排烟脱硫（氮）技术是什么过程

氨法脱硫现状分析和解决办法

以及烧结机烟气脱硫工艺选择

氨法脱硫以其脱硫效率高，副产物硫酸铵能有效利用，运行费用低，无废水、废渣，符合循环经济理念等优点被业内看好。但是，根据当前市场已投入运行的某些氨法脱硫装置实际情况来看，存在颇多问题，其工艺技术的可靠性和成熟度愈来愈引起人们的质疑和关注。

一、 存在的问题

1、氨逃逸，脱硫现场氨味浓厚、刺鼻。

2、脱硫剂—液氨用量大，其利用率不足30~40%，损耗达60~70%以上，氨硫比只有1:1左右（理论上有1:3.88T/T），浪费十分严重。

3、脱硫尾气烟雾浓厚，烟尾长达数公里不散，视觉感观很差，且伴有硫酸雨（严重气溶胶）。

4、脱硫设备表面及其周边设备腐蚀严重。

5、脱硫副产物硫酸铵也带有强烈的刺鼻熏味，氨味浓烈。

6、人们担心，烧结烟气脱硫副产物硫酸铵中重金属和二恶英严重超标，不能作为农用化肥使用。

针对上述实际存在的问题和人们的担心，我公司多次派员深入烟气脱硫现场进行调研和采样分析。我们认为：造成上述问题发生的根本原因是工程设计部门对化学工艺的不理解而致。氨法脱硫技术在学术上属于化学工程，尤其是化学反应工程的尖端课题，它集中了几乎所有化学工程设备的属性，是一个典型的化学吸收过程和典型的化学系统工程，属于国际化学工程科学与工程学术领域的前沿， 而非化学方程式那么简单。

二、 问题剖析和解决方法

1、关于氨逃逸问题

氨，作为脱硫剂在常温常压下是气体，极易挥发。因此，氨法脱硫的首要问

题是围绕如何控制氨的易挥发性，防止氨随脱硫尾气溢出和损失，造成对环境的污染。

烟气脱硫是典型的化学吸收过程，其原理是：①气相中的SO 2进入液相，与液相中的亚硫酸二铵反应，生成亚硫酸一铵；②气相中SO 2和NH 3浓度决定于液相中的平衡浓度。根据我公司的基础研究，SO 2浓度与亚硫酸一铵浓度平方成正比，与亚硫酸二铵浓度呈反比；NH 3浓度与总铵和亚硫酸二铵浓度成正比，与亚硫酸一铵浓度成反比。

因此，实际设计中，应充分考虑优化设计这些浓度，使得在满足脱硫效率的情况下，氨的平衡浓度小于1mg/Nm3。实际设计和运行中，氧化和循环量是决定因素，吸收液循环量十分重要，选择不当，要么能耗过大，要么导致氨逃逸无法控制，要么带来严重的气溶胶污染，脱硫效率和氨的利用率无法得到保障等。

申川氨法拥有的氨回收段的逆流脱硫工艺和并流脱硫塔工艺技术，具有克服氨挥发损失的优点，氨溢出量不超过1mg/Nm3，能够确保优良的氨逃逸控制性能。

2、关于亚硫酸铵的氧化问题

由于亚硫酸铵是反应中间产物，其特性可逆不稳定，常温下易分解与还原，产生NH 3和SO 2，使得脱硫效率低下，NH 3和SO 2又随脱硫烟气逃逸。脱硫现场和脱硫烟气所到之处，之所以散发氨气异味就是由此原因，同样脱硫副产物硫酸铵中如有浓烈的刺鼻氨味，也是由于硫酸铵中大量夹带亚硫酸铵水溶液挥发而致。解决问题的关键就是必须强制对亚硫酸铵的氧化，才能避免氨法脱硫尾气对周边环境的影响；只有深度氧化，才能使硫酸铵中不含亚硫酸铵溶液；由于不产生任何异味，才能确保副产物存放环境的安全。

申川氨法技术亚硫酸铵氧化效率其保证值控制在95~99%以上，因此，在包头东方希望铝业2x350MW 机组烟气脱硫现场和副产物硫酸铵中都无异味产生。某钢厂烧结氨法脱硫其现场和副产物硫酸铵中散发浓烈的氨水异味，就是因为氧化率低或没有氧化，致使硫酸铵中夹带大量亚硫酸溶液挥发所为。

3、关于气溶胶逃逸问题

气溶胶的产生和逃逸，也是脱硫现场及其脱硫烟雾所到之处具有强烈刺鼻氨味，影响环境造成二次污染的罪魁祸首之一。

气溶胶的表现形式为：脱硫尾气烟气浓厚，犹如一条绵延数公里的白龙（也

称为白烟或蓝烟），硫铵雨严重（象雨滴一样），不仅严重影响了企业的环保形象，而且威胁着周边居民的生活质量和身体健康，民怨很大；同时对脱硫装置本身腐蚀严重，也腐蚀着周边其他设备。

自有氨法脱硫以来，由于人们对气溶胶产生的机理不理解，所以一直被忽视。何谓气溶胶？即在气相形成亚硫酸氢铵的固体，即气相沉淀。最初形成的固体呈现为超细粉末，在微米级别，称为气溶胶。由于在脱硫过程中，热烟气与水溶液接触，在液体表面饱和水蒸气向气相传递，超细的固体颗粒会成为水蒸气冷凝结霜的核心或晶种，在晴天阳光照射下发光反射。

因此，关键是要防止以下反应的发生：

NH 3(g)+SO2(g)+H2O=NH4HSO 3(g)

实际上有两类气溶胶，一是弱酸气溶胶（即以上所说），二是强酸气溶胶。对于烟气中特别是烧结烟气，SO 3含量等强酸性气体含量高的情况，更容易出现。

气溶胶的逃逸，除前面所说表象外，而且还使得脱硫剂使用量大增。这里一边是增加了液氨的使用量，同时液氨的利用率极为低下，损耗量增高，造成氨硫比失衡等诸多问题的发生。

下表是我公司对某钢厂360m3烧结机氨法脱硫2010年9月和2010年10月运行情况的分析：

分析表明：实际脱硫效率仅有20%，氨损耗60~70%,利用率仅为30~40%，氨硫比为1:1，不仅浪费惊人，而且造成的二次污染也十分严重。某钢厂提供脱硫效率与检测仪表误差有关。

气溶胶的生成逃逸是一道世界性的难题。我公司技术总监、上海交通大学特聘教授、教育部长江学者、化学工程专家肖文德先生经过多年的实践摸索，攻克了这一堡垒，解决了这道世界难题（目前世界范围内只有申川氨法解决了这一难题）。

a) 对于气溶胶。将气溶胶分解为强酸气溶胶和弱酸气溶胶，提出了不同的技术，尤其针对前者的技术，纠正了以往强调功能一体耦合的问题，需要有恰当的功能分解，区别对待弱酸性物质，设置对应的功能区分。申川氨法特别设计了带有洗涤段的脱硫塔，具有清除此类强酸气溶胶的功能。

b) 对于“硫酸雨”。采用循环吸收液低浓度化的方法和净化烟气进一步净化的方法，极为彻底地消除了硫酸雨的问题。申川氨法气溶胶控制技术其控制效率高，工程业绩中硫酸铵的产出率达到3.5~3.8t/T，接近理论数据，而且现场空气中没有氨的气味，烟囱排出的烟羽既细又短，扩散非常之快（不足50米），环境效果十分明显。

4、关于脱硫设备腐蚀性问题

造成设备表面腐蚀和周边设备腐蚀的根本原因是由于氨逃逸和气溶胶逃逸而为。某钢厂氨法脱硫出现上述问题其根源就是逃逸所致。申川氨法技术很好的解决了上述问题，因此没有腐蚀现象存在。

5、关于副产物硫酸铵品质问题

从现有的烧结机烟气副产物硫酸铵品质来看，除夹带亚硫酸铵溶液、有严重刺鼻气味，色相略差以外，其各项指标均满足GB535-1995国标标准。据湖北出入境检验检疫局技术中心和华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，对烧结脱硫副产物硫酸铵重金属含量检测结果与国家GB15618-1995土壤标准实验结果表明，均符合要求。

中科院水生物研究所对烧结脱硫副产物硫酸铵含二恶英检测结果表明（平均值仅0.0034ngPEQ/gdw），远低于日本环境署对土壤的要求，甚至更低于欧盟食品法规对肉食品中二恶英含量限制指标要求。

