1．主要方法及原則
鉛鋅冶煉煙氣及其污染物的產(chǎn)生隨冶煉過程和原材料種類不同而有很大差異。按其含硫與不含硫可分為兩大類：一類為含硫煙氣，除含有一般物質(zhì)燃燒生成的正常組分外，主要含有二氧化硫和三氧化硫；另一類為不含硫煙氣，主要含有二氧化碳、一氧化碳、氮氣等。目前，在各鉛鋅冶金爐窯之后根據(jù)不同情況幾乎全都采用不同的收塵方法，設(shè)置了收塵裝置回收煙塵；同時，對含硫煙氣也進(jìn)行了不同程度的凈化和利用。對于不含硫煙氣，多采用借助外力作用的分離法，將氣溶膠污染物從煙氣中分離出來；而對于含硫煙氣，除分離其中的氣溶膠污染物外，煙氣還應(yīng)采取轉(zhuǎn)化法制取硫酸，以回收其中的硫。
把固體粒子從氣體中分離出來并加以捕集的設(shè)備稱為除塵器。按收塵機制的不同可分為機械式除塵器、過濾式除塵器、濕式除塵器和靜電除塵器。
收塵流程可分為干式流程、濕式流程和干濕混合流程三類。干式流程主要收塵設(shè)備有沉降室、旋風(fēng)除塵器、濾袋除塵器和電除塵器。鉛鋅冶煉廠的收塵系統(tǒng)大部分采用干式流程，其特點是煙塵容易處理，但投資較大，煙塵飛揚，勞動條件差。濕式流程主要設(shè)備有文氏管除塵器、沖擊除塵器、泡沫除塵器、湍球塔等，回收的煙塵呈泥漿狀，處理泥漿存在污水處理、設(shè)備腐蝕與堵塞等問題。在北方寒冷地區(qū)濕式流程的采用受到 限制。干濕混合流程是在濕式除塵器前加一段或幾段于式除塵器，以減少泥漿量，此種流程多用于干燥作業(yè)的收塵。制造硫酸的煙氣要求具有 的二氧化硫濃度，選擇流程時，應(yīng)采用漏風(fēng)率低的除塵設(shè)備。對于含一氧化碳較高的煙氣，應(yīng)采用密閉性能好的除塵設(shè)備捕集煙塵，選擇干或濕式收塵流程則不限。干式電收塵器要求煙塵比電阻為104～1010Ω.cm，如不在此范圍，須采取特殊措施。煙氣中含有二氧化硫、三氧化硫等成分時，對除塵設(shè)備均有腐蝕作用，尤其當(dāng)煙氣含水較高時腐蝕 為嚴(yán)重，選擇流程時應(yīng)充分考慮設(shè)備的防腐問題。
2．鉛鋅冶煉煙氣治理主要流程
鉛熔煉爐煙氣治理流程 鉛鼓風(fēng)爐熔煉的煙氣溫度一般為150～200℃，打爐結(jié)和處理事故時，煙氣溫度可達(dá)500～600℃，煙氣含塵量可達(dá)1030g／m3，收塵流程應(yīng)按處理事故時的煙氣溫度確定冷卻設(shè)備。鉛塵密度較大而黏，煙塵含量高時不宜將風(fēng)機設(shè)在袋式除塵器，以避免風(fēng)機因粘塵而產(chǎn)生振動。袋式除塵器應(yīng)采取的清灰方式，可采取機械振打加脈沖清灰。煉鉛鼓風(fēng)爐的收塵流程如下：
鼓風(fēng)爐煙氣→水套煙道→表面冷卻器→袋式除塵器→風(fēng)機→煙囪
鉛鼓風(fēng)爐熔煉煙氣中含硫氧化物(SOχ)可達(dá)0．05％～0．5％，按環(huán)保要求 處理后才能排放。有許多工廠已采用石灰吸收法處理，使煙氣中SOχ可降至100×10-6
