服务热线:0816-4672623
    联系我们
    手机:17745460814
    座机:0816-4672623
    传真:0816-4672623
    QQ:46422522
    联系人:王先生
    邮箱:46422522@qq.com
    地址:安县雎水东林村一组
    土壤污染防治责任书turanwuranfangzhi
    您当前位置:首页 > 新闻中心 > 土壤污染防治责任书 >
    向泰阳化工有限公司土壤及地下水自行监测方案
    发布时间:2019-07-02 17:59:25
    序号 专家意见 修改说明
    1 细化资料收集、现场踏勘和人员访谈,补充主要原辅材料、产品成分及理化性质介绍,完善有毒有害物质和具有潜在污染隐患的重点设施和重点区域识别。 已细化相关部分,详见2.3、2.9章和附件。
    2 补充地下水流场等相关水文地质资料,明确地下水埋深、流向和含水层的厚度,优化土壤和地下水监测布点(含背景点、各重点设施/区域下游),完善污染特征识别和监测指标选取。 已补充水文信息,补充地下水流向,增加地下水点位布设,完善监测指标的选取。详见2.2章和第三章。
     

    目录
    ******章 总论 1
    1.1 项目背景 1
    1.2 监测内容及目的 1
    1.3 编制依据 1
    第二章 企业及区域概况 3
    2.1 企业概况 3
    2.2 区域环境概况 3
    2.2.1 地理位置 3
    2.2.2 自然环境概况 6
    2.2.3 气候特征 7
    2.2.4 区域水系及水文特征 7
    2.2.5自然灾害 8
    2.2.6自然资源 8
    2.3 场地用地历史沿革 9
    2.3.1场地使用历史 9
    2.3.2场地使用现状 10
    2.3.3 重点设施及重点区域识别 12
    2.5 生产工艺 15
    2.5.1硫酸亚铁和硫精砂制酸硫酸生产原理 17
    2.5.2 115%发烟硫酸生产原理 22
    2.5.3液态三氧化硫和液态二氧化硫生产原理 23
    2.5.4试剂硫酸生产原理 25
    2.6 原辅料使用情况 26
    2.6.1 主要原辅材料及能源消耗 26
    2.6.2 主要原材料原料成分分析 27
    2.6.3 物料平衡 28
    2.7主要设施、设备使用情况 30
    2.8产排污及治理信息 32
    2.8.1主要污染物产排信息 32
    2.8.2大气污染物的排放与治理 33
    2.8.3废水的排放与治理 34
    2.8.4固体废弃物的产生与治理 35
    2.9现场踏勘 36
    2.10污染识别 36
    第三章 监测方案 37
    3.1 监测对象 37
    3.2 采样点布设 37
    3.2.1 布设原则 37
    3.2.2 采样点位布设 38
    3.3 采样方法 40
    3.3.1 土壤样品的采集和保存方法 40
    3.3.2 地下水样品的采集和保存方法 41
    3.4 监测因子及选择依据 43
    3.4.1 选择依据 43
    3.4.2 土壤的监测因子 43
    3.4.3 地下水的监测因子 44
    3.5 评价标准的确定及结果分析 44
    3.5.1 评价标准的确定 44
    3.5.2 结果分析 44
    3.6 样品采集质量管理与质量控制 45
    3.6.1 采样现场质量控制与管理 45
    3.6.2 样品保存与流转中质量控制 46
    3.6.3 采样过程中二次污染的控制 47
    3.7 样品分析与质量控制 47
    3.7.1 样品测试总体方案 47
    3.7.2 样品测试分析质量控制 47
    3.8 监测报告的编制 49
    附件 50
    附件一:雨污排放示意图 50
    附件二:危废处置合同扫描件 51
    附件三:踏勘记录表 58
    附件四:人员访谈记录表 59