此检测结果足以证明，产品硫酸铵满足国家标准，重金属和二恶英含量远低

于国家标准（0.05ngPEQ/gdw）。不会对农作物及其土壤造成安全隐患，可以消除人们的担忧。

三、 烧结机机烟气特点和主要设计思路

1、烧结机烟气特点：

a) 烧结烟气量大，烟气波动大，阵发性强；

b) 烧结烟气SO 2浓度变化大；

c) 烧结烟气成份复杂，含重金属元素较多；

d) 烧结烟气温度变化大。

因此说烧结烟气不同于燃煤电厂烟气，不能简单地把电厂烟气脱硫技术搬到烧结烟气中来，必须根据其特点，选用适合的脱硫的工艺。氨法脱硫技术其最大特点之一为适应性强，可以适应各种大烟气量变化和SO 2浓度的变化，针对烧结烟气的特点，在技术和设计上，申川公司都将采取不同的措施作出调整，以适应烧结烟气脱硫工艺技术的需要。

2、主要设计思路

针对现有烧结机氨法烟气脱硫技术中存在的问题，我们前述有针对性的解决方法外，还要注重：

① 根据正常烟气量来计算，设计脱硫塔的直径，以满足烟气量负荷的需要。 ② 根据烟气中SO 2含量最高值和95%以上的脱硫效率指标，设计塔高，以满足脱硫效率要求。

③ 塔内构件及塔外辅机参数将根据烟气量和SO 2含量最大及最小的范围设计，使之既能在负荷最小状态下操作，又能满足最大负荷。即设置多层塔内循环喷淋，氧化管网系统，配套多台循环泵及氧化风机，使这些内构件及其辅机参数与烟气量及其SO 2含量的最大值与最小值相匹配，系统在较大的变化范围内都能满足脱硫效率，氨逃逸、气溶胶控制等脱硫指标。

④ 根据宁钢烧结机面积大、现场布置面积有限、紧邻居民区、环境要求高等特点，申川氨法将选用逆流方式双塔脱硫技术（所谓双塔是指一为脱硫塔，二为氧化净化塔工艺），有效解决亚硫酸铵氧化问题，绝对防止对周边环境的二次污染，保障周边居民的正常生活不受影响。

⑤ 根据宁钢烧结机引风机余压有限的情况，将考虑增设脱硫增压风机，以满足脱硫系统阻力压损的需求。增压风机拟采用静叶可调轴流风机，风量可以很好的与烧结机引风机相匹配。

⑥ 根据烧结烟气粉尘中成份复杂（主要以铁及其化合物，还有硅、钙等铁矿伴生成份以及砷、锌、铅、铜、铝、镉、铬、镍等重金属）特点，我们认为，氧化铁等具有催化作用，对提高脱硫效率有帮助；但同时如果对其处理不恰当，将对硫酸铵品质产生影响。因此我们将配置溶液过滤系统，将烟气中重金属从溶液中分离出来，不带入硫酸铵产品中（在硫酸铵结晶前采用溶液初过滤及其精过滤两级过滤沉淀系统）。最终的含金属物的渣质，经板框压滤分离，回烧结重新利用，不产生二次污染。可有效保证硫铵产品品质要求符合国标，达到农用合格品以上标准。

⑦ 在硫酸铵结晶方面，根据申川氨法创新的结晶器兼反应器的特点，称也反应结晶技术，不另设结晶设备，工艺简单，结晶温度低，不消耗蒸汽，电耗也低，将形成大颗粒的硫铵结晶体。

⑧ 在优化操作和控制方面，采用以PH 值控制加氨量进而控制脱硫效率，以液位控制水流量，以密度控制产品硫铵量。系统操作具有很好的稳定性和安全性，将完全实现自动化运行，操作简单。

⑨ 在脱硫塔大型化方面，设计采用带有低阻力和高效率专用多螺旋喷嘴的申川专利喷雾塔，内件少，结构简单，具有十分良好的操作弹性。此法不会发生结垢和堵塞，无维护要求，解决了脱硫塔大型化的诸多问题。

四、 上海申川氨法技术特点综述

申川氨法脱硫技术在我国氨法脱硫的开创者公司技术总监、上海交通大学特聘教授、教育部长江学者、化学工程专家肖文德先生的主持下，经过二十多年的科学研究和技术攻关，已发展了第三代、第四代及第五代氨法脱硫技术，目前公司拥有该技术专利150余项，涵盖了氨法烟气脱硫技术的所有内容。申川氨法以化学工程科学和技术领域的最新理论及技术成果为基础，克服了现有其他氨法的技术缺陷，其技术成熟度高，稳定性强，关键技术是独特和创新的，代表着当

今中国和世界氨法脱硫的先进性水平，特别是攻克了氨逃逸和防止气溶胶生成和逃逸的世界性技术难关，在世界氨法脱硫领域独树一帜。申川公司将根据冶金烧结机烟气脱硫的特点，不断优化工艺流程，创立新一代氨法脱硫新工艺、新技术，以满足不同烧结机烟气脱硫的需求，再攀新高峰，为我国的烟气脱硫事业做出新的贡献。

五、 工艺技术比较

由于历史的原因，导致钙法成为中国企业脱硫选型的主流技术（主要指电厂）。2004年左右我国开始大力推动火电厂脱硫，纷纷引进国外脱硫技术，钙法工艺也由此成为中国电厂的主要选择（烧结烟气脱硫也类似），目前90%以上脱硫项目采用了钙法工艺。但是经过近几年的建设运营，钙法脱硫项目暴露出了较多问题，使得脱硫设施的实际投运率不足60%。一是运营成本高，水电消耗大，石灰石随着原材料涨价，投入增加，宁波地区的石灰石价格约为400元/T左右。二是易造成二次污染，石膏难以充分利用，大都被抛弃，由气态转为固态污染。且石灰石在运输、装卸过程中易产生扬尘。三是运行故障率高，设备结疤腐蚀严重，管道易堵塞。在石灰石/ 石膏法中, 粉尘中的铁、锌、铝、钒等起催化作用，将部分SO 2 催化氧化为SO 3 , 从而提高了浆液中硫酸钙的浓度, 增加了脱硫系统堵

塞的可能性, 相应地腐蚀性也会增加。四是系统设计先天不足，对国外技术和设计的依赖度较高，个别设备出现故障后难以及时修复，造成脱硫设施停运。据统计，国内钙法脱硫设施实际投运率不足60%。五是高碳排放，脱除二氧化硫的同时又产生大量二氧化碳气体排放。理论上，钙法脱硫每脱除1吨SO 2，将产生0.8

吨CO 2。按宁钢年脱除15504吨SO 2计算，将产生12000吨CO 2 ，不仅没有减排，

反而加重了环保压力。

钙法和氨法烟气脱硫技术、经济投资效益对比

由此可见，氨法脱硫工艺比较钙法脱硫工艺有较大优势。

烟气脱硫 指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。

目录

1工艺简介

2基本原理

3工艺方法

▪ 方法简介

▪ 干式脱硫

▪ 喷雾脱硫

▪ 煤灰脱硫

▪ 湿法脱硫

4工艺历史

5脱硫的防腐保护

1工艺简介编辑

烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）,[1]在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。[1]

2基本原理编辑

化学原理：烟气中的SO2 实质上是酸性的，[2]可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除SO2。烟道气脱最常用的碱性物质是石灰石(碳酸钙)、生石灰(氧化钙，Cao)和熟石灰(氢氧化钙)。石灰石产量丰富，因而相对便宜，生石灰和熟石灰都是由石灰石通过加热来制取。有时也用碳酸纳(纯碱)、碳酸镁和氨等其它碱性物质。所用的碱性物质与烟道气中的SO2发生反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物(根据所用的碱性物质不同，这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐)。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件，在某些工艺中，所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐。SO2与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生(湿法烟道气脱硫技术)，或在固体碱性物质的湿润表面发生(干法或半干法烟道气脱硫技术)。

在湿法烟气脱硫系统中，碱性物质(通常是碱溶液，更多情况是碱的浆液)与烟道气在喷雾塔中相遇。烟道气中SO2溶解在水中，形成一种稀酸溶液，然后与溶解在水中的碱性物质发生中和反应。反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐从水溶液中析出，析出情况取决于溶液中存在的不同盐的相对溶解性。例如，硫酸钙的溶解性相对较差，因而易于析出。硫酸纳和硫酸铵的溶解性则好得多。SO2在干法和半干法烟道气脱硫系统中，固体碱性吸收剂或使烟气穿过碱性吸收剂床喷入烟道气流中，使其与烟道气相接触。无论哪种情况，SO2都是与固体碱性物质直接反应，生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。为了使这种反应能够进行，固体碱性物质必须是十分疏松或相当细碎。在半干法烟道气脱硫系统中，水被加入到烟道气中，以在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜，SO2溶入液膜，加速了与固体碱性物质的反应。

