含金废液提炼贵金工程及环保工程设计方案 - 图文

河北秦皇岛

提炼车厂提炼设备设计方案

日期：2015年11月

目 录

第一章 项目概况及说明 ................................................................................... 3

1.1项目概况 ....................................................................................................................... 3 1.2贵金属精炼主要工艺介绍及选择 ............................................................................... 3 1.3贵金属精炼工艺选择 ................................................................................................... 5

第二章 提炼厂工艺介绍 ................................................................................... 6

2.1黄金提炼加工工艺流程 ............................................................................................... 7 2.2黄金提炼工艺介绍 ....................................................................................................... 8 2.3铂金提炼工艺介绍 ....................................................................................................... 9 2.4 钯金提炼工艺介绍 .................................................................................................... 10 2.5 K金提炼工艺介绍（与黄金提炼一致，此处略） ................................................ 12 2.6主要提炼设备介绍： ................................................................................................. 12

2.6.1防爆双层玻璃反应釜 .......................................................................................................... 13

2.6.2盘管冷凝器（带花洒） ...................................................................................................... 15 2.6.3真空机组 .............................................................................................................................. 16

第三章 环保治理方案设计与编制 ................................................................... 18

3.1环保治理设计编制依据 ............................................................................................. 18 3.2设计原则 ..................................................................................................................... 18 3.3设计参数 ..................................................................................................................... 18

3.3.1废气处理参数 ...................................................................................................................... 18

3.3.2废水预处理系统参数 .......................................................................................................... 18

3.4污染物的产生分析 ..................................................................................................... 18

3.4.1.废气产生分析： .................................................................................................................. 19 3.4.2.废水产生分析： .................................................................................................................. 19

3.5废气处理后浓度 ......................................................................................................... 19 3.6几种主要污染物的特征 ............................................................................................. 19

3.6.1王水的特征 .......................................................................................................................... 19 3.6.2亚硫酸钠的特征 .................................................................................................................. 19 3.6.3二氧化硫的特征 .................................................................................................................. 20 3.6.4硫酸的特征 .......................................................................................................................... 20 3.6.5氯化氢的特征 ...................................................................................................................... 20 3.6.6氯化铵的特征 ...................................................................................................................... 20 3.6.7氨水的特征 .......................................................................................................................... 21 3.6.8水合肼的特征 ...................................................................................................................... 21

3.7几种主要污染物的危害 ............................................................................................. 21

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3.7.1氮氧化物的危害 .................................................................................................................. 21 3.7.2含氟化合物的危害 .............................................................................................................. 21 3.7.3水合肼的危害 ...................................................................................................................... 22 3.7.4二氧化硫及硫酸雾的危害 .................................................................................................. 22

第四章 环保设备处理工艺设计 ..................................................................... 24

4.1黄金提炼废气处理工艺 ............................................................................................. 24 4.2铂钯及K金提炼废气处理系统 ................................................................................ 25 4.3黄金提炼废水处理部分： ......................................................................................... 25 4.4固体废物部分： ......................................................................................................... 26 4.5喷淋废气塔处理废气说明 ......................................................................................... 26 4.6废气处理系统组成介绍 ............................................................................................. 26

4.6.1废气收集系统 ...................................................................................................................... 26

4.6.2吸风系统 .............................................................................................................................. 26 4.6.3三级喷淋吸收系统 .............................................................................................................. 27 4.6.4活性炭吸附塔 ...................................................................................................................... 28 4.6.5排气系统 .............................................................................................................................. 29

第五章 工程实施 ............................................................................................. 29

5.1工程要点 ..................................................................................................................... 29 5.2工程图纸及工艺流程图纸（见附件一） ................................................................. 29

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第一章 项目概况及说明

1.1项目概况

随着黄金工业的快速发展,国家黄金经济政策的调整,我国黄金市场已经开放,黄金作为一种特殊商品已进入流通领域,初步实现了市场交易。对于大多数黄金生产企业而言,随之而来的问题是传统的冶炼工艺生产的黄金产品纯度已不能满足交易的要求。

为了尽快适应市场的变化,创造更多的经济效益,积极酝酿对传统的冶炼工艺进行技术更新,采用先进的黄金精炼技术,促进企业的产品升级。因此,贵金属精炼技术的研究和开发应用为公司所重视。

黄金提炼厂坐落在河北秦皇岛，该厂房占地面积150平方米，在生产溶解还原的过程使用了硝酸、盐酸、亚硫酸盐、氨水、氯化铵、草酸及水合肼等药剂以及烤箱、冰水机、锅炉等设备，生产过程中产生了相应废气和废水等污染物。这些污染物的产生不仅影响生产车间的工作环境，还会污染周边的环境，因此，根据国家环保相关要求，需对这些污染物进行处理。

本着环保至上的精神，在工程设计阶段，首先先将该环保达标处理纳入整个工厂系统设计中，并委托我公司对环保治理方面进行整体设计及处理。为此我公司在对项目进行现场踏勘的基础上，结合有关技术资料、法律法规、技术导则和政府文件，编制完成了该项目的污染物处理工艺设计方案。

1.2贵金属精炼主要工艺介绍及选择

目前，黄金精炼概念主要就是除去杂质,提高金的纯度,达到上海黄金交易所规定的质量标准要求，以满足市场交易的要求。现阶段主要黄金精炼工艺及特点如下：

高温氯化精炼工艺

在冶炼炉内熔化粗金,然后向焙烧体内通入氯气,由于各种金属杂质(Fe、Zn、Pb、Cu、Ag等)与氯的化学亲和力不同,从而选择性地把杂质氯化除去,使金得到提纯。

该工艺对合金的成分适应范围较宽,但其氯化过程的控制(氯气用量、时间、温度、通气速度)难以准确把握,产品质量难以稳定达标;其次,氯化过程会有少量的金挥发,造成金的损失;此外,金含量低的原料,应用该法很不经济。