    ******章 总论

    1.1 项目背景
    为加强在企业土壤及地下水环境保护监督管理,防控在产企业土壤及地下水污染,规范和指导在产企业开展土壤及地下水自行监测工作。省环保厅按照《土壤污染防治行动计划四川省工作方案》及2018年度工作计划的要求,督促各企业开展土壤环境自行监测工作。参照《在产企业土壤及地下水自行监测技术指南(征求意见稿)》的相关要求,规范和指导四川省土壤环境污染重点监管单位开展土壤环境自行监测工作,按照“谁污染,谁治理”原则,对涉及环境污染事件和土壤污染的企业,要启动土壤污染防治应急措施。为贯彻《关于做好土壤污染重点监管单位土壤环境自行监测工作的通知》(川环办函﹝2018﹞446号)文件精神,切实推进土壤污染防治工作,强化逐步改善我公司土壤环境质量,保障我公司人居及周边人居环境安全,促进我公司经济绿色发展和土壤资源可持续利用,向泰阳化工有限公司于2018年11月委托成都德菲环境工程有限公司,结合本公司重点区域分布情况和我公司生产经营特点实际情况,制定本自行监测工作方案。
    1.2 监测内容及目的
    按照《四川省环境保护厅“关于做好土壤污染重点监管单位土壤环境自行监测工作的通知”》(川环办函[2017]466号)文件的要求,从2018年9月18日起,有关企业每年要自行对其用地土壤的环境质量进行监测。***后通过对现场所得情况及资料进行整理与分析,出具自行监测方案及监测报告。
    本场地土壤污染自行监测工作主要包括以下两个方面:
    (1)企业土壤环境的监测与管理;
    (2)企业地下水环境的监测与管理。
    1.3 编制依据
    (1)《场地环境调查技术导则》(HJ25.1-2014);
    (2)《场地环境监测技术导则》(HJ25.2-2014);
    (3)《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3-2014);
    (4)《污染场地土壤修复技术导则》(HJ25.4-2014);
    (5)《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36000-2018);
    (6)《污水综合排放标准》(GB8978-1996);
    (7)《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017);
    (8)《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004);
    (9)《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2009);
    (10)《区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范》(GBT-14158-93);
    (11)《岩土工程勘察工作规程》(DB42 169-2003);
    (12)《环保部关于加强工业企业关停、搬迁及原场址地再开发利用过程中污染防治工作的通知》(环发[2014]66号);
    (13)《国家环保部、工信部、国土资源部、住建部关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》(环发[2012]140号);
    (14)《四川省环境保护厅“关于做好土壤污染重点监管单位土壤环境自行监测工作的通知”》(川环办函[2017]466号);
    (15)《在产企业土壤及地下水自行监测技术指南(征求意见稿)》;
    (16)《北京市重点企业土壤环境自行监测技术指南》(暂行)。


    第二章 企业及区域概况

    2.1 企业概况
    向泰阳化工有限公司成立于2005年9月,位于四川省绵阳市安州区雎水镇东林村一组,是一家主要生产精铁粉和硫酸为主的民营企业,项目用地约36.6亩。公司基本情况见表2-1。
    表 2-1:企业基本信息
    企业名称 向泰阳化工有限公司
    厂区地址 绵阳市安州区雎水镇东林村一组
    行业类别 化学原料和化学制品制造业 厂区面积 24421m2
    成立日期 2005年09月14日 营业期限 长期
    中心经度 104°15'07.13" 中心纬度 31°29'43.24"
    登记注册类型 有限责任公司(自然人投资或控股) 组织机构代码 762349532
    行业类别 化学原料和化学制品制造业 行业代码 2611
    法人 彭勇 联系方式 0816-4672623
    环境管理属性 非重点污染
    主要产品 制造、销售硫酸;硫精砂、磷矿石销售;制造、销售二氧化硫、试剂硫酸、发烟硫酸、货物及技术的进出口业务。(凭相关行政许可从事生产经营)。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)。
     
    区域环境概况

    2.2.1 地理位置

    向泰阳化工有限公司位于绵阳市安州区雎水镇东林村一组。绵阳市,隶属于四川省,位于四川盆地西北部,涪江中上游地带。东邻广元市青川县剑阁县南充市南部县西充县;南接遂宁市射洪县;西接德阳市罗江县中江县绵竹市;西北与阿坝藏族羌族自治州和甘肃省的文县接壤。介于北纬30°42′~33°03′、东经103°45′~105°43′之间,总面积20248.4平方千米。
    雎水镇,绵阳市安州区辖镇。1940年置睢水乡,1959年改公社,1983年复置乡,1992年建镇。位于区境西部,距区政府所在地花荄镇23公里。面积75平方公里,人口1.9万。雎(水)绵(竹)路、秀(水)高(川)路在此交会。辖教场、光明、宝元、东林、青云、白河、金华、红石、罐滩、道喜10个村委会和雎水镇街道居委会。乡镇企业有建材厂、水电厂。农业主产水稻、小麦、玉米、油菜子。.雎水镇是著名作家沙汀的故乡。
    本项目位于绵阳市安州区雎水镇,中心点坐标N:31°29'43.24";E:104°15'07.13"。该单位地理位置见图2-1。