3工艺方法编辑

方法简介

世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。

目前，国内外常用的烟气脱硫方法按其工艺大致可分为三类：湿式抛弃工艺、湿式回收工艺和干法工艺。其中变频器在设备中的应用为节约能源做出了巨大贡献。[3]

干式脱硫

干式烟气脱硫工艺

该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初，与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点：投资费用较低；脱硫产物呈干态，并和飞灰相混；无需装设除雾器及再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。其缺点是：吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；用于高硫煤时经济性差；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。

喷雾脱硫

喷雾干式烟气脱硫工艺

喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD)，最先由美国JOY公司和丹麦NiroAtomier公司共同开发的脱硫工艺，70年代中期得到发展，并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触，石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物，最后连同飞灰一起被除尘器收集。我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验，取得了一些经验，为在200～300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。

煤灰脱硫

粉煤灰干式烟气脱硫技术

日本从1985年起，研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术，到1988年底完成工业实用化试验，1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备，处理烟气量644000Nm3/h。其特点：脱硫率高达60%以上，性能稳定，达到了一般湿式法脱硫性能水平；脱硫剂成本低；用水量少，无需排水处理和排烟再加热，设备总费用比湿式法脱硫低1/4；煤灰脱硫剂可以复用；没有浆料，维护容易，设备系统简单可靠。

湿法脱硫

FGD工艺

世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高(90%～98%)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%，两法共占87%；双碱法占4.1%，碳酸钠法占3.1%。在中国的火电厂钢厂，90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。但是在中国台湾，日本等脱硫处理较早的国家和地区基本采用镁法脱硫，占到95%以上。

湿式镁法主要的化学反应机理为：

其主要优点是脱硫效率高，同步运行率高，且其吸收剂的资源丰富，副产品可吸收，商业价值高。目前，镁法脱硫在日本等烟气控制严格的地区引用较多，尤其最早进行脱硫开发的日本地区有100多例应用，台湾电站有95%以上是用的镁法。对硫煤要求不高，适应性好。无论是高硫煤还是低硫煤都有很好的脱出率，可达到98%以上。

镁法脱硫主要的问题是吸收剂单价较高，副产品设备复杂。但是优点是高脱除率，高运行率，副产品经济效益好等。

湿法FGD工艺较为成熟的还有：海水法；氢氧化钠法；美国DavyMckee公司Wellman-LordFGD工艺；氨法等。

在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃），大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前，应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵，占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来，日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH，较好地解决了烟气泄漏问题，但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺，它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内，利用电厂循环水余热来加热烟气，运行情况良好，是一种十分有前途的方法。

4工艺历史编辑

1927年英国为了保护伦敦高层建筑的需要，在泰吾士河岸的巴特富安和班支赛德两电厂（共120MW），首先采用石灰石脱硫工艺。

据统计，1984年有SO2控制工艺189种，目前已超过200种。主要可分为四类：（1）燃烧前控制-原煤净化（2）燃烧中控制-硫化床燃烧（CFB）和炉内喷吸收剂（3）燃烧后控制-烟气脱硫（4）新工艺（如煤气化/联合循环系统、液态排渣燃烧器）其中大多数国家采用燃烧后烟气脱硫工艺。烟气脱硫则以湿式石灰石/石膏法脱硫工艺作为主流。

自本世纪30年代起已经进行过大量的湿式石灰石/石膏法研究开发，60年代末已有装置投入商业运行。ABB公司的第一套实用规模的湿法烟气脱硫系统于1968年在美国投入使用。1977年比晓夫公司制造了欧洲第一台石灰/石灰石石膏法示范装置。IHI（石川岛播磨）的首台大型脱硫装置1976年在矶子火电厂1、2号机组应用，采用文丘里管2塔的石灰石石膏法混合脱硫法。三菱重工于1964年完成第一套设备，根据其运转实绩，进行烟气脱硫装置的开发。

第一代FGD系统：在美国和日本从70年代开始安装。早期的FGD系统包括以下一些流程：石灰基流质；钠基溶液；石灰石基流质；碱性飞灰基流质；双碱（石灰和钠）；镁基流质；Wellman-Lord流程。采用了广泛的吸收类型，包括通风型、垂直逆流喷射塔、水平喷射塔，并采用了一些内部结构如托盘、填料、玻璃球等来增进反应。

第一代FGD的效率一般为70%~85%

除少数外，副产品无任何商用价值只能作为废料排放，只有镁基法和Wellman-Lord法产出有商用价值的硫和硫酸。特征是初投资不高，但运行维护费高而系统可靠性低。结垢和材料失效是最大的问题。随着经验的增长，对流程做了改进，降低了运行维护费提高可靠性。

第二代FGD系统

在80年代早期开始安装。为了克服第一代系统中的结垢和材料问题，出现了干喷射吸收器，炉膛和烟道喷射石灰和石灰石也接近了商业运行。然而占主流的FGD技术还是石灰基、石灰石基的湿清洗法，利用填料和玻璃球等的通风清洗法消失了。改进的喷射塔和淋盘塔是最常见的。流程不同其效率也不同。最初的干喷射FGD可达到70%~80%，在某些改进情形下可达到90%，炉膛和烟道喷射法可达到30%~50%，但反应剂消耗量大。随着对流程的改进和运行经验的提高，可达到90%的效率。美国所有第二代FGD系统的副产物都作为废物排走了。然而在日本和德国，在石灰石基湿清洗法中把固态副产品强制氧化，得到在某些工农业领域中有商业价值的石膏。第二代FGD系统在运行维护费用和系统可靠性方面都有所进步。

第三代FGD系统

炉膛和烟道喷射流程得到了改进，而LIFAC和流化床技术也发展起来了。通过广泛采用强制氧化和钝化技术，影响石灰、石灰石基系统可靠性的结垢问题基本解决了。随着对化学过程的进一步了解和使用二基酸（DBA）这样的添加剂，这些系统的可靠性可以达到95%以上。钝化技术和DBA都应用于第二代FGD系统以解决存在的问题。许多这些系统的脱硫效率达到了95%或更高。有些系统的固态副产品可以应用于农业和工业。在德国和日本，生产石膏已是电厂的一个常规项目。随着设备可靠性的提高，设置冗余设备的必要性减小了，单台反应器的烟气处理量越来越大。在70年代因投资大、运行费用高和存在腐蚀、结垢、堵塞等问题，在火电厂中声誉不佳。经过15年实践和改进，工作性能与可靠性有很大提高，投资和运行费用大幅度降低，使它的下列优点较为突出：（1）有在火电厂长期应用的经验；（2）脱硫效率和吸收利用率高（有的机组在Ca/S接近于1时，脱硫率超过90%）；（3）可用性好（最近安装的机组，可用性已超过90%）。人们对湿法的观念，从而发生转变。

5脱硫的防腐保护编辑

脱硫系统中常见的主要设备为吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备，湿法脱硫等工艺具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此，该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。脱硫的防腐主要有以下几个方面：

1、吸收塔、烟囱中的应用

2、双流式塔盘防腐保护

某电厂在2010年对洗涤器升级时安装了新型双流式塔盘。在2011年的检验中表明，在塔盘较低表面上形成的沉积物区域下面，基底金属产生了较深的点蚀。用高压水将沉积物清洗干净，改变流量喷嘴试着控制结垢。被腐蚀的区域现在需要进行涂层保护，以防止进一步的破坏。采用阿克-20防腐涂层为塔盘替换下来的陈旧的“碗状物”进行涂层，效果非常好。

3、烟道脱硫防腐保护

研发新阴极防腐系统，可用于燃烧系统的废气处理或者空气污染控制设施的保护–有效控制(电流控制)高温/极酸腐蚀环境(150ºC,pH-2)薄涂层解决方案。[4]

常见的脱硫技术

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烟气脱硫（FGD）是工业行业大规模应用的、有效的脱硫方法。按照硫化物吸收剂及副产品的形态，脱硫技术可分为干法、半干法和湿法三种。干法脱硫工艺主要是利用固体吸收剂去除烟气中的SO2，一般把石灰石细粉喷入炉膛中，使其受热分解成CaO，吸收烟气中的SO2，生成CaSO3，与飞灰一起在除尘器收集或经烟囱排出。湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂在离子条件下的气液反应，进而去除烟气中的SO2，系统所用设备简单， 运行稳定可靠，脱硫效率高。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低，设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2，所用设备比较简单，操作容易，脱硫效率高；但脱硫后烟气温度较低，设备的腐蚀较干法严重。[1]

石灰石（石灰）-石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰石（石灰）湿法脱硫技术由于吸收剂价廉易得，在湿法FGD领域得到广泛的应用。