對于氧氣底吹煉鉛熔煉爐(包括Q．S．L法和SKS法反應(yīng)器)，由于強化了熔煉過程，煙氣中的含塵量、煙氣溫度和二氧化硫濃度都比較高，出爐煙氣溫度可達(dá)1300℃，煙氣含塵量高達(dá)250 g/m3，二氧化硫濃度達(dá)8％～9％，煙氣可直接制酸。一般采用余熱鍋爐降溫并回收其中的余熱，收塵裝置可采用電除塵器?？紤]到配置及操作上的原因，一般不設(shè)粗收塵裝置，煙氣出余熱鍋爐后直接進(jìn)入電除塵器。為解決鉛煙塵比電阻高及電除塵器入口
含塵濃度高的問題，可采取以下措施：①將煙氣溫度控制在350～400℃，以避開鉛煙塵的高比電阻區(qū)；②采用寬距電除塵器；③將電場風(fēng)速和驅(qū)進(jìn)速度控制在合理的范圍。鉛氧氣底吹熔煉爐收塵流程如下：
氧氣底吹熔煉爐煙氣→余熱鍋爐→電除塵器→風(fēng)機→制酸
鉛煙化爐煙氣治理流程 鉛煙化爐出爐煙氣溫度高達(dá)1250℃，煙氣含塵50～100g/m3，煙氣需經(jīng)余熱鍋爐降溫并回收余熱后進(jìn)入收塵系統(tǒng)。煙化爐煙塵多為揮發(fā)性煙塵，煙塵粒度較細(xì)，煙塵中含鋅、鉛較高，一般采用袋式除塵器。煙氣除采用余熱鍋爐降溫外，還需采用表面冷卻器等進(jìn)一步降溫，以滿足袋式除塵器操作的要求。當(dāng)煙化爐操作不正常時，煙氣中常含有未燃燒的粉煤，收塵系統(tǒng)應(yīng)考慮防爆措施。在操作正常的情況下，經(jīng)收塵后的煙氣可達(dá)到排放要求。煙化爐收塵流程如下：
煙化爐煙氣→余熱鍋爐→表面冷卻器→袋式除塵器→風(fēng)機→煙囪
鉛燒結(jié)機煙氣治理流程燒結(jié)機煙氣中含有 的二氧化硫和水，煙氣溫度250～350℃，煙氣含塵量25～40 g／m3。由于這種煙塵的比電阻比較高，以往多采用袋式除塵器，但因其存在著腐蝕和勞動條件差等問題，現(xiàn)已多改用電除塵器。燒結(jié)機煙氣中的二氧化硫濃度為3％～7％，為保證進(jìn)入酸廠的二氧化硫濃度，應(yīng)采用密閉性能好的收塵設(shè)備。電除塵器可采用寬距，電場風(fēng)速及驅(qū)進(jìn)速度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。鉛燒結(jié)機收塵流程如下：
燒結(jié)機煙氣→沉塵室→電除塵器→風(fēng)機→制酸
有些工廠鉛燒結(jié)機煙氣中的SO2濃度往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)法生產(chǎn)硫酸的3％以上的要求，便直接排放會污染環(huán)境。法國一鉛廠則采用濕式硫酸法WSA法)處理低SO2濃度的鉛燒結(jié)煙氣，取得了很好的效果(詳見第17章)。我國株洲冶煉廠亦采用此法。
鋅干燥窯煙氣的治理流程鋅精礦和浸出渣的干燥廣泛采用回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯煙氣具有含水分高(15％～25％)、溫度比較低(80～120℃)的特點，煙氣含塵為10～20 g／m3。由于煙氣溫度與其露點很接近，易造成煙氣的結(jié)露。以往使用的袋式除塵器，由于煙氣的結(jié)露而造成糊袋現(xiàn)象，糊袋后清灰無法正常進(jìn)行，系統(tǒng)阻力增加，迫使停產(chǎn) 換濾袋。為此，不少冶煉廠采用了干濕結(jié)合的辦法。先用旋風(fēng)除塵器等使大量煙塵以干灰的形式收下，之后采用濕式除塵器處理。這樣，雖然避免了因煙氣結(jié)露而造成糊袋現(xiàn)象，但也帶來了以下問題：①污水和泥漿的處理需要一套完善和龐大的沉淀、過濾設(shè)施，設(shè)備維護量大；②原料經(jīng)干燥后又變成泥漿，經(jīng)過濾后再于燥，造成能源上的浪費；③在北方寒冷地區(qū)，濕式流程的采用受到 限制。
