張 艷 唐曉龍 易紅宏 余瓊粉 楊麗萍 李芬容

(昆明理工大學，環(huán)境科學與工程學院，650500)

排放清單估算一般采用排放系數(shù)法.然而我國目前排放系數(shù)研究主要有《鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染源排放系數(shù)手冊》(試行)和1996年《工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊》(以下簡稱96版《手冊》)，2007版《第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》(以下簡稱07版《手冊》)以及《主要污染物總量核算細則》(試行)中給出的總量核算系數(shù).無論是96版《手冊》還是07版《手冊》，總量核算系數(shù)由于需兼顧全國范圍的不同情況，所確定的排放系數(shù)變動范圍較大，對具體的某個省或市實用性并不強;同時，對于一些地方性生產(chǎn)工藝，該類系數(shù)并不能完全覆蓋.因此，在現(xiàn)有系數(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合云南省地區(qū)污染特點，對本地區(qū)典型生產(chǎn)工藝下的排放系數(shù)研究十分必要.

1 方法與數(shù)據(jù)描述

1.1 核算方法

排放系數(shù)核算包括物料衡算法和實測法.實測法主要依靠測定末端排放口的煙氣量及污染物濃度來對排放系數(shù)加以計算.對于監(jiān)管體系成熟，在線監(jiān)測系統(tǒng)較完善的火力發(fā)電行業(yè)，大多采用實測法進行排放系數(shù)的核算.

由于有色金屬冶煉行業(yè)冶煉煙氣量大，SO2濃度低且不穩(wěn)定，中間過程不利于監(jiān)測等弊端，本文選用物料衡算法核算鉛鋅冶煉典型企業(yè)的SO2排放系數(shù).物料衡算法核算的關(guān)鍵是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的大量收集，該法不僅適用于整個生產(chǎn)過程總的物料平衡，也適用于生產(chǎn)過程中某一局部的物料平衡，如總物料或某一元素，計算見式(1)和式(2).

式中，G為SO2排放量(kg);S1為原料或燃料消耗量(t);b1為原料或燃料中硫含量(%);S2為固體形式硫排放量(t);b2為固體排放物含硫量(%);S3為產(chǎn)物量(t);b3為產(chǎn)物硫含量(%);E為SO2排放系數(shù)，本文以(kg-SO2·t－1-產(chǎn)品)計.

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文以鉛產(chǎn)量居全國第五，鋅產(chǎn)量居全國第四及云南省最大的鉛鋅冶煉企業(yè)為研究對象.數(shù)據(jù)的收集采用現(xiàn)場收集的方式.考慮到數(shù)據(jù)的可行性與時效性，本文系數(shù)核算基準年限為2009年，收集的數(shù)據(jù)為2009年4個季度生產(chǎn)年平均數(shù)據(jù).

該典型企業(yè)鉛冶煉工藝為直接煉鉛法:ISA爐-鼓風爐熔煉.收集數(shù)據(jù)有:ISA爐、鼓風爐、煙化爐.具體參數(shù)主要涉及上述工段的原料、燃料用量及硫含量，中間過程主產(chǎn)物的產(chǎn)量、硫含量和產(chǎn)渣率等參數(shù);鋅冶煉為沸騰爐焙燒濕法煉鋅，收集的數(shù)據(jù)有:鋅精礦用量及硫含量，沸騰焙燒爐處焙砂產(chǎn)量、硫含量以及電鋅產(chǎn)量等相關(guān)參數(shù).

2 結(jié)果與比較

2.1 鉛鋅冶煉硫平衡分析

(1)鉛冶煉:該企業(yè)冶煉煙氣主要包括ISA煙氣，鼓風爐煙氣及煙化爐煙氣.煙化爐煙氣采用氨酸法脫硫處理后直接煙囪外排，鼓風熔煉爐冶煉煙氣經(jīng)收塵處理后直接外排.電解精煉主要污染物為硫酸霧，SO2排放量較低，故本研究中未納入計算.鉛冶煉生產(chǎn)硫平衡分析計算結(jié)果見表1.生產(chǎn)過程中部分中間產(chǎn)物如煙塵為回收資源，生產(chǎn)中將該部分產(chǎn)物回用，故本文未將該類物料納入平衡計算中(除煙化爐處).其中ISA爐處環(huán)保煙氣采用企業(yè)經(jīng)驗估算值.