以石灰石为吸收剂反应机理为：

吸收：SO2（g）→ SO2（L）+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-

溶解：CaCO3（s）+H+ → Ca2++HCO3-

中和：HCO3- +H+ →CO2（g）+H2O

氧化：HSO3-+1/2O2→SO32-+H+

SO32- +1/2O2→SO42-

结晶：Ca2++SO42- +1/2H2O →CaSO4·1/2H2O（s）

该工艺的特点是脱硫效率高（>95%）、吸收剂利用率高（>90%）、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低（一般<1.05） 、脱硫石膏可以综合利用等。缺点是基建投资费用高、水消耗大、脱硫废水具有腐蚀性等。

海水烟气脱硫

海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。脱硫过程不需要添加任何化学药剂，也不产生固体废弃物，脱硫效率>92%，运行及维护费用较低。烟气经除尘器除尘后，由增压风机送入气-气换热器降温，然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内，与来自循环冷却系统的大量海水接触，烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除，海水经氧化后排放。脱除二氧化硫后的烟气经换热器升温，由烟道排放。

海水烟气脱硫工艺受地域限制，仅适用于有丰富海水资源的工程，特别适用于海水作循环冷却水的火电厂，但需要妥善解决吸收塔内部、吸收塔排水管沟及其后部烟道、烟囱、曝气池和曝气装置的防腐问题。其工艺流程见图1。

喷雾干燥工艺

喷雾干燥工艺（SDA）是一种半干法烟气脱硫技术，其市场占有率仅次于湿法。该法是将吸收剂浆液Ca(OH)2在反应塔内喷雾，雾滴在吸收烟气中SO2的同时被热烟气蒸发，生成固体并由除尘器捕集。当钙硫比为1.3～1.6时，脱硫效率可达80%～90%。半干法FGD技术兼干法与湿法的一般特点。其主要缺点是利用消石灰乳作为吸收剂，系统易结垢和堵塞，而且需要专门设备进行吸收剂的制备，因而投资费用偏大；脱硫效率和吸收剂利用率也不如石灰石/石膏法高。

喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上应用较多。国内于1990年1月在白马电厂建成了一套中型试验装置。后来许多机组也采用此脱硫工艺，技术已基本成熟。

电子束烟气脱硫工艺（EBA法）

电子束辐射技术脱硫工艺是一种干法脱硫技术，是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。该工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃。通过冷却塔后的烟气流进反应器，注入接近化学计量比的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。脱硫率可达90%以上，脱硝率可达80%以上。此外，还可采用钠基、镁基和氨作吸收剂，一般反应所生成的硫酸铵和硝酸铵混合微粒被副成品集尘器分离和捕集，经过净化的烟气升压后向大气排放。

脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。目前脱硫方法一般有3类。其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Fluegasdesulfurization，简称FGD），在FGD技术中，按脱硫剂的种类划分

可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普脱硫遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

摘要

分析了我国焦化行业SO2、NOx排放现状及污染物浓度的主要影响因素,对比了以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法、喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的焦炉烟气脱硫技术,以低氮燃烧技术、低温选择性催化还原脱硝技术、氧化脱硝等为代表的焦炉烟气脱硝技术,以活性焦、液态催化氧化等为代表的焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术的工艺原理、脱硫脱硝效率及各自优缺点总结了焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选择、烟气排放、次生污染等方面存在的问题。指出焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面,并不断加强焦炉操作管理水平及新技术的应用。

引言

燃煤烟气中的SO2和NOx所引起的酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境污染已严重影响人类生存与发展。目前最有效且应用最广的燃煤烟气SO2和NOx污染治理措施是燃烧后烟气脱硫脱硝技术。作为国内第二大用煤领域,我国煤炭焦化年耗原煤约10亿t,占全国煤炭消耗总量的1/3左右。当前,燃煤发电领域气脱硫脱硝技术发展及应用相对成熟,大部分煤电企业SO2和NOx排放已达超净标12017年第6期洁净煤技术第23卷准但作为传统煤化工行业,我国焦化领域发展相对粗放,污染物治理措施更是在近年来不断严苛的环保政策下迫以实行,多数焦化企业尚未实现焦炉烟气SO2和NOx排放有效防控,与GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》中的规定有一定差距。由于焦炉烟气与燃煤电厂烟气在烟气温度、SO2和NOx含量等方面均存在差异,故二者的脱硫脱硝治理技术路线不能完全等同。研究与实践表明,我国焦炉烟气脱硫脱硝技术在工艺路线选取、关键催化剂国产化、系统稳定运行等方面存在一定问题,严重制约了焦化行业污染物达标排放。

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1焦化行业SO2及NOx排放现状

据统计,2015年全国SO2排放总量为1859.1万t、NOx排放总量为1851.8万t。煤炭焦化是工业用煤领域主要污染源之一,焦炉烟气是焦化企业中最主要的废气污染源,约60%的SO2及90%的NOx来源于此。焦炉烟气中SO2浓度与燃料种类、燃料中硫元素形态、燃料氧含量、焦炉炭化室串漏程度等密切相关NOx浓度则与燃烧温度、空气过剩系数、燃料气在高温火焰区停留时间等密切相关。以焦炉煤气为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为160mg/m3左右、NOx直接排放浓度为600~900mg/m3(最高时可达1000mg/m3以上)以高炉煤气等低热值煤气(或混合煤气)为主要燃料的工艺,其烟气中的SO2直接排放浓度为40~150mg/m3、NOx直接排放浓度为300~600mg/m3。可见,无论以焦炉煤气或高炉煤气为主要燃料的工艺,如未经治理,其烟气中的SO2和NOx浓度均难以稳定达到标准限值排放要求。

随着国家对环境保护的日益重视,我国焦化领域烟气达标排放势在必行。2017年起,《排污许可证申请与核发技术规范-炼焦化学工业》将首次执行,该规范对焦化行业污染物排放提出了更高要求。如前所述,焦炉烟气中SO2和NOx达标排放的主要技术手段为末端脱硫脱硝治理,故本文将对比分析我国焦炉烟气现行脱硫脱硝技术工艺原理、硫硝脱除效率及各自技术优缺点,总结国内焦炉烟气脱硫脱硝技术应用存在的共性问题,以期为我国焦化行业脱硫脱硝技术的选择与优化提供参考。

2焦炉烟气脱硫脱硝技术

目前,我国焦炉烟气常用的末端脱硫脱硝的治理工艺路线可分为单独脱硫、单独脱硝、脱硫脱硝一体化等3类。

2.1脱硫技术

根据脱硫剂的类型及操作特点,烟气脱硫技术通常可分为湿法、半干法和干法脱硫。当前,焦炉烟气脱硫领域应用较多的为以氨法、石灰/石灰石法、双碱法、氧化镁法等为代表的湿法脱硫技术和以喷雾干燥法、循环流化床法等为代表的半干法脱硫技术,而干法脱硫技术的应用较为少见,故本文着重介绍湿法及半干法焦炉烟气脱硫技术。

2.1.1湿法脱硫技术

1)氨法

氨法脱硫的原理是焦炉烟气中的SO2与氨吸收剂接触后,发生化学反应生成NH4HSO3和(NH4)2SO3,(NH4)2SO3将与SO2发生化学反应生成NH4HSO3吸收过程中,不断补充氨使对SO2不具有吸收能力的NH4HSO3转化为(NH4)2SO3,从而利用(NH4)2SO3与NH4HSO3的不断转换来吸收烟气中的SO2(NH4)2SO3经氧化、结晶、过滤、干燥后得到副产品硫酸铵,从而脱除SO2。

焦炉烟气氨法脱硫效率可达95%~99%。吸收剂利用率高,脱硫效率高,SO2资源化利用,工艺流程结构简单,无废渣、废气排放是此法的主要优点但该法仍存在系统需要防腐,氨逃逸、氨损,吸收剂价格昂贵、脱硫成本高、不能去除重金属、二恶英等缺点。

2)石灰/石灰石法

石灰/石灰石法脱硫工艺由于具有吸收剂资源丰富、成本低廉等优点而成为应用最多的一种烟气脱硫技术。该工艺主要应用氧化钙或碳酸钙浆液在湿式洗涤塔中吸收SO2,即烟气在吸收塔内与喷洒的吸收剂混合接触反应而生成CaSO3,CaSO3又与塔底部鼓入的空气发生氧化反应而生成石膏。焦炉烟气石灰/石灰石法脱硫效率一般可达95%以上。石灰/石灰石法脱硫的优点在于吸收剂利用率高,煤种适应性强,脱硫副产物便于综合利用,技术成熟,运行可靠而系统复杂、设备庞大、一次性投资大、耗水量大、易结垢堵塞,烟气携带浆液造成“石膏雨”、脱硫废水处理难度大等是其主要不足。