    图2-1项目地理位置图

    2.2.2 自然环境概况

    绵阳市境内地层发育较齐全,岩石建造复杂,岩性岩相变化大;多期多次构造继承、干扰、迭加,构造形态极复杂;晚期岩浆活动及区域变质作用微弱;沉积成矿作用强,内生矿化弱。以江油大断裂为界,分跨两个一级构造单元。按板块论,位处全国东、西板块的经向嵌合带;据槽台学说,又斜跨甘孜—松潘地槽与扬子地台。这种区域地质格局,控制了绵阳市岩相、地层、矿产、地形、地貌、土壤、气候、水系、生物等自然条件和资源的空间分布及其组合特征,并给人类的社会经济活动产生深刻的影响。
    2.2.2.1地形
    绵阳市地层跨扬子区和巴颜喀拉秦岭区两个一级区。其中包含四个分区,即四川盆地分区、龙门山分区、马尔康分区、西秦岭分区;六个地层小区,即南充小区、广元小区、龙门山北段小区、龙门山中段小区、金川小区、摩天岭小区。
    据现有资料可知,绵阳市地层中,寒武系中、上统、白垩系上统及第三系地层普遍缺失,奥陶系仅有少量中统出露,其余各时代地层均有发育和出露。沉积总厚度达到33637米以上。地层分布规律是三叠系及其以下的地层出露于西北部山地龙门山褶皱带;中生侏罗、白垩系红层广布于市东南部丘陵区旋钮构造带。

    2.2.2.2地貌

    绵阳市地貌受区域地质格局的控制而分属于四川三个不同的地貌单元:安县雎水镇到江油马角坝镇一线以北属龙门山山地区;东南部盐亭县梓潼县属盆北低山区;西南三台县、涪城区、游仙区等属盆中丘陵区。绵阳市地貌自西北向东南倾斜,地貌也由山地向丘陵过渡。
    其地貌特征为:
    (1)地势北高南低,高差悬殊大。绵阳市西北部属青藏高原东部边缘山地,地势高险,群峰叠嶂。西南部属四川盆地西北部,丘陵连绵,地势显著下降。绵阳市地形自西北向东南倾斜。绵阳市******点为平武县与松潘县接壤的岷山山脉第二高峰—雪宝顶,海拔高达5400米。东南部属四川盆地盆中丘陵,平均海拔400米~600米,******点位于三台县建中乡郪江河谷的短沟口,海拔307.2米。绵阳市境南北约300k米距离内,******点与******点高差竟达5092.8米。
    (2)地貌类型复杂,南北差异大。绵阳市地貌类型空间分布差异很大,西北部以中山、低中山为主;到西南则以丘陵、平坝为主;东南部主要是深丘与低山。
    (3)地貌格局受控地质构造。山川的走向与褶皱的轴线断层及岩层走向一致;地貌形态也受构造线及岩层岩性和产状的控制;褶皱产状、形态影响地貌形态;地质构造上的山前凹陷带,控制着冲洪积平原的形成和分布。
    (4)河渠纵横,水网密布。绵阳市西北部地势高峻,降水丰富,多成为河流发源地。涪江干流及其支流组成密集的水网,呈西北向东南走向,陆续汇入涪江,于三台县百倾出境。

    2.2.3 气候特征

    绵阳市属北亚热带山地湿润季风气候区。2016年,平均气温17.9C,空气优良天数279天,年平均降水量823.3毫米。
    2.2.3.1气温
    绵阳市年平均气温为14.7—17.3℃。平武县******,为14.7℃。绵阳市年平均气温的年际变化不大,******年与******年仅差1.5℃左右。绵阳市极端******气温为36.1~39.5℃,极端******气温为-4.5~7.3℃。
    2.2.3.2降水
    绵阳市降水量比较充沛,降水量的年际变化很大,绵阳市年均降水量825.8~1417毫米。其分布特点是:南北少,中部多;东边少而西边多。
    2.2.3.3风
    绵阳市一般风速较小。仅在冬、春季北方大规模冷空气入侵或夏季的雷雨天气时,才产生大风天气。以东北风到北风为盛行风
    2.2.3.4雾
    绵阳市年均雾日在3.3~61.0天。绵阳城区******,平武县***少。