新型濾料微孔薄膜復(fù)合濾料，薄膜表面 光滑，粉塵剝離性能良好，可地解決糊袋問題。同時，采用的清灰方式，干燥窯煙氣收塵采用袋式除塵器是可行的。
干燥窯煙氣收塵流程如下：
干燥窯煙氣→旋風(fēng)除塵器→風(fēng)機→濕式除塵器→煙囪
干燥窯煙氣→袋式除塵器→風(fēng)機→煙囪
鋅焙燒爐煙氣的治理流程 濕法煉鋅中流態(tài)化焙燒爐的出爐煙氣溫度為800~900℃，鋅精礦氧化焙燒的煙氣溫度可達(dá)1100℃，含塵量為200～300 g／m3，煙氣含二氧化硫8％～10％，一般采用電除塵流程。開停爐的煙氣一般溫度較低，二氧化硫濃度低，常在進(jìn)酸廠之前放空。風(fēng)機的位置可在電除塵器之前，也可在電除塵器之后。風(fēng)機在電除塵器之前時，可減少電除塵器的漏風(fēng)，但電除塵器為正壓操作，易造成電除塵器的石英管“爬電”。而且處理的煙氣含塵濃度較高，易造成風(fēng)機葉輪的粘結(jié)。新型的電除塵器均為鋼外殼，在制造和安裝質(zhì)量有保證的條件下，漏風(fēng)率應(yīng)小于5％，故風(fēng)機好配置在電除塵器之后。焙燒爐煙氣收塵流程如下：
焙燒爐煙氣→余熱鍋爐→級旋風(fēng)除塵器→二級旋風(fēng)除塵器→電除塵器→風(fēng)機→制酸廠
焙燒爐煙氣→余熱鍋爐→級旋風(fēng)除塵器→二級旋風(fēng)除塵器→風(fēng)機→電除塵器→制酸廠
焙燒爐煙氣→水套冷卻器→旋風(fēng)除塵器→電除塵器→風(fēng)機→制酸廠
焙燒或燒結(jié)煙氣中往往還含有汞，達(dá)到每立方米幾十至幾百毫克，在治理這種煙氣時，還需增設(shè)除汞工序。由于除汞方法各異，增設(shè)設(shè)備也不一致，詳見第17章。
鋅揮發(fā)窯煙氣治理流程 鋅浸出渣揮發(fā)窯的煙氣具有含塵濃度高、氧化鋅煙塵粘度大、煙塵的比電阻高、煙塵粒度小等特點。揮發(fā)窯出口煙氣溫度為650～750℃，煙氣含塵量40～55 g／m3。由于煙氣溫度較高， 采取降溫措施。煙氣的收塵可采用袋式除塵器或電除塵器，由于氧化鋅煙塵易吸潮造成粘結(jié)，收塵系統(tǒng)應(yīng)采取良好的密封措施，防止漏入冷風(fēng)。袋式除塵器的清灰方式可采用機械振打或脈沖噴吹，過濾風(fēng)速應(yīng)小于0．5m／min。當(dāng)采用電除塵器時，為解決煙塵比電阻高的問題，可采用寬距電除塵器或三電電除塵器。鋅揮發(fā)窯煙氣收塵流程如下：
揮發(fā)窯煙氣→余熱鍋爐→表面冷卻器→袋式除塵器→風(fēng)機→煙囪
揮發(fā)窯煙氣→余熱鍋爐→電除塵器→風(fēng)機→煙囪
揮發(fā)窯煙氣→表面冷卻器→電除塵器→風(fēng)機→煙囪
從上述各種煙氣治理的工藝流程可知，煙氣的治理主要包括三大內(nèi)容：①高溫?zé)煔獾睦鋮s和余熱的利用；②含塵煙氣的凈化收塵；③含SO2煙氣的制酸。