3)双碱法

双碱法,即在SO2吸收和吸收液处理过程中使用了不同类型的碱,其主要工艺是先用碱金属钠盐清液作为吸收剂吸收SO2,生成Na2SO3盐类溶液,然后在反应池中用石灰(石灰石)和Na2SO3起化学反应,对吸收液进行再生,再生后的吸收液循环使用,SO2最终以石膏形式析出。双碱法焦炉烟气脱硫效率可达90%以上。双碱法脱硫系统一般不会产生沉淀物,且吸收塔不产生堵塞和磨损但工艺流程复杂,投资较大,运行费用高,吸收过程中产生的Na2SO4不易除去而降低石膏质量,吸收液再生困难等均是该技术需要解决的问题。

4)氧化镁法

氧化镁法脱硫是一种较成熟的技术,但由于氧化镁资源储量有限且分布不均,因此该法在世界范围内未得到广泛应用而我国氧化镁资源丰富,有发展氧化镁脱硫的独特条件。该工艺是以氧化镁浆液作为吸收剂吸收SO2而生成MgSO3结晶,然后对MgSO3结晶进行分离、干燥及焙烧分解等处理后,MgSO3分解再生的氧化镁返回吸收系统循环使用,释放出的SO2富集气体可加工成硫酸或硫磺等产品。该法脱硫效率可达95%以上。氧化镁法脱硫技术成熟可靠、适用范围广,副产品回收价值高,不发生结垢、磨损、管路堵塞等现象但该法工艺流程复杂,能耗高,运行费用高,规模化应用受到氧化镁来源限制且废水中Mg2+处理困难。

2.1.2半干法脱硫技术

1)喷雾干燥法

喷雾干燥法脱硫是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。该法所用吸收剂一般是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下,喷雾干燥法焦炉烟气脱硫效可达85%左右。其优点在于脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态易处理的CaSO4、CaSO3,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少缺点是自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率有待提高。所以,选择开发合理的吸收剂是喷雾干燥法脱硫面临的新难题。

2)循环流化床法

该法以循环流化床原理为基础,通过对吸收剂的多次循环延长吸收剂与烟气的接触时间,通过床层的湍流加强吸收剂对SO2的吸收,从而极大地提高了吸收剂的利用率和脱硫效率。该法的优点在于吸收塔及其下游设备不会产生黏结、堵塞和腐蚀等现象,脱硫效率高,运行费用低,脱硫副产物排放少等。但此法核心技术和关键设备依赖于进口,且造价昂贵,限制了其应用推广。因此因地制宜的研究开发具有自主知识产权,适合我国国情的循环流化床焦炉烟气脱硫技术成为研究者关注的重点此外,该法副产物中亚硫酸钙含量大于硫酸钙含量,并且为了达到高的脱硫率而不得不在烟气露点附近操作,从而造成了吸收剂在反应器中的富集,这也是循环流化床脱硫工艺有待改进的方面。

2.1.3焦炉烟气常用脱硫技术对比

焦炉烟气常用脱硫技术对比见表1。

2.2脱硝技术

当前,焦炉烟气常用脱硝技术主要包括低氮燃烧技术、低温选择性催化还原(低温SCR)技术和氧化脱硝技术等3种。

1)低氮燃烧技术

低氮燃烧技术是指基于NOx生成机理,以改变燃烧条件的方法来降低NOx排放,从而实现燃烧过程中对NOx生成量的控制。焦炉加热低氮燃烧技术主要包括烟气再循环、焦炉分段加热、实际燃烧温度控制等技术。烟气再循环是焦化领域目前应用较普遍的低氮燃烧技术,我国现有焦炉大部分采用该技术。研究实践表明:烟气再循环的适宜控制量32017年第6期洁净煤技术第23卷为10%~20%,若超过30%,则会降低燃烧效率该方法的控硝效果最高可达25%。焦炉分段加热一般是用空气、煤气分段供给加热来降低燃烧强度,从而实现热力型氮氧化物生成量减少的效果。实际燃烧温度控制技术是我国自主研发的焦炉温度控制系统,该技术可优化焦炉加热制度,调整焦炉横排温度,降低焦炉操作火道温度,避免出现高温点,降低焦炉空气过剩系数,从而减少NOx生成。理论计算表明,焦炉若采用烟气再循环与分段加热技术组合,可实现NOx排放量低于500mg/m3以下的目标若采用烟气再循环与实际燃烧温度控制技术组合,NOx排放可控制在600mg/m3左右。

2)低温SCR脱硝

与火电厂烟气相比,焦炉烟气温度相对较低,一般为170~280℃针对该特性,我国相关机构开发出低温SCR焦炉烟气脱硝技术,该技术的脱硝效率可达70%以上。低温SCR焦炉烟气脱硝工艺是在一定温度的烟气中喷入氨或尿素等还原剂,混有还原剂的烟气流经专有催化剂反应器,在催化剂作用下,还原剂与烟气中的NOx发生还原反应而生成氮气和水,从而达到脱硝的效果。

低温SCR烟气脱硝技术是目前焦炉烟气脱硝技术中相对成熟和可靠的工艺,脱硝效率较高且易于控制,运行安全可靠,不会对大气造成二次污染催化剂是制约低温SCR脱硝技术发展的核心问题,降低催化剂进口依赖程度、防止催化剂中毒、解决废弃催化剂所产生的二次污染问题是低温SCR焦炉烟气脱硝技术应努力攻关的方向。

3)氧化脱硝

氧化脱硝技术是利用强氧化剂将NO氧化成高价态的氮氧化物,然后利用碱液进行喷淋吸收的脱硝工艺目前,在焦炉烟气脱硫脱硝措施中应用的氧化剂主要为臭氧和双氧水。该法设备占地面积小,能同时脱除汞等其他污染物但该工艺存在氧化剂消耗量大,运行费用高,能耗高,对设备材质要求高,易产生臭氧二次污染等问题。

2.3脱硫脱硝一体化技术

烟气脱硫脱硝一体化技术在经济性、资源利用率等方面存在显著优势,成为近年来研究与利用的点。焦炉烟气脱硫脱硝一体化技术主要集中于活性焦脱硫脱硝一体化技术和液态催化氧化法脱硫脱硝2种。

1)活性焦脱硫脱硝一体化技术

活性焦脱硫脱硝一体化技术是利用活性焦的吸附特性和催化特性,同时脱除烟气中的SO2和NOx并回收硫资源的干法烟气处理技术。其脱硫原理是基于SO2在活性焦表面的吸附和催化作用,烟气中的SO2在110~180℃下,与烟气中氧气、水蒸气发生反应生成硫酸吸附在活性焦孔隙内脱硝原理是利用活性焦的催化特性,采用低温选择性催化还原反应,在烟气中配入少量NH3,促使NO发生选择性催化还原反应生成无害的N2直接排放。

该法SO2和NOx脱除效率可达80%以上。不消耗工艺水、多种污染物联合脱除、硫资源化回收、节省投资等是焦炉烟气活性焦法脱硫脱硝技术的优点而该工艺路线也存在活性焦损耗大、喷射氨造成管道堵塞、脱硫速率慢等缺点,一定程度上阻碍了其工业推广应用。

2)液态催化氧化法脱硫脱硝技术

液态催化氧化法(LCO)脱硫脱硝技术是指氧化剂在有机催化剂的作用下,将烟气中的SO2和NOx持续氧化成硫酸和硝酸,随后与加入的碱性物质(如氨水等)发生反应而快速生成硫酸铵和硝酸铵。焦炉烟气液态催化氧化法SO2、NOx脱除效率可分别达到90%及70%以上。硫硝脱除效率高、不产生二次污染、烟温适应范围广等优势使焦炉烟气液态催化氧化法脱硫脱硝技术具有较好的推广前景但硫酸铵产品纯度、液氨的安全保障、有机催化剂损失控制、设备腐蚀等问题仍是液态催化氧化脱硫脱硝技术亟需解决的难点。

2.4当前焦炉烟气脱硫脱硝技术存在的问题

1)单独脱硫与单独脱硝组合顺序的选择

根据工艺条件要求,脱硝需在高温下进行,脱硫需在低温下进行。若选择先脱硫后脱硝,则经过脱硫后烟温降低,进入脱硝工序之前需将烟温由80℃提升至200℃以上,这将造成能源浪费并增加企业成本若选择先脱硝后脱硫,在脱硝催化剂作用下,烟气中SO2被部分催化氧化成SO3,生成的SO3与逃逸的NH3和水蒸气反应生成硫酸氢铵,硫酸氢铵具有黏性和腐蚀性,会对脱硝催化剂和下游设备造成堵塞和腐蚀,从而影响脱硝效果及设备使用寿命。