    2.2.4 区域水系及水文特征

    2.2.4.1水文特征
    绵阳市受地貌影响,降水丰沛,径流量大,江河纵横,水系发达。全市境内有大小河流及溪沟3000余条。所有河流、溪沟都分别注入嘉陵江支流涪江、白龙江与西河,全属嘉陵江水系。涪江是嘉陵江右岸的******支流,也是市境***主要的河流,它在市境的流域面积占全市幅员面积的97.2%,对市境的自然地理环境形成和经济发展产生着重大影响。涪江支流较多,市境内的主要一级支流有涪江右岸的平通河、通口河(湔江)、安昌河、凯江;涪江左岸有火溪河、芙蓉溪、梓江等,构成不对称的羽状水系。市境多发洪灾,洪灾的区域分布以安昌江和涪江上游出现的频率******,特别是涪江右岸及以西沿龙门山前缘一线的北川、安县、江油***为频繁。
    2.2.4.2场内地下水情况
    场内地下水为第四系河流冲洪积物碎石层中的孔隙型潜水,地下水位、水量主要受雎水河水位和大气降雨影响,勘察期间为枯水期,测得地下水埋深约2.7~4.6米,相对标高约-4.6~5.0米。据《安县志》(1985)自然地理篇,水位年度化幅度1~2米。

    2.2.5自然灾害

    绵阳市主要地质构造性灾害有:
    1、地震:绵阳市境西部山地区,即平武、北川及安县、江油西北山地,属于四川省多地震区之一。龙门山地震带从安县、江油及以北地区通过,松潘茂汶地震带从平武、北川一带穿过。全市受到地震威胁的面积占总面积的86%以上。
    2、崩塌:市境崩塌主要发生在西北部山地陡坡。市境西北部山地坡度陡,其中以平武县北川县25度以上陡坡的面积比例为******。平武和北川县境志留系茂县群地层是由一套厚大的千枚岩结晶灰岩组成,岩性十分破碎,分布面积广,故在重力、暴雨和地震三者作用下极易形成崩塌、滑坡、泥石流。1976年松潘、平武大地震,在白马公社胡家磨一带,伴随地震大量岩石崩塌,崩塌后的山头成了秃岭,崩塌的岩石堵塞了几处河流形成几处小湖。以上崩塌现象在北川、江油、安县山地区也有发生。
    3、滑坡:市境西北部山地由于坡陡,岩石十分破碎,在地震、暴雨的作用下滑坡极易发生。1976年松潘、平武地震后,王郎自然保护区可以明显见到滑坡体滑动面滑坡壁等地貌特征。滑坡体上树木歪斜杂乱,形成“醉汉林”,下部有大量的树木被掩埋。
    4、泥石流:市境泥石流主要分布在西北部山地如平武、北川等地,触发因素除暴雨外,地震往往是重要的原因。泥石流多发生于脆性或刚性岩石、裂隙发育、易破碎地带,往往形成陡峻的地形或悬崖峭壁。

    2.2.6自然资源

    2.2.6.1水资源
    2016年,绵阳市年降水量为198.45亿立方米,地表水资源量为118.93亿立方米,常年水资源总量为118.82亿立方米,人年均水资源总量为2196立方米。全市主要江河478千米河长水质为:全年期Ⅱ类水域435千米,占评价河长91%,Ⅳ类水域43千米,占评价河长9%。
    2.2.6.2土地资源
    2016年,绵阳市农用地为1797661.4公顷,其中耕地401625.83公顷、园地52261.51公顷、林地1135319.61公顷、牧草地47010公顷,其他农用地161444.41公顷;建设用地121125.49公顷,其中居民点工矿用地103466.29公顷、交通运输用地9371公顷、水利设施用地8287.77公顷;未利用地10759.13公顷,其中未利用土地72761.63公顷、其他土地35197.5公顷。
    2.2.6.3矿产资源
    截至2016年,绵阳市发现矿种有铁矿、锰矿、铅锌矿、钨矿、金矿、银矿、磷矿、硫矿、水晶、方解石、石灰石、白云石膨润土、玻璃用石英砂岩、天然气等56种,矿产地400余处,其中黑色金属73处,有色金属25处,贵金属70处,非金属矿产200余处。探明储量的有26个矿种,具工业矿床规模的74处。年末,全市有32个矿种得到开发利用。

