有色冶炼烟气多污染物协同控制耦合资源化技术与应用

水利、环境和公共设施管理业

应用技术

新技术

可国（境）内外转让

有色金属冶炼烟气多污染物协同控制技术

国家科技计划

与企业合作

上海交通大学;河南豫光金铅集团有限责任公司

有色金属是国民经济与国防工业必不可少的基础材料和重要战略资源，2021年我国有色金属年产量6477万吨，连续多年高居全球第一，有色行业是我国重要基础产业，是实现制造强国的重要支撑。有色冶炼的原矿硫含量高且与重金属伴生，冶炼过程的污染物问题突出，是大气污染治理的重点行业。当前我国有色金属冶炼烟气污染控制技术滞后，污染物净化效率普遍偏低，面对日趋严格的环保要求，污染物同时达标困难，与日趋严格的环保标准之间矛盾凸显。
鉴于当前有色冶炼烟气控制技术净化效率低、多污染物协同控制效果差、污染物资源回收率低的现状。本项目提出了多污染物协同控制耦合资源化的创新思路，构建了有色冶炼烟气多污染物协同控制耦合资源化技术体系，取得成果包括三个核心发明点：
研发了臭氧梯级氧化耦合多污染物协同控制技术，揭示了高温条件下“臭氧无效循环”的黑箱，定量化解析了氧化-吸收全过程中的臭氧消耗规趋；首次提出梯级氧化思路，实现N2O5在吸收塔内原位生成-原位吸收；创新研制出大型高频低耗臭氧发生器、多级扰流式臭氧分布器、母管制氧化风梯级分配系统等核心关键设备，彻底解决传统单级氧化工艺N2O5生成效率低的瓶颈问题。与传统技术对比，NOx脱除效率由50%提升至90%以上、SO2脱除效率由90%提升至98%以上、SO3脱除效率从40%提升至75%以上。
研发了循环钠碱法硫硝协同吸收耦合硫资源化技术，构建了新型的Na2SO3-柠檬酸盐-抗坏血酸钠多元复合吸收体系，实现中高浓度SO2回收；阐明了吸收液中硫氮物种的协同反应机制，通过硫氮物种的化学反应对氮的形态进行精准调控，构建了“还原-水解-逆歧化”的自还原脱氮体系，实现了NOx的协同净化。实现了中高浓度SO2的资源化回收，SO2脱除率＞99%、NOx脱除率＞94%。
研发了烟气汞前置式吸附耦合除尘增效协同捕集技术，开发了耐硫耐高温的双金属硫化物吸附材料，实现烟气洗涤前气态汞高效吸附；研制了芒刺型静电凝并专用电极，开发了微电场静电凝并装置，通过静电凝并作用使细颗粒物粒径增大1.93倍，提升了对烟气中颗粒态汞的协同捕集效果。，烟气汞排放浓度＜0.01mg/m3。
项目授权发明专利24项（其中国际专利6项），发表学术论文60余篇，出版学术专著2部。项目技术全面产业化应用，显著提升我国有色金属冶炼烟气污染物控制技术水平，提升污染物的资源回收率，引领国际有色金属冶炼烟气多污染协同控制相关技术和产业的发展，已推广18台套。新增销售额1.87亿元，近三年经济效益折合新增利润5.47亿元，经济效益显著。
本项目技术实现了有色金属冶炼行业硫、硝、尘、汞等污染物大幅消减，累计处理烟气量868亿m3，累计减排SO2约8.1万吨、减排NOx约1.8万吨、减排烟尘约0.15万吨、减排汞约25t，对改善空气质量和生态环境，以及履行国际汞公约等方面都具有十分重要意义，社会效益十分显著。