电解精炼工艺

电解精炼的原料一般要求金质量分数为90%以上的粗金,以粗金铸成阳极,以纯金片作阴极,以氯金酸水溶液及游离盐酸作电解液。在金电解精炼过程中,金从阳极溶解形成Au3+离子,移向阴极放电析出沉积在阴极上。当达到一定程度将阴极取出净化处理铸锭,其金纯度在99.99%以上随着电解过程的进行,各种比金负电性低的杂质元素也都随电化学反应溶解进入溶液,但其浓度很低,不会在阴极析出。阳极

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中有害的杂质是银和铜,如含银量过高电化学溶解后形成的氯化银会附着在阳极表面,造成阳极钝化,当阳极含银超过6%时更为严重。

化学精炼工艺

化学精炼工艺目前有2种技术路线,一种是化学法溶解杂质,金不被溶解,如硝酸除杂法、硫酸除杂法等;另一种就是化学法溶解金,然后选择性沉淀金,如溶解沉淀工艺、溶剂萃取工艺。 A化学溶解杂质工艺

硝酸(硫酸)除杂工艺该法的技术路线是利用合质金中的贱金属杂质与硝酸、浓硫酸反应,形成可溶性硝酸盐及硫酸盐而被除去,而金不溶,从而达到提纯金的目的。该法虽能有效地处理各种含金物料(金泥),但其操作环境十分恶劣,安全条件差,基本上是半机械化和手工操作,极易造成金属流失,金的成色因其操作水平不同而差异很大,很难稳定达标,要获得99.95%以上的金产品,该法不易达到。 B.化学溶解还原工艺

化学溶金还原工艺根据还原金的方法又可分为化学溶解沉淀工艺及溶剂萃取工艺。 a.化学溶解沉淀工艺

化学溶解沉淀工艺为化学精炼黄金的精典工艺。该工艺的技术路线是采用溶金试剂将金溶解,然后加入还原剂选择性沉淀金,达到精炼金的目的,实现了机械化和自动化控制,产品稳定达标。

金化学溶解的传统方法是王水溶解法,这种最早使用的溶解金方法一直为人们沿用至今。该工艺在生产过程中会产生大量的氮氧化物气体,污染环境。为了避免这一缺陷,也有用其它氧化剂的,最具代表的是气态氯和氯酸盐,它们都是在酸性氯化体系中溶解金。其主要溶解金反应为:

Au+HNO3+3HCl→AuCl3+NO↑+2H2O 2Au+ClO3-+6H++7Cl-→2AuCl4-+3H2O

该工艺除了具有投资少、生产周期短、易于操作、金产品稳定达标等优点外,还克服了其它溶金工艺环境污染严重的缺点,因而先后被许多黄金生产厂家所采用。该工艺的产品稳定、达标。

金的沉淀可选用不同的还原剂从浸金溶液中沉淀金,如亚硫酸盐、二氧化硫、硫酸亚铁、氯化亚锡、草酸等。还原产生的金多呈砂状和海绵状。金粉经净化、干燥处理后铸锭,得到符合各种质量和规格要求的金产品。 b. 溶剂萃取工艺

在浸金的氯化物溶液中,金以AuCl4-的形式存在,这种单电荷络合物阴离子很容易被某种萃取剂,如酮、醇、磷酸三丁酯和胺从含金溶液中萃取。

溶剂萃取的实质是将金从氯化溶液中单纯萃取分离出来,再经反萃稀释,酸

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化还原沉淀金。一般在小规模的生产中和制备高纯金(99.999%)时采用该工艺。

该工艺过程繁杂、冗长,相对增加了生产成本;有的萃取剂沸点、闪点低、易燃,给车间的安全生产带来影响;萃取剂在溶液中溶解度高,需要对工艺液流进行反萃回收溶解的萃取剂;萃取过程不能使有机相超负载,否则会发生相的逆转;试剂消耗较大,特别是酸和有机试剂消耗很大。

1.3贵金属精炼工艺选择

综合比较精炼工艺见表1

表1各种精炼工艺的分析比较表

因此黄金提炼厂综合考虑物料性质、环保要求、操作成本、生产周期、产品质量要求等因素，一般黄金提炼厂选择湿法化学溶解沉淀工艺

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第二章 提炼厂工艺介绍

电镀废水中提炼贵金属加工工艺流程

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2.1黄金提炼加工工艺流程

图1 黄金提炼加工工艺流程图

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2.2黄金提炼工艺介绍

将不纯的金（纯度>90%黄金）用王水。溶解生成氯金酸，以亚硫酸氢钠作为还原剂，将氯金酸还原成金粉沉淀，再进行净化、洗涤、烘干、最后加入助熔剂在高温下熔炼而得颜色为金黄色、达到纯金工艺。该技术投资少，工艺简单，成本低，提金回收率高。各道工序介绍如下

1.预处理：将不纯的黄金用火枪或电炉进行熔解，然后压片、打水花从而将黄金分解成

为小颗粒，为后续工艺做预处理。

2.溶 解：将打散后小颗粒黄金或片金放入耐酸反应器（钛桶、玻璃器皿）中，在通风

条件下加入金属重量3倍的王水，待剧烈反应过后，加热蒸发到原体积的1/5左右，使金完全溶解，再加浓盐酸驱赶游离的硝酸至无红棕色气体发生为止，取下冷却，用盐酸酸化，过滤除去不溶的杂物，余下的含氯金酸溶液用蒸馏水稀释，调节PH值。