    2.3 场地用地历史沿革

    2.3.1场地使用历史

    绵阳向泰阳化工有限公司建设于2005年9月,根据现场调查和人员访谈可知,该项目场地在建厂之前,为农用耕地。2014-2016年厂区实施技改,即在原有的硫酸亚铁制酸装置的基础上(工艺流程不变),通过增加烟酸吸收塔、转化器预热器、冷却塔、蒸发器等装置,在原有产品基础上,扩展产业链,新增115%发烟硫酸、试剂硫酸和二氧化硫等产品。
    场地历史卫星影像见图2-2至2-3。

    .3.2场地使用现状

    向泰阳化工有限公司占地36.6亩,已建成拥有总产能:精铁粉3.96万t/a、工业硫酸3.27万t/a、气态二氧化硫8755.2t/a、115%发烟硫酸7000t/a、试剂硫酸5000t/a、液体SO24000t/a、蒸汽4.3万t/a的项目厂区。厂区总平面布置主要分为生产区、非生产区和辅助生产区,生产区与非生产区之间有厂区道路隔离。
    生产区:主体工程的生产车间,即硫酸生产车间,布置在整个厂区的东南侧。车间内主要布设有一套 5万t/a硫铁矿制硫酸装置,配套建设发烟硫酸、试剂硫酸、液态二氧化硫装置。
    非生产区:办公区、员工生活活动区域,均位于厂区的西北侧。
    辅助生产区:
    (1)余热锅炉:位于厂区东南侧,主体工程生产区内,内设有1 台QCF13/900-5-5.5的余热锅炉。
    (2)机修房:位于厂区南侧。
    (3)实验室:位于厂区西北侧。
    (4)储罐区:共3个地表储罐,硫酸储酸罐1个,硫酸中间罐1个,硫酸销售罐1个,均位于厂区的东南侧的主体工程生产区内。
    (6)废水处理设备:位于厂区的东南侧。
    项目生产区域内的布局按照生产工艺流程进行布置,减少了物料在生产过程中搬运,合理组织人流物流,避免互相干扰。项目总平面布置功能分区清晰,满足生产工艺要求,其总图布置从环保角度而言是合理可行的。该单位现在的卫星影像图及厂区功能区域划分图分别见图2-4、2-5。

    2.3.3 重点设施及重点区域识别

    通过现场勘查与相关资料的收集,识别企业内部存在土壤或地下水污染隐患的重点区域有:原辅材料堆放区、生产区、固废间、储罐区、危废间、废水处理区域。重点区域标记见图2-6,重点设施信息记录表见表2-2。
     

    表2-2:重点设施信息记录表
    企业名称 向泰阳化工有限公司
    调查日期 2018.11.23 参与人员 文奕丁
    重点设施名称 点位编号 设施功能 涉及有毒有害物质清单 关注污染物 可能的迁移途径(沉降、泄露、淋滤等)
    原辅材料仓库 XT1、XT2 仓库 1.硫精砂 重金属 沉降
    2.硫酸亚铁废渣 重金属 沉降
    生产区 XT3 生产车间 1.硫酸 沉降、泄露
    2.硫精砂 重金属(钒) 沉降
    3.硫酸亚铁废渣 重金属(钒) 沉降
    4.钒触媒 重金属(钒) 沉降
    5.硫磺 重金属 沉降
    固废间 XT4 仓库 1.铁粉 重金属 沉降
    2.废渣 重金属 沉降
    储罐区 XT5 成品储存、装卸 1.硫酸 沉降、泄露
    2.硫酸中间产品 重金属 沉降、泄露
    危废间 XT6 危险废物暂存 1.污水站污泥 重金属 沉降
    2.废触媒 重金属(钒) 沉降
    3.废机油 石油烃 沉降、泄露
    污水处理站 XT2 污水处理 1.污水站污泥 重金属 沉降

    2.4 厂区周边敏感目标

    项目周边主要涉及2个乡镇的场镇,其中***近的睢水镇场镇位于项目西侧约1.1km,迎新乡场镇位于项目东南侧约3.0km。项目附近的其它环境保护目标还有位于项目西侧的安州区生物礁国家地质公园,其规划边界南距项目***近约1.4km,其特级保护区边界距项目约2.1km;以及项目北侧的白水湖省级风景名胜区,距项目约2.3km。
    在项目场地周边敏感目标调查范围内的主要人群聚集区分别为:雎水镇场镇,***近距离距项目厂区西侧约1.0km,约有住户5000人;王家庙,位于项目厂区西~西南约200~450m,约有住户150人;教场坝,位于项目厂区南约430m~600m,约有住户80人;崔家榨,位于项目东南210~600m,约有住户200人。
    场地周边主要敏感目标的分布情况见图2-7,分布信息见表2-3。