2)焦炉烟气脱硫脱硝后烟气排放问题

焦炉烟气经脱硫脱硝后,可选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放或由焦炉烟囱排放2种方式。若选择直接通过脱硫脱硝装置自带烟囱排放,则当发生停电事故时,烟气必须通过焦炉烟囱排放,而焦炉烟囱由于长时间不使用处于冷态,无法及时形成吸力而导致烟气不能排放,从而引发爆炸等安全事故脱硫脱硝后的烟气若选择通过焦炉烟囱排放,由于当前很多脱硫脱硝工艺经净化后焦炉烟气温度低于130℃,这种低温将使烟囱吸力不够、排烟困难,从而引起系统阻力增大、烟囱腐蚀,不利于整个生产、净化系统稳定,甚至引起安全事故。

3)焦炉烟气脱硫脱硝后次生污染问题

焦炉烟气经脱硫脱硝后可能产生以下次生污染:①湿法脱硫外排烟气中的大量水汽与空气中漂浮的微生物作用形成气溶胶,最终导致雾霾天气的发生②氨法脱硫工艺存在氨由于挥发而逃逸的问题③当前,脱硫副产物的市场前景及销路不畅,会大量堆存污染环境④当前的脱硫脱硝催化剂大多为钒系或钛系,更换后,用过的催化剂成为危废,若运输和处理过程中管理不当易产生污染。

3结语与建议

1)焦炉烟气污染治理需有效融合源头控制、低氮燃烧、末端净化3方面应重视污染物源头控制措施,如:有条件的企业应采用高炉煤气或高炉煤气与焦炉煤气的混合作为加热燃料,从源头控制污染物的产生,从而为后续净化系统降低处理难度选择合理的焦炉煤气脱硫工艺,将焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢等尽可能脱除,以减少焦炉煤气作为加热热源燃烧时产生的硫氧化物。

2)加强焦炉操作管理,对控制污染物排放具有积极促进作用,如:通过加强炉体维护可有效控制炉体串漏,从而避免未经净化的荒煤气进入燃烧室而引起焦炉烟气污染物排放超标故焦化企业应重视并采取可靠手段加强焦炉操作与管理,以实现控制污染物排放、延长焦炉使用寿命、维护产品质量稳定的多重效益。

3)烟气燃烧温度对氮氧化物产生量具有重要影响,煤炭焦化领域可采取适用的低氮燃烧技术从源头控制污染物产生如:可采取分段燃烧、烟气再循环等加热方式,控制燃烧室温度,从而抑制氮氧化物产生,以减少后续脱硝系统净化难度。

pH数值对硫酸铵晶形影响较大，在强酸溶液中生成碎小的针状晶体，在中性的碱性溶液中晶体的直径减小，在pH5~6时弱酸性介质中生成比较大的晶体。杂质对硫酸铵晶形的影响：Fe+3会减速结晶的速度，在溶液中的浓度到0.1%会促使硫酸铵晶体变长，而在较高的浓度时生成针状晶体；Pb+2会促使大粒硫酸铵晶体析出；Mn+2会促进晶核生成，有它们存在的时候硫酸铵结晶为粗大的片状晶体；Zn离子也能促使生成比较完善的硫酸铵晶体，颗粒较圆，尺寸增大；另外，制取的硫酸中不可避免的也含有一部分的杂质，它们对产品结晶也会产生影响，杂质铁和铵因为生成胶态氢氧化物，从而附着于硫酸铵晶体表面上，它们在结晶器里促使结晶的过程变的复杂。

脱硫技术

目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法烟气脱硫技术最为成熟，已得到大规模工业化应用，但由于投资成本高还需对工艺和设备进行优化干法烟气脱硫技术不存在腐蚀和结露等问题，但脱硫率远低于湿法脱硫技术，一般电厂都不会选用，须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺半干法脱硫技术脱硫率高，但不适合大容量燃烧设备。不同的工况选择最符合的脱硫方法才会得到最大的经济效益，

1湿法烟气脱硫技术

优点：湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80%以上。

缺点：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。

分类：常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。

A 石灰石/石灰-石膏法：

原理：是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙(CaSO4)，以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到90%以上。

目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的，其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术，双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。

B 间接石灰石-石膏法:

常见的间接石灰石-石膏法有：钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理：钠碱、碱性氧化铝(Al2O3&dot；nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。

C 柠檬吸收法：

原理：柠檬酸(H3C6H5O7&dot；H2O)溶液具有较好的缓冲性能，当SO2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99%以上。

湿法脱硫脱硫塔原理：

热烟气进入预洗涤塔，与饱和硫酸铵溶液接触，烟气在此过程中被冷却，同时，由于饱和硫酸铵溶液中水的蒸发而析出硫酸铵晶体。已被冷却的烟气通过除雾器进入SO2吸收塔。

在吸收塔中，氨与水混合成氨液。烟气中的SO2在此被吸收，与氨反应生成硫酸铵。最后，脱硫后烟气经120米高的烟囱排入大气。

硫酸铵溶液被送入预洗涤塔循环利用。预洗涤塔中的硫酸铵料浆进入脱水系统。先经水利旋流器脱水，然后经离心机得到硫酸铵滤饼。

注意事项：

1、废气处理设备使用前应检查设备各系统管道阀门是否完好，吸收液药剂选用和配比是否正确，吸收液达不到指定要求时，需及时补充。开机时应开启水泵3—5分钟后再开启风机。关闭此净化系统时，应先关闭风机2—3分钟后再关闭水泵，不能乱开，否则会烧坏电机、堵塞填料，影响净化效果。

2、废气处理净化的风机与水泵接线不能随便乱动，应绝对保证它们的转向正确，不得反转，否则会损坏电机，并能造成事故。

3、废气净化处理设备运行交付后，使用单位应派专人保管使用，定期检查，发现设备异常声响或漏水，应停机修复后方能使用。

4、废气净化处理设备安装在室外，水泵风机电机应制作防雨罩，以免电机受潮。废气净化处理设备无论安装室内外，如选用玻璃钢或塑料风机的，一定要安装防护罩，以防螺丝松动、轴承损坏或吸进杂物、打坏叶轮时爆炸而打伤人员，造成事故。

氟(F2)

氟是最活泼的元素，常温下就几乎与任何其他元素相互作用。甚至黄金在受热后也能在氟气中燃烧，自然界中受热后也能在氟气中燃烧，自然界中不存在单体氟。氟气体为淡黄色，有强刺激性和文化馆性。工业中氟的污染主要是以氟化氢及其他氟化物的形式出现的。自然界中氟分布很广，约占地壳总得量的万分之二。最重的氟矿是萤石(氟化钙，CaF2)、冰晶石 (Na3A1A6)；磷灰石中含有约3%的氟[氟磷酸钙，Ca5F(PO4)3，(如摩洛哥磷灰石矿平均含五氧化二磷42%，氟3.7%)]，粘土含氟约0.02-1.5亿吨，是毒气中数量最大者，也是大气污染防治重点。密度为2.3，无色，不燃，具有强烈辛辣窒息性。常温下加以四个大气压即能液化为无色液体。环境中的二氧化硫57%发生于自然界，但由于分散，浓度不大而不致构成污染，43%来自工业生产等人为原因，由于发生源集中，浓度高而会造成大气污染。人为排放的二氧化碳中，燃煤约占70%，重油燃烧占16%，冶金工业约占11%，炼油工业约占4%。在城市里，工业和生活用煤是二氧化硫的主要来源。二氧化硫经高烟囱排放后，在1.5公里高空风的影响下，24小时之后会有50%以上超越700公里之外，60小时后，能扩散到1100公里以外。二氧化硫进入大气后，若大气干燥清洁，可停留1～2星期；若大气污染或潮湿，则转化为三氧化硫，降落地面。二氧化硫在大气中停留时?

