铅电解酸气治理研究

铅电解酸气治理研究

梁亮

赤峰山金银铅有限公司 

赤峰市巴林左旗 025450

摘要：在铅电解过程中，会产生大量酸雾，目前国内尚未制定铅电解尾气含氟化合物排放标准，职业卫生方面要求现场氟化物浓度不大于2mg/m 3。酸雾无组织排放也会造成大气环境的污染。比较几种酸雾治理的方法，控制尾气氟化物浓度低于国际标准，为铅电解工艺酸雾净化治理提供参考。

关键词：铅电解、酸雾、治理、氟化物浓度标准

铅电解过程中，阳极为含铅≥98%的粗铅，阴极为含铅≥99.996%的成品铅，以硅氟酸、硅氟酸铅酸性水溶液作为电解液。随着电解过程的进行，电解槽端面弥漫着大量的酸雾。这些过程大多为开放性作业，无组织排放，具有较强的腐蚀性。如处理不当，不仅会引起严重的大气环境污染，对人类健康和环境造成较大的危害，也会使厂房及设备受到不同程度的损害腐蚀。目前，工业上应用较多的酸雾治理

方法多采用物理、化学2种吸收工艺，但普遍存在一些问题，诸如：净化效果差、运行成本高、工厂难以采用等。因此，酸雾的安全处理处置和综合利用，成为有色金属行业发展瓶颈。尽管目前国内尚未制定铅电解尾气含氟化合物排放标准，职业卫生方面要求现场氟化物浓度不大于2mg/m 3，日本标准氟化物排放浓度1-2mg/m 3，欧盟标准氟化物排放浓度≤1mg/m 3，因此铅电解过程酸雾治理势在必行。

1.现场氟化物测量结果

作业场所氟化物全部符合职业卫生标准，但电解槽面、残极作业处等位置临近超标。

2.几种酸雾治理方法比较

工业上应用较多的酸雾治理方法多采用吸收净化工艺，酸雾吸收装置常用的几种主要有填料塔、喷淋塔、板式塔、鼓泡塔和文丘里、湍球塔。

2.1填料塔具有除雾效率高、持液量小、操作弹性大等优点，一般为直立式圆简，液体从塔顶经分液器喷淋到填料上，并沿填料表面流下，气体从塔底送入，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料可延长气-液接触的停留时间，从而可得到较高的酸雾处理效率[1]。在实际工业应用中，存在着浓度低、处理量大等特点，但是大液气比和大酸雾量会加剧能量的消耗，导致操作成本和运行成本过高，同时存在技术要求高、难以管理等不足之处。

2.2喷淋塔一般配有3～6个喷淋管，每个管都装有10～50个喷嘴，进入吸收塔的酸性气体可以与自由下落的液滴紧密接触，吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用，除雾器则布置在吸收塔顶部，从高效螺旋型雾化喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成很细的雾状液滴，在塔内产生高效、充分的气液接触[2]。喷淋吸收塔在湿法脱硫系统中占有突出的地位，洗涤液一般采用用石灰水、双碱液等，具有除尘脱硫效率高、耐腐蚀、不磨损，使用寿命长等优点，但是工艺简单，不适于处理含杂质的酸性气体。

2.3板式废气净化塔是用于气液或液液系统的分级接触传质设备，塔内件以塔板作为两相接触的基本构件，塔板分为有降液管和无降液管2种。板式塔在塔内装有一层层的塔板，液体在重力作用下，自上布下依次流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。由于精馏和吸收的优越性，广泛应用于石油化学工业中。板式塔优点操作弹性要大、结构简单、易于制造。缺点不易操作、不易控制、除雾效率不稳定。

2.4鼓泡塔技术将吸收、氧化、中和、结晶以及除尘等几个必不可少的工艺过程合到1个单独的气相一液相一固相反应器中进行，主要原理是气体通过喷射分配器以一定压力进入吸收液中，鼓泡区中的气泡不断地生成和破裂，将反应物由鼓泡区传递至反应区，并使新鲜的吸收剂与酸雾接触，停留一定的时间，形成一定高度的喷射气泡层，可省去再循环泵和喷淋装置，净化后的气体经上升管进入混合室，除雾后排放。此塔的特点是可在低PH值（一般为3.5-4.5下运行，且可通过增加喷射管的浸没深度提高除雾净化率，缺点液相有较大返混现场，不易于实际运用，一些工厂难以采用，技术要求较高。.