(2)鋅冶煉:目前鋅冶煉主要方法為濕法煉鋅，鋅精礦先經(jīng)沸騰爐焙燒得焙砂，焙砂采用濕法酸浸出處理.酸浸出主要污染物為硫酸霧，因此沸騰爐焙燒產(chǎn)生的SO2為本研究的重點.因酸浸出產(chǎn)生的酸浸出渣供煙化爐使用，該處產(chǎn)生的SO2未計算在鋅冶煉生產(chǎn)中，鋅冶煉硫平衡分析見表2.因鋅冶煉外加熱源較少，本文燃料未做統(tǒng)計.

2.2 系數(shù)核算結(jié)果

通過物料硫平衡分析，得出鉛冶煉ISA生產(chǎn)工藝下SO2產(chǎn)污系數(shù)為1128 kg-SO2·t－1-粗鉛，排污系數(shù)為11.98 kg-SO2·t－1-粗鉛;沸騰爐焙燒-酸浸出濕法鋅冶煉 SO2產(chǎn)污系數(shù)為 798 kg-SO2·t－1-電鋅，排污系數(shù)為 11.97 kg-SO2·t－1-電鋅.

表1 該典型企業(yè)鉛冶煉硫平衡分析

表2 該典型企業(yè)鋅冶煉硫平衡分析

2.3 與07版《手冊》系數(shù)的比較

由于07版《手冊》中未明確給出ISA爐工藝下鉛冶煉SO2產(chǎn)排污系數(shù)，在該《手冊》使用指導下ISA冶煉工藝系數(shù)引用水口山法粗鉛冶煉排放系數(shù).07版《手冊》與本文所得結(jié)果對比見表3.由表3可知，07版《手冊》中粗鉛冶煉SO2排放系數(shù)與本文所得鉛冶煉排放系數(shù)相差較大，工藝燃燒特點是造成排放系數(shù)差異的直接原因.

表3 本文系數(shù)與07版《手冊》系數(shù)對比(kg-SO2·t－1-粗鉛/電鋅)

由表3知，本文所得鋅冶煉排放系數(shù)與07版《手冊》電鋅冶煉排放系數(shù)存在一定差異.對比產(chǎn)污系數(shù)，該典型企業(yè)生產(chǎn)用原料主要為鋅精礦，礦石硫含量約29.68%，主要為省內(nèi)礦石，由于地域差異，與全國礦石平均水平必然存在一定差異性;對比排污系數(shù)，該典型企業(yè)生產(chǎn)采用109 m2大型化魯奇式沸騰焙燒爐，具有容積大，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，焙燒煙氣中SO2體積分數(shù)可達6%—9%，該類煙氣利于制酸;排放系數(shù)受生產(chǎn)工藝、原料、煙氣治理措施等因素影響，表現(xiàn)為國外鉛鋅礦的鉛鋅比為1∶1.2，我國為1∶2.5，云南省為1∶3;云南省鉛冶煉主要以ISA爐熔煉為主，而全國又以頂吹熔煉、諾蘭達熔煉、水口山法居多.

3 結(jié)論

(1)本文經(jīng)物料衡算法首次給出云南省鉛鋅冶煉行業(yè)典型工藝ISA的SO2產(chǎn)污系數(shù)為1128kg-SO2·t－1-粗鉛，排污系數(shù)為 11.98 kg-SO2·t－1-粗鉛;109 m2魯奇式沸騰焙燒爐濕法煉鋅 SO2產(chǎn)污系數(shù)為 798 kg-SO2·t－1-電鋅，排污系數(shù)為 11.97 kg-SO2·t－1-電鋅;

(2)通過對比2007版《第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》中與本文相近或相同工藝系數(shù)得知，本文所得鉛冶煉ISA工藝排放系數(shù)高于該《手冊》所確定的ISA排放系數(shù)，鋅冶煉排放系數(shù)低于該《手冊》系數(shù).