二氧化硫

对眼、鼻、咽喉和呼吸道有强烈刺激作用；对肝、肾和心脏有害。能使嗅觉和味觉减退，产生萎缩性鼻炎、慢性支气管炎、眼结膜炎和胃炎。急性中毒则可出现喉头水肿，肺水肿以至窒息死亡。二氧化硫常与粉尘，水蒸汽一直危害环境。美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市事件等，都是与二氧化硫分不开的。对于特别敏感的人来说，空气中二氧化硫的浓度达到4mg/l即可觉察出来。即使千万分之一浓度的二氧化硫，对棉花、小麦、大麦等也有明显的作用。

二氧化硫的防治措施包括：1、城市的生活及工业用燃料低硫化，有条件的要逐步推广低硫煤、油和煤气、天然气，甚至以电为能源。2、燃料脱硫。如加强洗煤，煤的液化。3、烟气脱硫。如用石灰或石灰石洗涤烟气；以石灰或白云石掺煤作锅炉燃料等。4、高烟囱排放。5、改革工艺，综合利用。如硫酸厂以二转二吸代替一转一吸；回收有色冶金尾气中高浓度的二化硫制硫酸。等等。

铬(Cr)

铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中便含有12%以上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500－700微克铬，而在一般伙食中每天仅能提供50－100微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量；但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸酐的浓度达0.15～0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用，浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/l的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。

铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排邮含铬410mg/l的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。

防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑，如电镀的铬雾回收、低铬镀铬；铬渣制铸石、青砖和铬木质素；镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。

汞(Hg)

汞即水银，是一种液体金属。比重13.6，熔点-39.3℃、沸点357℃。汞在常温下即可蒸发，其蒸气无色无味，比空气重七倍。汞及其化合物毒性都很大，特别是汞的有机化合物毒性更大。鱼在含汞量0.01－0.02毫克/升的水中生活就会中毒；人若食用0.1克汞就会中毒致死。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。当汞进入人体后，即集聚于肝、肾、大脑、心脏和骨髓等部位，造成神经性中毒和深部组织病变，引起疲倦，头晕、颤抖、牙龈出血、秃发、手脚麻痹、神经衰弱等症状，甚至会出现精神混乱，进而疯狂痉挛致死。有机汞还能进入胎盘，使胎儿先天性汞中毒，或畸形，或痴呆。汞的毒性是积累性的，往往要几年或十几年才能反应出来。食物链对汞有相当大的富集能力。如淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为一千，淡水无脊椎动物为十万，海洋植物为一百，海洋动物为二十万。

汞有着广泛的用途，如气压表、压力计、温度计、汞真空泵、日光灯、整流器、水银法制烧碱、汞触媒、升汞消毒剂(千分之一的氯化亚汞作外科器械消毒剂)、雷汞(雷酸汞、炸药起爆剂)、颜料(如朱砂、辰砂即硫化汞红色颜料、印泥)、农药(如西力生、赛力散)等等都要用到汞。汞的污染也来自这些方面。在有色金属冶炼时也会因矿石含汞(如硫化汞)而带来严重的汞污染。问题有机合成工业中的含汞触媒(如以活性炭为载体的氯化亚汞触媒)废弃物也会给环境来污染问题。

氯(Cl2)

氯是一种具有强刺激性的黄绿色气体，比空气重2.43倍，易溶于水(水氯体积比为1:2.5)，易为活性炭所吸收。常温及六个大气上液化为液氯，比重为水的1.56倍。氯的用途相当广泛，多用于自水消毒，纸浆漂白，制溴、漂白粉(次氯酸钙)，六六六，橡胶，油墨颜料，油脂，聚氯乙烯和盐酸、农药，等等。冶金工业的氯化处理、氯碱工业等也有大量氯气排出。如每生产一吨液氯，隔膜电解法会有9.45公斤、水银电解法有18－72.5公斤氯排出。

人们胃中含有千分之五的盐酸，以帮助消化、杀死病菌。氯是很活泼的元素，几乎能与一切普通金属以及碳、氮、氧以外的所有非金属直接化合(在无水情况下不与铁作用，故用钢瓶装液氯)。大气中低浓度的氯(氯化氢)能刺激眼、鼻、喉；空气中含有万分之一的氯就会严重影响人的健康。人体吸入氯气会使呼吸道和皮肤粘膜中毒。轻度中毒时有灼烧、压迫感，喉炎发痒，呼吸困难，眼刺痛流泪。高浓度的氯气(氯化氢)会引起人慢性中毒，产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等，有的还会过敏，出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强，空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸，而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。所以，生产和使用氯的地方要严格管理，改进工艺设备，防止跑冒滴漏并大搞氯的综合利用。对于含氯废气，在浓度超过1%时，可以四氯化碳或一氯化硫等作为吸收剂吸收浓缩后解吸予以回收；稀浓度的氯可用水、碱液和亚铁化合物等吸收处理，但要注意二次污染问题。

酚

酚类化合物种类繁多，有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。苯酚简称酚，又名石炭酸，微酸性(腐蚀性)，常温下能挥发，放出一种特殊的刺激性臭味，在空气中变粉红色。医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。甲酚又称煤酚，与苯酚的化学活性及毒性类似，也经常同时存在。酚类按其芳环上所直接连接的羟基数目的不同，可分为一元酚和多元酚；按其挥发性又可分为挥发酚与不挥发酚。一元酚多具有挥发性(沸点在230℃以内)。

酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固，所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒；其蒸气由呼吸道吸入，对神经系统损害更大。长期吸入代浓度酚蒸汽或酚污染了的水可引起慢性积累性中毒；吸入高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救，可在三到八小时内因神经中枢麻痹而。残废慢性酚中毒常见有呕吐，腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含酚0.1～0.2毫克/升时，鱼肉即有臭味有能食用；6.5～9.3毫克/升时，能破坏鱼的鳃和咽，使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田，会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。

苯酚的制造、炼焦、炼油、冶金、塑料、化纤、绝缘材料、酚醛树脂、制药、炸药、农药等等工业都会有较高浓度的含酚废水。例如，每生产一吨焦炭，就可产生0.2～0.3立方米的含酚废水。

解决含酚废水的途径，一是改革工艺，降低废水含酚浓度，或循环用水以减少废不量并提高废水中含酚浓度，便于回收；二是回收利用和处理，主要方法有：萃取、吸附、蒸汽吹脱、离子交换、化学沉淀、化学氧化、反渗透、生化处理等。一般说来，含酚浓度在1000毫克/升以上的废水应先考虑酚的回收，再加破坏处理以达无害排放。含酚浓度低于此浓度以下，则要进行无害处理。

氰化物

氰化物有氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾、氰化铵和腈类，均有剧毒！无机氰化遇酸即入出氢氰酸。氢氰酸比重为0.687，具苦杏仁臭味、无色透明液体，熔点－14℃，沸点25.6℃，极易挥发。氰化物侵入人体或接触它们(特别是通过皮肤伤口)，均能引起中毒。轻者头痛、眩晕、呼吸困难，重者昏、戏挛、血压下降，甚至在二、三分钟内无预兆而突然昏致死亡。氰化物中毒治愈者不可能有神经系统后遗症，如头痛、麻痹、失语、颠痫等。氢氰酸对人的致死量为0.06克、氰化钠为0.1克、氰化钾为0.12克。氰化物对鱼的毒害较大，当水中氰根含量为0.04～0.1ppm时，即可使鱼致死。

含氰废水、废气主要来自电镀、焦化、冶金、选矿、化纤、制药、有机玻璃、塑料、煤气等工业部门。消除其危害的主要措施有：1、改革工艺。如电镀的无氰或微氰化；选矿用无氰选矿。2、回收利用。如蒸发浓缩、离子交换、酸性挥发等方法回收氰化物3、废水处理。主要有是电解、氧化、吹脱与吸收、生化、化学处理等，破坏氰根。如向废不中投放液氯、次氯酸钠或漂白粉等，使氰转化为二氧化碳和氮。一般含氰浓度小于20毫克/升时可用活性污泥曝气池，20～40毫克/升时用生物滤池，等等。

镉(Cd)

镉是一种毒性很大的重金属，其化合物也大都属毒性物质。镉用途很广，镉盐、镉蒸灯、颜料、烟雾弹、合金、电镀、焊药、标准电池、冶金去氧剂、原子反应堆的中子收棒等，都要用到镉。如颜料镉红即为硫化镉、硒化镉和硫酸钡组成；镉黄为硫化镉与硫酸钡组成。镉在自然界中相当稀少，常伴生于硫化铅、锌矿特别是闪锌矿(ZnS)之中。金属矿的开采和冶炼、电镀、颜料等是镉的主要人为污染源。粗磷肥中含镉可达100毫克/公斤、普钙含镉可达50～170毫克/公斤；汽车废气中也有镉。资料表明，交通频繁的公路两旁土壤和草的含镉量，近处明显高于远处。烟草中也含有一定量的镉。

