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GB 51415-2020 有色金属冶炼废气治理技术标准(完整正版、清晰无水印)

录A有色金属冶炼废气处理技术路线

炼典型工艺流程废气污染源及污染物

炼典型工艺流程废气污染源及污染物

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”JGJ／T187-2019 塔式起重机混凝土基础工程技术标准及条文说明，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示充许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合 的规定”或“应按执行”

《建筑设计防火规范》GB50016 《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019 《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046 《烟卤设计规范》GB50051 《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058 《自动化仪表工程施工及质量验收规范》GB50093 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116 《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准》GB50168 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169 《工业企业总平面设计规范》GB50187 《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231 《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243 《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254 《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及 规范》GB50257 《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268 《风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》GB/T504 《有色金属企业总图运输设计规范》GB50544 《有色金属工程设计防火规范》GB50630

《有色金属冶炼厂电力设计规范》GB50673 《有色金属冶炼厂收尘设计规范》GB50753 《冶炼烟气制酸工艺设计规范》GB50880 《有色金属工业环境保护工程设计规范》GB50988 《铝电解厂通风除尘与烟气净化设计规范》GB51020 《烟气脱硫工艺设计标准》GB51284 《生产设备安全卫生设计总则》GB5083 《生产过程安全卫生要求总则》GB/T12801 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157 《危险废物贮存污染控制标准》GB18597 《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599 《固定源废气监测技术规范》HJ/T397 《排污单位自行监测技术指南有色金属工业》HJ989 《大气污染治理工程技术导则》HJ2000 《袋式除尘工程通用技术规范》HJ2020 《电除尘工程通用技术规范》HJ2028 《铝电解废气氟化物和粉尘治理工程技术规范》H厂2033

《有色金属冶炼废气治理技术标准》GB51415一2020，经住房 和城乡建设部2020年1月16日以第43号公告批准发布。 本标准制定过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了我 国有色金属冶炼废气治理技术的实践经验，同时参考了国内相关 行业标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，经专家委 员会审查后定稿。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 标准时能正确理解和执行条文规定，《有色金属冶炼废气治理技术 标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规 定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还着重 对强制性条文的强制性理由做了解释。但是，本条文说明不具备 与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规 定的参考

1总 则 2术语 (42) 3 基本规定 (43) 工艺设计 （44) 4.1一般规定 (44) 4.2 废气收集 （45) 4.3 除尘 （45) 4.4 脱硫 (46) 4.5 酸性气体净化 (47) 4.6 含重金属废气处理 (47) 4.7 脱硝 (47) 4.8 废气排放及监测系统 （47) 主要工艺设备和材料 (48) 5. 1 除尘设备和材料· （48) 5.2 脱硫设备和材料· (49） 5.3酸性气体净化设备和材料 （49) 5.5 脱硝设备和材料 (50) 6 检测与过程控制 (52) 主要辅助与公用工程 (53) 7.3采暖通风 (53) 8 劳动安全与职业卫生 (54) 9 施工与验收 (55) 9.1施工 （55） 9.2验收 (55) 10 运行与维护 (56)

1.0.2根据中国有色金属工业协会行业历年统计年鉴，铅、锌、 铜、镍、钻、铝、镁、钛、锡、锑、汞11种常用有色金属产量占到行业 总产量95%以上，冶炼废气排放量在有色行业废气排放中占有巨 大的比重；同时，涉及以上11种常用有色金属的污染物排放标准 相继颁布实施，如现行国家标准《铅、锌工业污染物排放标准》GB 25466、《铜、镍、钻工业污染物排放标准》GB25467、《锡、、汞工 业污染物排放标准》GB30770、《镁、钛工业污染物排放标准》GB 25468和《铝工业污染物排放标准》GB25465，这些标准对11种常 用有色金属的治炼废气中污染物排放浓度、基准排气量等提出了 明确要求，成为本标准的有力法律依据。 有色金属治炼包括矿产有色金属冶炼和再生有色金属治炼。 对于再生有色金属冶炼，我国已出台了相关排放标准，如现行国家 标准《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》GB31574等。再生 有色金属冶炼行业属于循环经济，目前处于发展阶段，国家对再生 有色金属冶炼行业的法律、法规和污染物防治技术导则、指南正在 完善。本标准未将再生有色金属治炼废气治理纳入范畴。 自前，电解法炼镁生产成本高、污染重，在我国镁治炼企业均 采用硅热法炼镁技术，已没有电解法炼镁企业，现行国家标准《镁、 钛工业污染物排放标准》GB25468未将电解法炼镁纳入标准适用 范围。电解法炼镁废气治理技术缺乏相应的基础数据和排放标准 的支撑，本标准未将电解法炼镁废气治理纳入范畴。

2.0.1含有害物质的各类气体，包括含尘气体、含重金属气体、含 二氧化硫气体及酸性气体等。 2.0.4有色金属冶炼废气中的烟尘，部分作为副产品返回冶炼过 程或外售。对于回收其中有价金属的过程，有色金属行业习惯性 称为“收尘”，而车间内通风除尘不回收其中的有价金属，有色金属 行业习惯性称为“除尘”，如熔炼炉窑烟尘处理工艺过程称为“收 尘”，物料转运产生的粉尘处理工艺过程称为“除尘”。收尘与除尘 均为废气中颗粒物被分离净化的工艺过程，技术原理相同，本标准 不区分收尘和除尘，统称为除尘