3.还 原：将氯金酸溶液加热，一边搅拌一边迅速加入亚硫酸氢钠溶液，直至金全部还

原成金粉沉淀，然后静置溶液为无色透明再进行过滤。

4.净 化：过滤所得的金粉沉淀中可能还吸附有一些铁化合物等杂质，必须除掉以提高

金粉的纯度。用盐酸加入金粉中，加热搅拌煮沸，然后小心倾出酸液，如此反复几次，直至不呈现黄色为止。

5.洗涤、烘干：将经净化的金粉用蒸馏水反复洗涤多次直至溶液呈中性PH值为7为止，

然后静置、过滤、烘干而得纯金粉。

6.熔炼：将纯金粉和适量的纯碱、硼砂等化学纯级溶剂一起放入坩埚中，在1200度高

温下熔炼2--3次，即得颜色为金黄色、纯度达99.9%以上的纯金。

7.后处理：后处理包括倒板料、吹面、用水冷却及打标签（油压/千斤顶/镭射等等），最后至收发出货。

说明：提纯后的海绵金经烘干后即可铸锭，铸锭要根据你的黄金重量大小选择不适合的

坩埚和模具。黄金铸锭对坩埚要求，选择坩埚一定要选择那种能耐高温的，突然加温或突然降温不易开裂的，石墨坩埚是不错的选择，便宜、结实、耐高温不易开裂等优点。

A、铸锭前先取少量硼砂（四硼酸钠）放入坩埚底部，硼砂在金属铸锭中起助熔和提

纯作用。

B、将海绵金小心的投入坩埚内，压实。

C、将坩埚先放入炉中低温预热几分钟，一般500度左右，然后将温度提升到1100-1300

度之间，一段时间后金被熔化。

D、用坩埚钳将坩埚小心快速的取出，将熔化的金水倒入模具中，慢慢冷却。

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2.3铂金提炼工艺介绍

基 本 原 理：经NaClO3氧化溶解后后，加入氯化铵沉铂，过滤后沉铂渣经过焙烧得

到粗铂，粗铂经过氯化中和草酸除金后，加氯化铵再次沉铂，在焙烧得粗铂，反复操作几次，直至得到较纯净的铂粉（水泥状）。

反应方程式：3Pt+2NaClO3+18HCl=3H2PtCl6+2NaCl+6H2O

H2PtCl6+2NH4Cl=(NH4)2PtCl6↓+2 HCl 2HAuCl4+3H2C2O4=2Au↓+6CO2↑+8HCl

(NH4)2PtCl6==（加热）==3Pt+2NH4Cl+16 HCl+2N2↑

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行恒温加热或制冷，并且可以提供搅拌。这样玻璃反应釜夹层里面的介质（比如：冷冻液、加热水或者加热油之类的）通过搅拌来做循环反应实现加热或者冷却作用。在现代的生化新材料合成实验中作为理想的设备而广泛采用。 B玻璃反应釜特点

玻璃反应釜夹层内可通入不同的冷热循环液（热水/热油/冷冻液），在密封玻璃容器内，反应物在常压或负压进行搅拌反映，全透明的反应过程一目了然，是现代生物制药，精细化工，新材料合成的理想实验中试设备。

a.采用新型高硼硅玻璃（GG-17）实有武力、化学性能的反应实验设备。 b.本产品独特设备，整机不锈钢框架结构（其连接部分三通四通精巧配连），紧凑坚固不走型，移动方便。

c.特有的变频调速，让您在实用中高低速，理想准确自如，可选配全防爆系统。 d.釜腔和夹套设计为无死角，釜盖特制固体加料，清洗不用拆卸更方便。下方料为用户设计其更理想能放出浓液和微量固体液料。

e.反应釜夹层的加热（制冷）溶液在反应完毕后能更彻底完全排除，无积液。 f.整机科学理想，美观、实用，是国内同行领先。

C玻璃反应釜选用材料及技术特点

a.由于玻璃反应釜采用的材料（GG17高硼硅玻璃)是拥有优良物料和化学性能。在变频调速的搅拌过程运转中会比较平稳，即使力矩大也不会产生火花。 b.另外，组件采用四氟密封，在市场同类产品中可保持较好的真空度（一般在-0.095mPa左右），保持在工作状态下的高精度密封。而且还有磨屑收集槽。 c.合金钢机械密封，聚四氟乙烯连接口，保持在工作状态下的高精度密封。 d.Pt100传感器探头，测温精度高，误差小，有效提高工作效率 e.聚四氟乙烯放料阀，可活动接口，出料彻底快捷。

f.玻璃反应釜夹层的制冷或加热溶液在反应完毕后，能彻底排积，不积液 g.整体不锈钢立柱移动式框架结构，五口反应釜盖，具回流、加液、测温等全套玻璃。

h.强扭力，无噪声。采用的日本技术交流齿轮减速电机

i.玻璃反应釜的双聚四氟乙烯搅拌桨，适用于低至高黏度液体的搅拌与混合。

2.6.3盘管冷凝器（带花洒）

适用于化工物料的蒸馏，回流的冷凝操作。由于结构紧凑，体积小，并且每节间采用锥形法兰口连接，组装灵活，

可以用“串联”或“并联”方式进行组装，满足不同冷却面积的需要。 图3 盘管冷凝器（带花洒）

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2.6.4真空机组

A.真空泵机组的概述:

真空泵机组是利用高压喷射吸收法来实现对废气处理，此外还可用于输送液体及气体。在化工生产中，常将自来水作为喷射泵的工作流体，利用它来抽真空，使设备中产生负压。

真空泵机组又称射流泵和喷射器。利用高压工作流体的喷射作用来对废气处理。整套机组由喷嘴、混合室、扩大管、缓冲气罐、高压水泵及循环水箱等构成。工作流体在高压水泵的作用下，经过喷嘴以

图4真空机组 高速度射出时，混合室内产生低压，

被处理的废气被吸入混合室，与工

作流体产生相混，并激烈碰撞混合，对废气进行中和，随后一同进入扩大管。在经过扩大管时，流体的压力又逐渐下降，然后排出至循环水箱。 B、真空机组的用途:

RPP型全塑水喷射泵机组可抽150℃温度内腐蚀性气体，可与蒸汽喷射泵串联使用，真空度更高，广泛应用于化工、制药、纺织、食品、酿造、冶金、环保等行业，主要用于真空吸收、真空过滤、真空浓缩、真空干燥、真空输送、真空除氧、真空增氧等工艺中。

C.真空机组净化废气原理及特点介绍

黄金在酸溶时释放废酸气及氮氧化物(黄烟),化学反应方程式为

Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O

按照理论计算，溶解1kg的黄金释放NO气体近150L；实际反应时，由于金泥中有其他可溶杂质，副反应的存在及加热挥发，还有部分HCl、NO2等其他放出，酸气总量在200-300L。这种废气有如下特点：1.酸度强，浓度高，腐蚀性强，但废气量不大200-300L/kg 2.处理不好容易冒黄烟，污染严重 图5 真空机组原理图

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本套装置能够有效吸收处理黄金煲金氧化溶酸时释放的有害气体，改善劳动条件，消除环境污染。在密闭的中和罐中装有15%碱液（NaOH），酸气在中和吸收罐中被罐内多孔板分散成小气泡和碱液充分接触，吸收效率高，反应原理如下：

HCl（气）+NaOH===NaCl+H2O NO+ NO2+ 2NaOH===2NaNO2+H2O 当NO，NO2比例失调时，碱液对氮氧化物的吸收效率下降，进入真空泵机组，利用高压水泵产生的高速循环水流从混合室喷出，产生真空，混合室联通缓冲气罐，使整个吸收系统运行在负压状态中，有效防止酸气的外逸，废气经过中和罐中和后进入缓冲气

罐，最后在负压作用下进入混合室与高速循环水流充分接触混合，吸收，最终达到净化图6 真空机组工程效果图 废气的作用。

处理完后的水及净化后废气进如循环水箱，自来水继续循环使用，净化后废气经过后续废气喷淋净化塔后达标排放。

本装置特点如下：1.该高压喷射吸收装置体积紧凑，占地面积少，使用方便。耐酸碱，还能在中和罐预留接口，外接金提纯时抽滤的步骤。

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第三章 环保治理方案设计与编制

3.1环保治理设计编制依据

公司有关领导的情况介绍和我方技术人员实地考察。 《中华人民共和国环境保护法》。 《中华人民共和国大气污染防治法》。 《环境空气质量标准》（GB3095-1996）。 《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）； 《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）； 《环境工程手册》（大气污染防治卷） 机电设备制造与选用根据各相关标准。 公司提供的相关资料

3.2设计原则

（1）执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准； （2）借鉴类似废气处理工程实践经验.广泛参阅相关资料； （3）综合技术、经济可行，使工程系统运行稳定可靠；

（4）采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用低。

（5）针对场地情况，合理布局处理工艺中选用的设备应与该厂现有设备配套，不影响该厂现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，因地制宜，降低投资成本。

3.3设计参数

3.3.1废气处理参数

依据该公司提供的情况，根据车间的大小以及设备数量、污染物的产生状况，采用同规模、同生产线的废气实际排放量数据进行设置。

3.3.2废水预处理系统参数

由于提炼厂使用药剂均属于剧毒及管控范围内药品，所有废液及废水须委托危废站进行统一收集处理，但由于废水中含有大量贵金属（金、银），该公司提炼厂委托我公司对其废水进行预处理，并回收废水中贵金属。根据车间的大小以及设备数量、污染物的产生状况，采用同规模、同生产线的废水实际排放量数据进行设置，废水排放量如下：

1.工业用水情况: 2.废水排放情况:

楼层 用水水量 楼层 排放水量 挥发水量

1楼： 2.5m3/d 1楼： 2.5m3/d 0m3/d 2楼： 3.5 m3/d 2楼： 3.5m3/d 0m3/d 3楼： 3.5m3/d 3楼： 3.5m3/d 0m3/d 楼顶： 14.5 m3/d 楼顶： 1.0 m3/d 13.5m3/d 共计： 24 m3/d 共计： 10.5 m3/d 13.5 m3/d

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3.4污染物的产生分析

3.4.1.废气产生分析：

A.在煲王水溶解、过滤、还原、烘干及熔金等工序中产生的废气，在煲王水溶解工序中产生氮氧化物及酸性废气（NOX、HCl和HNO3），在冷却后还原加入亚硫酸钠工序中产生SO2气体。在烘干熔金工序中产生大量热气及少量酸性废气。整个车间主要污染物是硫酸雾、氯化氢、氮氧化物、颗粒物等。

