情况进行调查和研究,通过对四个炉区的环保烟气进行污染源监测,分析环保烟气的排放特征。其次通过脱硫工艺方案的比选,综合考虑当地各方面的因素,选择氧化镁脱硫工艺对烟气中的SO_2进行治理。最后在金昌市的气象、地形条件下,利用AERMOD模型研究低空无组织排放SO_2对地面小时贡献浓度的影响规律,比较治理前后区域大气环境质量变化情况,验证治理方案的可行性,据此提出高空排放的优化方案。通过本次研究,可以为以后选择高度适合的排气筒提供参考,对金昌市的二氧化硫减排和环境空气质量改善提供科学的指导作用。本文主要研究工作和结论如下。(1)冶炼厂四个炉区排放的环保烟气中SO_2浓度大幅超标,最低超标3.5倍,最大超标20.5倍,超标倍数差别较大,是导致冶炼厂周边环境空气中SO_2浓度间断性超标的主要原因。环保烟气排放具有烟气流量波动大,SO_2浓度变化范围大,温度低以及含氧量高的特征。(2)采用氧化镁脱硫工艺对烟气中的SO_2进行治理,治理后环保烟气中SO_2的减排量十分明显,将大幅减小环保烟气SO_2排放对周边大气环境的影响,有效改善区域环境空气质量,环境效益非常显著。环保烟气的产生源为低空无组织泄露烟气,应通过采取加强密封,封堵漏点和改造烟罩等措施提高环保烟气收集效率,保证SO_2的脱除效果,减少对近地面的大气污染。(3)无组织排放对区域地面贡献浓度的影响至关重要,无组织排放的存在是导致SO_2地面小时贡献浓度超标的根本原因。随着无组织排放量的增加,超标次数和超标时间有所增高,有组织排放的影响呈现明显降低的趋势。各关心点处SO_2落地小时浓度贡献值的占标率随着无组织排放量的增长呈现稳定升高的趋势,两者之间具有明显的线性正相关关系。对无组织排放量和超标面积采用幂函数进行相关性分析,结果为显著性正相关。(4)经治理区域大气环境质量有明显改善,区域及部分关心点处落地浓度贡献值大幅降低。治理后排气筒高度的降低为治理效果打了折扣,导致区域内最大落地小时浓度仍然出现轻微超标,加重了对污染源周边关心点的污染。(5)提出加高排气筒高度的优化方案进一步提升治理效果和减少大气污染,建议将治理后的烟气排放高度提高为260m。当排放高度为80~120m时,区域SO_2最大地面小时浓度值仍然出现超标。治理后的排放高度应在120m以上,才能确保地面浓度贡献值达标。随着排气筒高度的增高,研究区的SO_2小时、日均和年均落地浓度均呈现减小趋势。排放高度在180m内时,SO_2浓度下降速度较快;当排放高度为260m时,增加单位高度的排气筒高度,对减小SO_2的落地浓度影响不再明显。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：X756
【部分图文】：

变化趋势如图1-1，可以看出，五年间金昌市年均二氧化硫排放量为 10.94 万吨，氮氧化物年均排放量为 2.61 万吨，烟尘年均排放量为 1.43 万吨。在“十二五”期间，金昌市大气中的污染物呈现出下降趋势，其中氮氧化物和烟尘下降趋势明显，二氧化硫降幅较小。2015 年二氧化硫排放量较 2011 年下降了 9.02%，2015 年氮氧化物排放量较 2011 年下降了 34.32%，2015 年烟尘排放量较 2011 年下降了 30.50%。此外，金昌市大气污染物主要来源于工业污染源，尤其是二氧化硫，“十二五”期间工业源排放二氧化硫占比均在 95%以上。采用 Spearman 秩相关系数分析各变量之间的相关性

资料来源:《金昌市“十二五”环境保护规划》图 1-2 2015 年金昌市工业企业废气排放量比较1.3.2 环境质量状况金昌市 2011 年至 2015 年环境空气质量统计见表 1-4，优良天数的变化趋势如图 1-3 所示。可以看出，“十二五”期间金昌市大气Ⅱ级和好于Ⅱ级的优良天数均在 270 天以上，Ⅲ级天数在 20 天以上，超Ⅲ级天数五年间有所增长，由 2011年的 1 天增至 2015 年的 11 天。金昌市环境空气优良天数在 2011-2015 年 5 年间整体呈下降趋势，由 2011 年的 334 天减少到 2015 年的 301 天，下降了 9%，期间于 2011 年达到优良天数最高值为 334 天，从 2011 年开始至 2013 年“十二五”期间的前三年，金昌市环境空气优良天数均在三百二十天以上。整体上看，相较于“十二五”初期的 2011 年，截至 2015 年环境空气质量优良天数有所减少，Ⅲ级天数有所增加。表 1-4 金昌市环境空气质量统计级别Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 超Ⅲ级总监测天优良天数

图 1-3 2011-2015 年金昌市环境空气优良天数变化趋势金昌市 2011 年至 2015 年环境空气监测情况见表 1-5，由表可以看出，硫年均浓度在 2011-2013 年呈上升趋势，2013 年达到最大值 61μg/m3，超标准值，超标倍数为 1.7%，之后呈现下降趋势，2015 年二氧化硫年均浓最低值 45μg/m3，较 2011 年 59μg/m3下降了 23.73%，除 2013 年外，二氧均浓度均达到国家二级空气质量标准限值 60μg/m3。二氧化氮年平均浓度化趋势不明显，在 2011 年的基础上有所下降，由 20μg/m3降至 19μg/m3， 5%，达到国家一级标准值 40 μg/m3。PM10年平均浓度呈现出上升趋势，由 的 90 μg/m3上升至 2015 年的 106μg/m3，上升了 17.78%，超过国家二级标 μg/m3，超标倍数为 0.51 倍。综合来看，截至 2015 年，“十二五”期间气质量状况有所改善，SO2、NO2达到环境空气质量二级标准要求，较“”初期更好，同时 PM10浓度有上升的趋势。采用环境空气污染指数进行评价，计算公式为：P=C/S。其中 P 为污染指数，C 为污染物年均浓度值，S 为国家空气质量标准中的二级标准。如表
【引证文献】

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1 刘辉;攀枝花地质环境钒污染发生过程与生物修复研究[D];中国地质大学(北京);2018年

本文编号：2890820