    2-3:周边敏感目标信息
    序号 名称 方位 与项目的距离(m) 备注
    1 睢水河 北侧 紧邻 干涸
    2 厂区大门附近居民 西侧 5-50 /
    3 睢水镇 西侧 800-1000 /
    4 银河公司倒班宿舍 北侧 600 /
    5 王家庙 西侧 200-450 /
    6 教场坝 南侧 430 /
    7 崔家榨 东南侧 150 /
    8 邓家碾 西侧 400 /
    9 罐滩村 西侧 500 /
    10 青云村 东北侧 650 /
    11 墩秀路沿线散居居民 北侧 600 /
     

    生产工艺

    项目变更前,生产工艺包括硫酸亚铁废渣制精铁粉和副产硫酸工艺;项目变更后,原有工艺内容不变,新增115%发烟硫酸生产、试剂硫酸生产和液体二氧化硫生产工段。因为原有精铁粉、工业硫酸工艺内容不变。
    原项目工艺只包含硫酸亚铁和硫精砂制酸硫酸的生产,2014-2016年技改后,在原有工艺基础上增加了115%发烟硫酸的生产工艺、液态二氧化硫和三氧化硫的生产工艺、试剂硫酸生产工艺。
    现厂区的总工艺流程见图2-8。
    图2-8:项目总工艺流程及产污节点图

    2.5.1硫酸亚铁和硫精砂制酸硫酸生产原理

    原项目在制浓硫酸工段,主要利用在硫酸亚铁废渣中掺烧硫精砂制精铁粉,对烟气脱硫回收制酸。主要原理是利用硫精砂焙烧释放热能分解硫酸亚铁废渣,生成SO2和Fe3O4。Fe3O4则进入产品即为精铁粉,SO2进入尾气脱硫回收处理系统,余热回收产蒸汽。反应机理为:
    (1)硫酸亚铁废渣与硫精砂在掺烧条件的还原性气氛中,产物几乎全部是Fe3O4和SO2。根据有关资料显示在空气流有还原剂煤和硫精砂存在时分解更为迅速。原理如下:
    2FeSO4+2FeS2+5O2===2Fe3O4+6SO2+Q
    焙烧炉将硫酸亚铁和硫精砂中的硫份氧化燃烧为SO2,炉气经热回收后进行多级除尘后送入转化吸收工段。 
    (2)SO2进入转化塔中,采用经转化成为SO3,再经水吸收后成为硫酸。项目选优质钒触媒作催化剂,可加大SO2转化率,本项目SO2转化率≥99%、SO3吸收率99.95%,指标与硫铁矿制酸工艺一致。经过钒触媒催化转化成SO3
    钒触媒中通常含五氧化二钒(V2O5)5%~10%,这是具有催化活性的主要成分。除五氧化二钒外,触媒中还含有氧化钾(K2O)或氧化钠(Na2O)作为助催化剂以增加钒触媒的活性。钒触媒所以能加快二氧化硫氧化的速率,这除了吸附以外,反应过程中还产生一连串的中间化合物。反应如下:
    V2O5+SO2=V2O4+SO3
    V2O4+O2+2SO2=2VOSO4
    2VOSO4=V2O5+SO3+SO2
    其总反应式如下:
     
    之后,SO3进入吸收塔与水反应生成硫酸
    SO3+H2O→H2SO4+Q
    SO3+H2O === H2SO4+Q
    原项目年产3.9万吨精铁粉、5万吨高位余热蒸汽、并对烟气脱硫回收制酸。其生产工艺主要由备料工段、焙烧工段、净化工段、烟气脱硫回收工段、尾气处理工段组成,主要流程见图2-8。