震惊世界的日本“痛痛痛”就是因镉污染而致。含镉的矿山废水污染了河水及河两岸的土壤、粮食、牧草、通过食物链进入人体而慢慢积累，在肾脏和骨骼中。会取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断；镉会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，使锌镉比降低，而导致高血压症上升。镉毒性是潜在性的。即使饮用水中镉浓度低至0.1毫克/升，也能在人体(特别是妇女)组织中积聚，潜伏期可长达十至三十年，且早期不易觉察。资料表明，人体内镉的生物学半衰期为20～40年。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的，且治疗极为困难。因此，各国对工业排放“三废”中的镉都作了极严格的规定。日本还规定，大米含镉超过1毫克/公斤即为“镉米”，禁止食用。日本环境厅规定0.3ppm为大米中镉浓度的最高正常含量。

由于镉化合物具有程度不同的毒性，用任何方法从废水中除镉，只能改变其存在任何方法从废水中除隔，只能改变其存在方式和转移其存在的位置，并不能消除其毒性。因此，镉废水的处理应尽量与回收利用结合。

砷(As)

砷及砷的可溶性化合物者极毒。如砒霜(白砒)就是三氧化二砷。自然界中主要以化合物形态存在，间或成单质存在，有硫砷铁矿(FeAsS)、雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)。不少有色金属矿石中含有砷化物，所以在有色金属冶炼过程中(如矿石培烧)，均有砷化物(如白砒)排出。煤中含砷平均可达25毫克/公斤，故煤的燃烧可使周围空气的砷浓度达0.02微克/立方米。砷化物多用于制造硬质合金(如铅弹中加35%的砷)、砷酸盐药物、杀虫剂、杀鼠剂(一般为砷酸、亚砷酸盐类)、玻璃工业脱色剂、毛皮工业的脱毛剂和防腐剂。所以冶金、硫酸、化肥、皮革、农药等工业均有砷污染。问题砷可以通过呼吸、皮肤接触、饮食等途径进入人体。砷能与蛋白质和酶中的巯基结合，抑制体内很多生化过程，特别是与丙酮酸氧化酶的巯基结合，使其失去活性，引起细胞代谢的严重紊乱。砷对人的中毒剂量为0.01～0.052克，致死量为0.06～0.2克。砷的急性中毒症状是：咽喉、食道及胃肠烧灼感，腹泻、腹痛、头痛、恶心、呕吐、口喝、面部发绀、血压迅速降低，病情严重时可迅速死亡。砷中毒作用也是积累性的，能蓄积于骨质疏松部、肾、肝、脾、肌肉和角化组织(如头发、皮肤及指甲)。近年来还发现，与含砷物质经常接触的工人中，皮肤癌和肺癌的发病率锭高于其他行业；而皮肤溃疡、鼻中隔穿孔更为常见。

含砷废气应严格消烟除尘措施，在烟道中予以回收。含砷废一般用投加石灰、硫酸亚铁和液氯(或漂白粉)，将砷沉淀，然后对废渣进行处理。各种方法从饮用水中除砷的效率，石灰软化法可除去85%，木炭过滤为70%，硫化铁滤床94%，硫酸铁凝结80%以上，氯化铁凝结98%以上，氢氧化铁沉淀法94～96%。如人畜误食砷中毒，可以氧化镁与硫酸亚铁溶液强烈搅动生成的新鲜氢氧化铁悬浮液服用来解毒。

烟尘

除工业过程产生的粉尘外，烟尘主要是燃料燃烧的产物。工业用煤排烟量大致是燃烧的重量的3～18%，褐煤为11%，无烟煤为8～9%。同样一吨煤，居民用比工业用所产生的粉尘要多2～3倍。烟尘一般含硫、氮、碳的氧化物等有毒气体和粉尘。粉尘颗粒大于十策米的，很快会沉降到地面，称为落尘；颗粒小于十微米的称为飘尘，其中相当大一部分比细菌还小，可以几小时，甚至几天，几年地飘浮在大气中，尤其是直径在0.5～5微米的飘尘，不能为人的鼻毛所阻滞和呼吸道粘液所排除，可直接到达肺泡，被血液带到全身。有的飘尘还附有苯并(a)芘或本身就是一些有毒的金属(如铬、铍、镍)化合物、石棉、砷化物等，可以致癌。细小的飘尘随呼吸道进入人体后将有一半粘附在肺部细胞上，是构成人类和动植物呼吸道疾病的重要原因。烟尘还能削弱日光和能见度，吸收日光中对人体有紫外部分，而使儿童的佝偻病增多。

防治烟尘污染措施主要有：1、改变燃料构成和燃烧方式。如用无污染或少污染的燃料(天然气、煤气、石油炼厂气或其他日光、沼气、风、潮汐等能源)代替煤炭；现有炉窑实行技术改革。2、区域集中供热，大的燃煤电站实行热电并供，以集中的高效锅炉代替分散的低效锅炉；3、采用各种烟尘消烟除尘方式。等等。

粉煤灰

从燃煤锅炉烟囱收集下来的烟灰称为粉煤灰。许多火电厂将粉煤灰与锅炉底部的沉渣(炉渣)一起排出，即粉煤灰渣。我国火电站每年排放的粉煤灰渣有近四千万吨，是一个重要的污染源。它不仅占用大量土地堆积，还常排放江河，使河道淤塞，河水变质。煤灰渣主要成份为硅酸盐、铝硅酸盐、氧化硅、硫酸盐等，含铁也相当高。它本身没有水硬胶凝性，但经磨细后，在有水份的条件下，能与石灰等起化学反应生成水硬胶凝性的化合物，因此粉煤灰用途极广，主要用以制作建材。不少西方国家都反灰渣资源再技术作为国策的一环，美国更把灰渣列为矿产资源中的第七位，在1978年已有24.1%(约1641万吨)作为商品销售。我国最近也制定了粉煤灰水泥的国家标准，将其列为正式产品。粉煤灰还可用于水泥的活性混合材，混凝土的掺合料、烧结粉煤灰陶粒(人造骨料)、砌筑水泥(砂浆水泥)、填筑和筑路材料。粉煤灰的综合利用，需要电力、建材、建工、环保各部门统一认识，建设起我国的粉煤灰渣利用工业，从发展燃煤电站的除尘技术、干排灰技术到废料资源化、资源产品化、产品系列化等方面着手，解决粉煤灰的污染与利用问题。

硫铁矿渣

又称烧渣，是生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的。一般每生产一万吨硫酸可产生约七千吨硫铁矿渣。由于烧渣中还有残硫，故排放水体，将使其严重酸化，腐蚀桥梁、船舶。

烧渣含铁量一般为百分之四十至四十五，经磁选、重选后，可提高至百分之五十到六十(同时脱硫)，是很好的炼铁原料，每一万吨硫铁矿渣可选出四千吨左右的炼铁原料，选余物还可供水泥厂用，此外，烧渣中还有不少有价金属，应考虑综合利用问题。目前我省烧渣除部分供水泥厂外，大部分未处理，值得注意。

钢渣、高炉渣

每生产一吨生铁要排出0.75吨高炉渣(国外由于高断的改进和大型化、矿石品位提高，已降到0.3吨)；每生产一吨钢，要排出0.25吨钢渣。高炉渣化学成份接近水泥的化学成份，活性比较稳定，抗磨、水化、吸水性能好，水淬工艺成熟，易于加工，回收利用合算。目前我国对高炉渣的利用率达百分之六十。而钢渣质硬、块大、不易破碎，水淬技术不很成熟，利用较难。高炉渣一般用于制矿渣水泥、矿渣磷肥、铸石、矿渣纤维、微晶玻璃等。碱性炼铁炉(如托马斯炉)的钢渣经水淬后渣中钢形成小粒，可经磁选回收。选余渣再制磷肥和水泥(其成本仅为普通水泥一半)。钢渣磷肥含磷及多种微量元素，适用于酸性土壤，能改良土壤，又可作饮料添加剂，其有效五氧化二磷为14～18%。国外对钢渣利用着重研究炉前水淬，使其先行粒化；或采用大面积分层铺渣破法(热泼法)。一般将钢渣返回烧结矿或直接回高炉代石灰石作助溶剂。

放射性物质

某些元素的不稳定原子核进行蜕变，放出甲(a)、乙(β)、丙()等射线，(能量的形式)，而自己变成一种新原子，这种不稳定我的元素称为放射性元素，有天然的(如锕、钍、铀等)和人工的(钚、锔、钔等)之分。含放射性元素的物质即放射性物质它，在工、农、医、国防各方面均有着极重要价值。但它通过空气、饮食等途径进入人体，以体内或体外照射方式危害人体健康。人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。不同射线对人的危害也有差别，如σ一粒子的放射性物质将引起所接触到的组织的高深度放射性危害；而－射线主要是外部辐射引起危害；β－射线穿透能力介于二者之间，既能引起外部辐射性烧作和皮肤恶化，又能透过外层组织引起体内放射性损伤。