B.在回收银粉过程中使用氨水及水合肼

C.在实验检测部分的烤箱/马弗炉等设备产生酸性气体及热气

3.4.2.废水产生分析：

A.回收贵液含金物质后排放废水等； B.氯化渣在回收过程中产生废水等； C.生产提炼过程中热水/冷水定期排放等； D.废气处理系统循环水定期排放等；

3.5废气处理后浓度

本工程设计指标参照GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中第二时段二级标准执行。

3.6几种主要污染物的特征

3.6.1王水的特征

王水又称“王酸”“硝基盐酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体，是浓盐酸（HCl）和浓硝酸（HNO3）组成的混合物，盐酸与硝酸的体积比为3:1。它是少数几种能够溶解金（Au）物质之一。王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中，除聚四氟乙烯和一些纯金属如钽（Ta）不受王水腐蚀（还有氯化银和硫酸钡等）。王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力，因此可以溶解金、铂等不活泼金属。浓盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性，而是增强了金属的还原能力。Au（金）与HCl氯化氢配位形成HAuCl4（四氯合金酸），增强了金属的还原能力，使硝酸氧化金变得可能。高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子，如[AuCl4]－，从而使金的标准电极电位减小，有利于反应向金属溶解的方向进行。王水极易分解，有氯气的气味。

在黄金提炼加工中，王水主要发挥熔金黄金作用，并产生NO及酸性气体，原理如下：Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O

3.6.2亚硫酸钠的特征

亚硫酸钠（Na2SO3），常见的亚硫酸盐，无色、单斜晶体或粉末。对眼睛、皮肤、粘膜有刺激作用，可污染水源。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。亚硫酸钠在空气中易风化并氧化为硫酸钠。在150℃时失去结晶水。再热则熔化为硫化钠与硫酸钠的混合物。无水物的密度2.633。比水合物氧化缓慢得多，在干燥空气中无变化。受热分解而生成硫化钠和硫酸钠，与强酸接触分解成相应的盐类而放出二氧化硫。亚硫酸钠还原性极强，可以还原铜离子为亚铜离子（亚硫酸根可以和亚铜离子生成配合物而稳定）。工业上主要用于还原剂、防腐剂、去氯剂等。

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在黄金提炼工艺中，其主要利用与酸产生SO2发挥还原作用，其原理如下：

Na2SO3+2HCI→SO2↑+2NaCl+H2O 2SO2+2HAuCl4+6H2O→2Au↓+8HCl+3H2SO4

3.6.3二氧化硫的特征

二氧化硫分子式为SO2，是含硫大气污染物中最重要的一种。SO2为无色、有刺激性臭味的有毒气体，不可燃，易液化，气体密度2.927kg/m3，沸点-10℃，熔点-72.7℃，蒸气压155.4kPa(1165.4mmHg，0℃)，溶于水，水中溶解度为11.5g/L，一部分与水化合成亚硫酸。

3.6.4硫酸的特征

硫酸分子式为H2SO4，纯硫酸一般为无色油状液体，密度1.84g/cm3，沸点337℃，能与水以任意比例互溶，同时放出大量的热，使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫，最终变成为98.54%的水溶液，在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高，是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高，因此它是电解质的良好溶剂，而作为非电解质的溶剂则不太理想。硫酸的熔点是10.371℃，加水或加三氧化硫均会使凝固点下降。高浓度硫酸具有强酸性、脱水性及强氧化性。

3.6.5氯化氢的特征

氯化氢分子式为HCl，是无色，有毒，腐蚀性的不燃烧气体。熔点-114.2度，沸点-85度。有窒息性的气味，对上呼吸道有强刺激，对眼、皮肤、黏膜有腐蚀。比重大于空气，遇潮湿的空气产生白雾，极易溶于水氯化氢与水不反应但易溶于水，空气中常以盐酸烟雾的形式存在。易溶于乙醇和醚，也能溶于其它多种有机物；易溶于水，在25℃和1大气压下，1体积水可溶解503体积的氯化氢气体。干燥氯化氢的化学性质很不活泼。氯化氢气体溶于水生成盐酸，当药水瓶打开时常与空气中的小水滴形成盐酸酸雾。氨水会与氯化氢反应生成白色的氯化铵微粒。

3.6.6氯化铵的特征

无色晶体或白色颗粒性粉末，是一种强电解质，溶于水电离出铵根离子和氯离子，氨气和氯化氢化合生成氯化铵时会有白烟。无气味。味咸凉而微苦。吸湿性小，但在潮湿的阴雨天气也能吸潮结块。粉状氯化铵极易潮解，湿铵尤甚，吸湿点一般在76%左右，当空气中相对湿度大于吸湿点时，氯化铵即产生吸潮现象，容易结块。能升华（实际上是氯化铵的分解和重新生成的过程）而无熔点。相对密度1.5274。折光率1.642。低毒，半数致死量（大鼠，经口）1650mg/kg。有刺激性。加热至350℃升华，沸点520℃。

易溶于水，微溶于乙醇，溶于液氨，不溶于丙酮和乙醚。盐酸和氯化钠能降低其在水中的溶解度，其水中溶解度在0℃时为29.4g，10℃为33.2g，20℃为37.2g，30℃为41.4g，40℃为45.8g，50℃为50.4g，60℃为55.3g，70℃为60.2g，80℃为65.6g，90℃为71.2g，100℃为77.3g）。加热至100℃时开始显著挥发（不同于碘升华，该变化是化

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学变化），337.8℃时离解为氨气和氯化氢气体，遇冷后又重新化合生成颗粒极小的氯化铵而呈现为白色浓烟，不易下沉，也极不易再溶解于水。pH：因为在水中电离出的铵根离子水解使溶液显酸性，常温下饱和氯化铵溶液PH值一般在5.6左右。25℃时，1%为5.5，3%为5.1，10%为5.0。氯化铵本身可以作为铋、锑的稳定试剂（提供氯离子进行配位，使用时将其化合物与氯化铵共溶于稀盐酸中）。