     
    图2-9:硫酸亚铁和硫精砂制酸硫酸生产工艺流程及产污环节

    具体工艺过程简述如下:
    (1)备料工段
    ①将硫酸亚铁废渣与硫精砂运输到厂过磅称量,并进行粗选整理、去除杂物。
    ②将整理后的硫酸亚铁废渣与硫精砂以质量比为1:1进行配料,均匀混合。该阶段整理后的硫酸亚铁废渣与硫精砂用量均为36658t/a。
    ③对硫酸亚铁废渣与硫精砂原料先后进行码堆困料、翻堆,散热释放水份,使硫酸亚铁废渣的含水量由45.3%降至10%,即释放出水12940.27t/a。
    ④将含水量合格的硫酸亚铁废渣与硫精砂送入贮料斗,经电动筛筛分后,粒径合格的硫酸亚铁废渣和硫精砂的混合物进入投料贮备仓,筛余物用打散机打散后经电动筛筛分后进入投料贮备仓。
    (2)焙烧工段
    表2-4:焙烧工段工艺环节
    设备 焙烧炉、预热锅炉、旋风除尘器、静电除尘器
    备料、投料 混合均匀的硫酸亚铁废渣和硫精砂经料斗下部进入皮带输送机送至有耐火砖衬里的焙烧炉内。空气通过鼓风机从炉体底部加入。
    产出物料 精铁粉、饱和蒸汽
    生产条件 炉内操作温度控制在950℃,气速控制在2〜5m/s
    生产方式 自动化控制系统
     
    混合均匀的硫酸亚铁废渣和硫精砂经料斗下部进入皮带输送机送至有耐火砖衬里的焙烧炉内。空气通过鼓风机从炉体底部加入,炉内操作温度控制在950℃,操作气速控制在2〜5m/s。硫酸亚铁废渣和硫精砂在焙烧炉内与氧气进行氧化反应,根据氧表值及控制鼓入的风量来调节焙烧炉出口烟气中的含氧量,以使所述焙烧炉上部升华硫、硫酸亚铁充分反应。焙烧炉的投料量根据炉内温度及出口气体含氧量自动调节,以控制SO2浓度。
    精铁粉(占精铁粉总量的20%)从焙烧炉溢流口进入冷却增湿排渣机。高温烟气经焙烧炉上侧部进入W型模式壁余热锅炉,进行烟气降温及重力法除去烟气中较细精铁粉(占精铁粉总量的70%),精铁粉由余热锅炉底部排入冷却增湿排渣机。在余热锅炉内,烟气温度由900~950℃降至400℃,同时产出饱和蒸气,用管道输送外销至银河建化集团。
    降温后的烟气进入******、二级旋风除尘器,一级旋风除尘器进口处粉尘浓度为300g/Nm3,其出口和二级旋风除尘器进口浓度<50 g/Nm3,二级旋风除尘器出口浓度为10 g/Nm3,两级旋风除尘器总效率为96.7%。在旋风除尘后设静电除尘器一台,电除尘器为单室三电场,在电场作用下,尘粒带电并趋向附着到集尘极上,由振打装置振动清除,使电除尘出口烟气含尘量低于0.15 g/Nm3
    此时烟气温度约300℃,烟气由风机抽入净化工段。
    烟气经过一、二级旋风除去的细小颗粒精铁粉排入冷却增湿排渣机(占精铁粉总量的9%)。经冷却增湿排渣机排渣后,精铁粉的温度降至60℃,含水量约10%,精铁粉总收率达99%。精铁粉由排渣机排入精铁粉收集池与CN过滤器排放污泥进一步增湿,***后用铲车转入精铁粉堆场库存外销。
    (3)净化工段
    静电除尘器来的烟气(温度300℃)进入高效降温内喷文氏管除尘器,在文氏管除尘器内用泡沫塔排出的浓度约5%H2SO4的稀酸对烟气进行喷淋吸收,烟气温度降至60℃左右,进入泡沫塔洗涤除尘(除尘效率90%)、降温、除雾,经泡沫塔内复档除沫器除沫(气液分离,截留较大的液滴)后进入电除雾器除雾(以上流程简称“文—泡—电”流程),经4—6万伏高压静电除雾器除去酸雾和颗粒物后,烟气温度降至40℃以下,酸雾含量及尘含量均降至0.005g/Nm3以下,之后进入干燥塔进行干燥。
    从文氏管除尘设备排出的洗涤液经脱污箱排至污水槽,经CN过滤器过滤后,过滤液进入文氏管循环酸槽后泵至内喷文氏管除尘设备循环使用。
    泡沫洗涤塔排出的洗涤液进入泡沫塔循环酸槽,由泵将洗涤液送至板式换热器冷却,冷却后的洗涤液进入泡沫塔循环使用。CN过滤器所产含精铁粉过滤污泥(含水90%,精铁粉约10%),定时排入精铁粉收集池,对所收集的精铁粉进一步增湿。
    净化工段的文—泡—电流程的总净化效率为95%。
    (4)烟气脱硫回收工段
    二氧化硫转化为三氧化硫转化率:99%
    两次吸收后SO3吸收率:99.95%
    表2-5:烟气脱硫回收工段工艺环节
    设备 转化塔、吸收塔
    备料、投料 自干燥塔干燥后的烟气,由SO2鼓风机(罗茨鼓风机)抽送,经换热器换热进入转化器转化、吸收
    产出物料 浓硫酸
    生产条件 钒触媒催化,温度控制430℃
    生产方式 自动化控制系统
     