2.5文丘里塔充分吸收了填料塔和传统喷淋塔的优势，酸雾经引风进入文丘里塔，自下而上流动，浆液液滴在蒸发和吸收的过程中逐步饱和，通过错位布置的文丘里棒，形成无数个文丘里单元，棒层与逆流而上的热烟气形成强烈湍流，进入除雾器后达标排放。借助文丘里棒既可以减少进入除雾器的灰尘含量，提高除雾器的工作可靠性，也可以减小烟气在塔中的流通截面的机理，提高烟气通过时的流速。

文丘里净化器是一种投资省、效率高的湿法净化设备。对高温气体的降温效果良好，广泛用于高温烟气的除尘、降温，也能用作气体吸收器。

2.6湍球塔酸雾净化装置是一种强化操作的塔设备口。湍球塔由支承板或栅板、小球（轻质)、挡网、除雾器等部分组成，在支承板或栅板上放置一定量的轻质球形填料，在上升高速气流的冲力、液体的浮力和自身重力等各种力的相互作用下，球形填料悬浮起来形成湍动旋转和相互碰撞，引起气、液的密切接触，在一定空塔气速下，会产生自身清净作用。湍球塔的优点是操作稳定，净化酸雾效率高，处理能力大，气液分布比较均匀，液泛速度高，流体限力小，操作弹性大，结构简单且不易被堵塞，因而能缩小塔径、降低塔高，节省设备投资，尤其对处理易污染的物料更能显示出其优越性，适用于电解行业和有色金属行业[3]。缺点是球的湍动存在返混现象、易变形、破裂。

3.应用结果

目前，铅电解车间均存在酸雾挥发现象，引发酸雾吸收等环保问题。电解槽挥发出的氟硅酸及其分解产生的有毒的sif4和hf气体直接危害周边环境。同时生产工艺要求电解液温度要保证45±2℃，所以通过降低温度来减少酸雾挥发基本不能实现。生产工艺中，每槽电解槽的电解液循环量要在40～60L/min，减少循环量会影响电解效果。总的来说，降低电解液温度和减少循环量均无法保证铅电解生产工艺。暂时采用酸气冷凝回收的方式，通过酸气在布置有冷凝水管的集气罩内循环。集气罩内设置水冷壁及PVC鲍尔环填料，实现酸气与生产

水对向换热[4]，加快酸气冷凝结露,从而达到酸雾减量化的目的，经二次测量，各作业面氟化物浓度下降10-35%左右。如想彻底做好酸雾综合回收，还需结合各厂家实际情况以及运行成本，选择高效的净化工艺。

4.结语

以上酸气治理能够有效治理铅电解过程中产生的酸雾，并且能实现清洁生产。各厂家可以结合自身企业特点、提高水资源利用效率、酸雾成分及浓度等多方面综合考虑，酸雾治理技术的应用将会朝着行业化、复合化和节能化的方向发展，这对于我国环境管理和节能减排工作具有一定的技术支持意义。

参考文献：

[1]张晓燕，楚晓燕，金洪文.酸洗槽酸雾净化处理的两种方法[J].长春工程学院学报， 2001， 2(2)： 38-39.

[2]孙锦余，陈亮.喷淋塔、鼓泡塔烟气脱硫技术的比较[J].广东电力， 2009(11)： 50-55.

[3]刘朗明.锌电解酸雾治理的工业试验[J].中国有色冶金，2004(6)：27-28，37.

[4]季旭华，王晓旭。酸性气体脱除系统冷量回收的技术改造[J].大氮肥，2023.4.46.2.