3.6.7氨水的特征

化学式：NH3·H2O，式量35.045又称阿摩尼亚水，主要成分为NH3·H2O，是氨气的水溶液，无色透明且具有刺激性气味。熔点-77℃，沸点36℃，密度0.91g/cm3。易溶于水、乙醇。易挥发，具有部分碱的通性，由氨气通入水中制得。有毒，对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性，能使人窒息，空气中最高容许浓度30mg/m3。主要用作化肥。

AgCl+3NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+NH4Cl

4AgCl＋N2H4＋4OH－ ＝4Ag↓＋N2↑＋4H2O＋4Cl－

3.6.8水合肼的特征

又称水合联氨，具有强碱性和吸湿性。纯品为无色透明的油状液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。工业上一般应用含量为40%--80%的水合肼水溶液或肼的盐。水合肼液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醚和氯仿；它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等，在高温下分解成N2、NH3和H2；水合肼还原性极强，与卤素、HNO3、KMnO4等激烈反应，在空气中可吸收CO2，产生烟雾。水合肼及其衍生物产品在许多工业应用中得到广泛的使用，用作还原剂、抗氧剂，用于制取医药、发泡剂等。

3.7几种主要污染物的危害

3.7.1氮氧化物的危害

氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮（NO，无色）、二氧化氮（NO2，红棕色）、一氧化二氮（N2O）等，常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物（NOx）常指NO和NO2。氮氧化物(NOx)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物，但主要是NO和NO2，氮氧化物中氧化亚氮(笑气)作为吸入麻醉剂,不以工业毒物论;余者除二氧化氮外,遇光、湿或热可产生二氧化氮,主要为二氧化氮的毒作用,主要损害深部呼吸道。一氧化氮可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症,缺氧致死。

3.7.2含氟化合物的危害

氟化氢有强烈的刺激和腐蚀作用，可通过呼吸道粘膜、皮肤和肠道吸收，对人体全身产生毒性作用。氟能和人本骨骼和血液中的钙结合，从而导致氟骨病。长期暴露在低浓度的氢氟酸蒸气中，可引起牙齿酸蚀症，使牙齿粗糙无光泽，易患牙龈炎。当空气中HF浓度为0.03~0.06mg/m3时，儿童牙斑釉患病率明显增高。HF的慢性中毒可造成鼻粘

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膜溃疡、鼻中隔穿孔等，还可引起肺纤维化。高浓度的HF能引起支气管炎和肺炎。HF的阈限值——时间加权平均值为3×10-6，短时间接`触限值为6×10-6。四氟化硅密度为空气密度3.6倍的气体，同样刺激呼吸道粘膜。

3.7.3水合肼的危害

侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。健康危害：吸入该品蒸气，刺激鼻和上呼吸道。此外，尚可出现头晕、恶心和中枢神经系统兴奋。液体或蒸气对眼有刺激作用，可致眼的永久性损害。对皮肤有刺激性；长时间皮肤反复接触，可经皮肤吸收引起中毒；某些接触者可发生皮炎。口服引起头晕、恶心。

3.7.4二氧化硫及硫酸雾的危害

二氧化硫排入空气后，对人体健康会造成影响。SO2能刺激人的眼睛和呼吸系统，增加呼吸道阻力，还刺激粘液分泌。低浓度SO2长期作用于呼吸道和肺部，使呼吸系统生理功能减退，肺泡弹性减弱，肺功能降低，可引起气管炎、支气管哮喘、肺气肿等。高浓度的SO2对呼吸衰竭的人特别敏感。SO2进入血液，可引起全身毒性作用，破坏酶的活性，影响酶及蛋白质代谢。大气中的二氧化硫还会形成酸雾。通常所说的酸雾是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为0.1~10μm，是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性。

酸雾的形成机理主要有两种：一种是酸液表面蒸发，酸分子进入空气，与空气中的水分凝并而形成雾滴；另一种是酸溶液内有化学反应，形成气泡上浮到液面爆破，将液滴带出。另外，伴随酸雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如SO2和NOX等的排放，所以其排放过程和排放物成分比较复杂。酸雾的危害。导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。酸雾的排放会造成工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫，排入大气后又会造成大气环境中的酸沉降。它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康，腐蚀厂房设备及精密仪器，造成生产和生活的损失，而且还会对农作物及其他动植物的生存带来不良影响，造成对建筑物、文物古迹等的损坏等。因此，人们在加强对燃煤烟气、汽车尾气等进行治理的同时，也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放，以遏制大气环境的酸化和酸雨的发展。大气中的二氧化硫还会形成酸雨。酸雨就是酸性的雨。准确的说，pH值小于5.65的雨叫酸雨。酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了

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酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。

酸雨的形成：

酸雨多成于化石燃料的燃烧：

S+O2（点燃）＝SO2↑ 2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4

综上所述，对该项目外排废气的治理是非常必要和刻不容缓的，是一件造福子孙、利国利民的大好事。

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第四章 环保设备处理工艺设计

4.1黄金提炼废气处理工艺

黄金提炼废气工艺中产生主要污染物质主要为酸雾、硝酸雾、氮氧化物及热气，根据工序特点采取不同处理方法，具体介绍如下：

该工序主要为黄金还原工序，钛桶放置于风柜中，利用亚硫酸钠或SO2还原，该工序特点是：设备属于半封闭及开放状态，所需抽风量大。

由于有害物质易容碱液及水，治理方案考虑采用填料喷淋塔进行处理。考虑到废气中含有大量贵金属及强酸，因此在进入废气处理系统前，先对废气中大浪贵金属及强酸进行捕捉，故治理方案优先考虑