    生产过程主要化学反应如下:
     
    SO3+H2O====H2SO4+Q
    自干燥塔干燥后的烟气,由SO2鼓风机(罗茨鼓风机)抽送,经Ia、IIb换热器换热至415℃进入转化器一段,经******、第二、三段触媒层反应后,转化率达93%。 
    反应后的SO3烟气经Ib、IIa换热器冷却后引入一吸塔,******次吸收。吸收后的烟气经IIa、IIb换热器加热至415℃,进入第四段触媒层进行第二次转化,***终转化率在99%以上。反应后的SO3烟气经IIb、IIa换热器处理后进入二吸塔进行第二次吸收。
     为了调节隔断触媒层温度,设置了必要旁路控制管线。转化升温系统分别利用设置在一段和四段进口的600KW和360KW电炉。
    自净化工段来的烟气,进入干燥塔,经干燥后烟气(SO2浓度8.0%至8.5%,含H2O0.1g/Nm3以下)进入转化工段。
    干燥塔系填料塔,塔内壁和塔底部由耐酸瓷砖衬里,塔顶部设有金属丝网除沫。塔顶用93%H2SO4淋洗。酸自塔底流出,流入干燥酸循环槽,增多的93%H2SO4经管道进入一吸酸循环槽。另外通过一吸酸循环槽补入98% H2SO4,控制干燥酸循环槽内硫酸的浓度为93%。
    自转化工段一次转化引来的SO3烟气,进入一吸塔。一吸塔结构同干燥塔,塔顶部装有金属丝网除雾器。用98 % H2SO4淋洒,吸收后的酸由塔底流出,经不锈钢制作的酸冷却器冷却后流至一吸酸循环槽。由干燥酸循环槽带来的酸维持一吸酸循环槽酸的浓度,不足部分加入清水,然后经循环泵打入一吸塔,如此循环。增多的98% H2SO4一部分排至干燥酸循环槽,另一部分作为成品酸经溢流口引入地下酸槽计量,经泵送到成品酸罐贮存待销售。出一吸塔的烟气回到转化工段(第四段触媒层)。
    自转化工段二次转化后来的SO3烟气进入二吸塔, 二吸塔属填料塔,结构同干燥塔。塔顶用98% H2SO4淋洒吸收SO3后,酸从塔底流出,然后经二吸酸冷却器冷却后流至二吸酸循环槽。靠加入清水维持循环酸浓度,循环酸由立式酸泵打入二吸塔,如此循环。增多的酸作为成品酸经溢流口引入地下酸槽计量,经泵送到成品酸罐贮存待销售。两次吸收后SO3的吸收率达99.95%。
    (5)尾气处理工段
    SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
    二吸塔吸收后的烟气经尾气吸收塔10%氢氧化钠碱液喷淋吸收后,通过60m烟囱排入大气环境。尾气净化系统SO2的吸收率可达90%,处理后,尾气中SO2浓度可降低至400mg/m3以下,满足《硫酸工业污染物排放标准》(GB26132-2010)要求。
    吸收饱和后的亚硫酸钠母液定期排入污水处理站,污水经处理净化后用于铁精粉增湿,不外排。

    2.5.2 115%发烟硫酸生产原理

    发烟硫酸,无色或微有颜色稠厚液体,能发出窒息性的三氧化硫烟雾,是一种含有过量三氧化硫的硫酸。当它暴露于空气中时,挥发出来的SO3和空气中的水蒸气形成硫酸的细小露滴而冒烟,所以称之为发烟硫酸。
    105%发烟硫酸为游离三氧化硫质量为25%的发烟硫酸,通常采用98%的浓硫酸和SO3混合而成;115%的发烟硫酸为游离三氧化硫质量为65%的发烟硫酸,通常采用105%发烟硫酸与SO3混合而成。以上两种规格的发烟硫酸生产已经是非常成熟的技术,如今已广泛运用于发烟硫酸的生产中。
    发烟硫酸生产的化学反应方程式如下:
    H2SO4+ xSO3→H2SO4·xSO3
    115%发烟硫酸生产工艺流程及产污分析见图2-10。