盘管冷凝管+废气中和水罐+真空泵机组+三级喷淋塔+三级喷淋塔+风机+活性炭吸附塔。可确保95%以上的净化率。

盘管冷凝管工作原理：是利用冰水机制作出冷水打入冷凝管内蛇形管道内，与冷凝管内热气发生反应，吸收大量热量，同时，冷凝管热气遇冷则变成水滴流回还原钛桶，这样将废气中强酸及贵金属有效捕捉，而吸收热量后冷水回流至冰水机中循环利用。

三级喷淋塔工作原理：喷淋塔是利用吸收的原理来达到处理废气的目的。吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用，这是物理吸收。也有气液中化学物质之间发生化学反应，这是化学吸收。吸收作用常用于气体污染物的处理与回收。物理吸收是用液体吸收有害气体和蒸气时纯物理溶解过程。它适用于在水中溶解度比较大的有害气体和蒸气，一般吸收效率较低。化学吸收是在吸收过程中伴有明显的化学反应，不是纯溶解过程。化学吸收效率较高，是目前应用较多的有害气体处理方法。本工艺采用的方法就是利用物理与化学的方法处理废气，化学吸收过程采用NaOH溶液做吸收剂。

反应原理：

吸收是中和反应，尾气中的酸雾被氢氧化钠溶液吸收.在吸收塔内化学反应方程为：

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O 艺流程图如下: 黄双 金层提 釜玻炼璃废反 气应冷水 碱液 自来水 循环液 循环液 盘管冷凝管

废气中和水罐真空泵机组三级喷淋塔三级喷淋塔离心风机活性炭吸附塔达标高空排放

水箱 水泵 水箱 水泵 碱液碱液 楼顶废气处理系统 注：楼顶及车间废气塔循环水箱定期排水，通过管道排放至车间废水收集池内进行统一预处理，经过预处理后委托危废站进行深度处理

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4.2铂钯及K金提炼废气处理系统

该工序主要为氧化溶金工序，利用王水溶金，溶金过程中挥发氮氧化物及酸雾，该工序特点是：该工序属于封闭容器，所需抽风量小.处理方案：盘管冷凝管+废气中和水罐+真空泵机组+三级喷淋塔+三级喷淋塔+风机+活性炭吸附塔。【盘管冷凝管工作原理（前面已叙，此处略）】

真空泵机组工作原理：又称射流泵和喷射器。由喷嘴、混合室和扩大管等构成。利用水泵制造高速水流经过喷嘴以高速度射出时，混合室内产生负压，利用负压来抽取玻璃反应釜（一般先通过缓冲气罐及缓冲水罐来抽取取）内挥发酸雾进入混合室，与高速水流相混，充分接触后一同进入扩大管。在经过扩大管时，流体的压力又逐渐上升；然后排入真空泵机组水箱。废气再与高速水流混合碰撞后，得到充分处理。同时处理后气体经过三级喷淋塔及风机排出到大气中工艺流程图如下:

铂 钯双 金层提玻 炼釜璃废反 气应K冷水 自来水 循环液 循环液 碱液

盘管冷凝管

废气中和水罐真空泵机组碱液 三级喷淋塔碱液 三级喷淋塔离心风机活性炭吸附塔达标高空排放 水箱 水泵 水箱 水泵 注：楼顶及车间废气塔循环水箱定期排水，通过管道排放至车间废水收集池内进行统一预处理，经过预处理后委托危废站进行深度处理

4.3黄金提炼废水处理部分： 进行统一收集处理，但由于废水中含有大量贵金属（金、银），金世家珠宝提炼厂委托我公司对其废水进行预处理，并回收废水中贵金属。

A.提炼废液回收贵金属处理工艺流程图如下 水 车间洗手盆 车间洗地板 楼顶废气处理系统 由于提炼厂使用药剂均属于剧毒及管控范围内药品，所有废液及废水须委托危废站

废收集汇总重力沉淀活性炭吸附池 蓄 水罐委托有资质单位集中处理 B.清洗废水回用处理工艺流程图如下 废水收集汇总酸碱中和池活性炭吸附池楼顶喷淋塔补水 收集 蓄水罐回用 车间洗手盆 车间洗地板 25 /30

4.4固体废物部分

提炼车间产生固体废弃物及废液，根据实际运行情况定期清理，收集后委托有资质危废站进行统一处理。

4.5喷淋废气塔处理废气说明

用吸收法处理有害气体在车间上PP顶抽罩及密闭风柜，罩/风柜上部设排风口将房内产生的废气排出，保持房内一定负压，废气排出后进入填料喷淋废气塔。废气进入吸收塔，塔体上部喷淋碱性吸收液，下部进入塔体的有害气体与喷淋液呈逆流流动，废气由风机压入净化塔内，经过不等速迂回式的几道喷雾层填料层处理，，废气穿过有填料组成的填料层，使气液两相充分接触发生吸收反应，达到高效净化之目的。

经处理后的废气再经过除雾层去除大颗粒水滴处理，此时酸碱污染物及粉尘基本去除干净，符合排放标准的要求。本工艺净化效率可以达到90%左右。

喷淋废气塔内填料中吸收液了废气后流入塔底循环碱水箱中，用耐腐蚀的循环泵抽出重新送进吸收塔，这样循环往复，不断地对废气中的有害气体进行吸收。当循环液体吸收饱和之后，通过阀门控制将循环液排掉，并补充新的循环液。

4.6废气处理系统组成介绍

本工艺主要由废气收集系统、引风系统、废气净化系统、排气系统构成。

4.6.1废气收集系统

集气系统主要有集气罩、风柜和风管组成。

集气罩：集气罩是用来捕集污染空气的，其性能对净化系统的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。本工程采用外部集气罩，这种集气罩是通过罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起来的集气罩。具有以下特点：结构简单，制造方便；排风量较大，且不易受室内横向气流的干扰，捕集效率较高。常见形式：顶吸罩、侧面吸罩、底吸罩、槽边吸气罩。

风柜是黄金提炼厂中不可缺少的一个组成部分。为了使工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质，同时风柜应有良好的通风。以达到阻止一些蒸气、气体和微粒（烟雾、煤烟、灰尘和气悬体）的逸散，污染物质须用通风柜、通风罩或局部通风的方法除去。

风管：在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。

4.6.2吸风系统

吸风系统为整个系统气体流动提供动力。

吸风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘

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和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。风机分类可以按气体流动的方向，分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。风机根据气流进入叶轮后的流动方向分为：轴流式风机、离心式风机和斜流(混流)式风机。引风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速。另外，噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。流量也称风量，以单位时间内流经风机的气体体积表示；压力也称风压，是指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分；功率是指风机的输入功率，即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。

4.6.3三级喷淋吸收系统

喷淋吸收系统主要由填料、喷淋装置、除雾装置、喷淋液循环泵、吸收塔组成。 （1）填料

填料主要作为布风装置，布置于吸收塔喷淋区下部，烟气通过托盘后，被均匀分布到整个吸收塔截面。这种布风装置对于提高吸收效率是必要的，除了使主喷淋区烟气分布均匀外，吸收塔托盘还使得烟气与吸收液或洗涤液在托盘上的液膜区域得到充分接触。托盘结构为

带分隔围堰的多孔板，托盘被分割成便于从吸收塔人孔进出的板片，水平搁置在托盘支撑的结构上。

（2）喷淋装置

吸收塔内部喷淋系统是由分配母管和喷嘴组成的网状系统。每台吸收塔再循环泵均对应一个喷淋层，喷淋层上安装螺旋型喷嘴，其作用是将喷淋液雾化。喷淋液由吸收塔再循环泵输送到喷嘴，喷入废气中。喷淋系统能使浆液在吸收塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。

（3）除雾装置

用于分离烟气携带的液滴。吸收塔除雾器布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆液喷淋层后，再连续流经除雾器时，液滴由于惯性作用，留在挡

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图7 喷淋净化塔原理图

板上。由于被滞留的液滴也含有固态物，因此存在在挡板结垢的危险，需定期进行清洗，除去所含浆液雾滴。

（4）喷淋液循环泵

吸收塔再循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内喷淋液的再循环。采用单流和单级卧式离心泵，包括泵壳、叶轮、轴、导轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门及就地仪表和电机。工作原理是叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都能得到提高，从而能够被输送到高处或远处。同时在泵的入口形成负压，使流体能够被不断吸入。泵头采用耐腐蚀材料。浆液再循环系统采用单元制，喷淋层配一台洗涤液循环泵。循环系统使用一段时间后，循环液废水最终排入废水处理池。

（5）喷淋吸收塔

塔体采用PP材质。在设计方面，我们考虑了以下综合因素，其工作环境是相当恶劣的，长期在酸性的腐蚀下工作，并且要承受塔体自身压力及溶液压力，还要承受工作时的风压，要求即要良好的耐腐蚀性能，又要保持较高的抗拉、抗压强度，强度高，质量可信，性能良好。该装置采用的喷淋塔具有以下特点：

1）吸收塔包括填料层、喷淋装置，喷淋装置上布置喷嘴，除雾器。 2）液/气比较低，从而节省循环喷淋液泵的电耗。 3）吸收塔内部表面及托盘无结垢、堵塞问题。

4）优化了pH值、液/气比、碱液浓度、废气流速等性能参数，从而保证系统连续、稳定、经济地运行。

5）吸收塔浆池中的喷淋液由浆液循环泵通过喷淋管组送到喷嘴，形成非常细小的液滴喷入塔内。

6）吸收塔顶部布置有放空阀，在正常运行时该阀是关闭的。当装置走旁路或当装置停运时，放空阀开启。

4.6.4活性炭吸附塔

经过喷淋处理后，废气中仍含有有机气体、氮氧化物等不溶于碱液废气未经处理，通过管道输送进入活性炭塔,废气进入塔内时,风速顺间降下,气体内含的较大颗粒杂物便自然沉降入塔底部,而溶入气体内的有机气体、氮氧化物部分随气体流向流进活性炭过滤层,有机气体进入炭层时,有机气体被活性炭吸附进炭内,而干尽的空气穿过炭层进入出气仓,气体经过机械自吸后排入大气中.而活性炭层的在吸附过程中,炭会有个饱和的时间段,其活性炭饱和的过程长短与气体本身内部所含气体的浓度和工作的时间长短有直接相关。

活性炭吸附箱是一种干式废气处理设备。由箱体和装填在箱体内的吸附单元组成。根据吸附单元的数量和风量共分为多种规格，活性炭吸附箱选择不同填料可以处理多种

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不同废气，主要包括叁大类： 1,酸性废气和酸雾 2, 有机废气和臭味（苯类、酚类、醇类、醚类、酊类3,氮氧化物及其他难处理臭气。

4.6.5排气系统

排气系统主要是连接风机排放烟囱。由于净化后的废气气中仍含有一定量的污染物，这些污染物按按照环保的相关要求通过烟囱高排。

第五章 工程实施

5.1工程要点

（1）该废气处理工程应严格按“实施方案”中的要求进行，按我公司质保体系中的

质保机构、质保人员、质保规章行事。

（2）因地制宜实施工程，充分利用现有条件，做到占地小、投资省。 （3）为保证治理系统运行正常，设备应经常进行维护和保养。

5.2工程图纸及工艺流程图纸（见附件一）

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