2.0.1.含有害物质的各类气体，包括含尘气体、含重金属气体、含

3.0.1污染物的达标排放是国家环境保护的基本要求，国家现行 有色金属冶炼废气污染物排放标准包括《铅、锌工业污染物排放标 准》GB25466、《铜、镍、钻工业污染物排放标准》GB25467、《铝工 业污染物排放标准》GB25465、《锡、锑、汞工业污染物排放标准》 GB30770和《镁、钛工业污染物排放标准》GB25468。地方污染 物排放标准一般严于国家标准。排污许可制度是建设项目环境管 理的一项基本制度，建设项目排污许可证中规定的污染物排放标 准有时严于国家标准，有色金属治炼废气治理后外排污染物还要 满足排污许可的要求。

3.0.2污染治理的原则要求是在污染治理过程中不能产生

污染，企业需要对废气治理过程中产生的固体废物的属性进行鉴 别，并采取妥善的处置方式。

3.0.3废气治理工程中产生噪声的设备主要有风机、空压机和水

其他有害气体湿法净化产生的废水等，处理和利用好这类废水，可 以提高冶炼企业水的循环利用率，减少对环境的污染

3.0.5在废气治理过程中，需要控制废气的无组织排放，减少二 次污染。对输送设备采取密闭或负压操作措施，可以减少废气输 送过程中无组织的泄漏量

等。有色金属治炼废气治理工程管线中的介质包括空气、颗粒物 重金属及其化合物、酸性气体等，介质本身的特性包括有毒有害 腐蚀性、爆炸性、可燃性等。

2012年第18号）和《铜铅锌冶炼建设项目环境影响评价文件审批 原则》（环境保护部办公厅文件，环办【2015】112号）均规定，无汞 回收装置的铅锌冶炼项目，不得使用汞含量高于0.01%的原料。 现行国家标准《铅、锌工业污染物排放标准》GB25466中规定的汞 及其化合物排放标准为0.05mg/m，现行国家标准《铜、镍、钻工 业污染物排放标准》GB25467中规定的汞及其化合物排放标准为 0.012mg/m3，现行国家标准《锡、、汞工业污染物排放标准》GB 30770中规定的汞及其化合物排放标准为0.01mg/m3。本条规定 的冶炼废气除汞的要求，可以防止制酸系统触媒汞中毒，满足废气 中重金属汞的达标排放要求

4.1.8本标准附录A为推荐采用的废气治理技术及组合

附录A中的技术路线外，部分炉窑烟气还需增加脱硝等措施，以 降低烟气中污染物的排放浓度。

4.2.2密闭罩和其他型式的集气罩相比，具有外部干扰小、容易 控制污染物扩散的特点。为防止排放将物料带走，要控制吸风口 的风速。在吸风点的排风量和吸风罩吸入口面积确定的情况下， 吸风口流速主要取决于物料的密度和粒径大小，以及吸风口与扬 尘点之间的距离等。

4.2.3外部吸气罩设计的参数选用以经验、现场实际效果

据，本条中的参数引自现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调 节设计规范》GB50019和《铝电解厂通风除尘与烟气净化设计规 范》GB51020等，工艺气体量计算参考《环境统计手册》和《化工工 艺手册》。

4.3.2各类设备、炉窑治炼加料口、排渣口、溜槽等处都存在无组 织排放，易造成污染，影响车间作业环境和工人、周边居民的身心 健康，需要设置除尘装置进行处理

4.3.6湿法除尘装置会产生含尘废液，含尘废液中重金属含量

4.3.6湿法除尘装置会产生含尘废液，含尘废液中重金属含量

精矿干燥产生的烟气温度低、含湿量高，通过采用蒸汽加热或加厚 保温层措施，可以防止烟气结露

4.4.2本条对高浓度二氧化硫回收进行了规定。

1制酸条件引自现行国家标准《冶炼烟气制酸工艺设计规 范》GB50880； 3绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术已在国内外获得广泛使 用，可以提高循环酸浓度和温度，有利于减少废酸量，降低后续废 酸处理装置的负担

4.4.3本条对低浓度二氧化硫废气脱硫进行了规定

1治炼炉窑产生的二氧化硫废气有时浓度高达30%以上 高浓度二氧化硫废气需要配人一定的空气或其他废气进行稀释， 以便于制酸系统触媒正常工作，而采取低浓度二氧化硫废气就近 与高浓度二氧化硫废气配入制酸系统的方法，可以替代全部或部 分稀释用空气，减少企业废气总排放气量，从而减少大气污染物的 总排放量。 2对于冶炼烟气，由于不同的含硫原料、不同的治金炉窑、不 司的操作制度等原因，烟气量和烟气二氧化硫浓度等参数波动频 繁，在设计烟气脱硫装置时，需要适应主体装置负荷变化产生的烟 气可变因素，确保脱硫效率和达标排放。 3由于炉窑、环境集烟废气等存在一定的生产工艺参数波动 情况，在设计脱硫装置时，需要预留富余处理能力，以适应生产工 艺参数波动。 4进入脱硫系统的废气若不进行除尘处理，将增加脱硫系统 净化工序的负荷及脱硫吸附剂的消耗量，同时还有可能影响脱硫 副产物的质量，因此，进入脱硫系统的废气中颗粒物浓度、金属及 其化合物、氟化氢、酸雾等含量需要符合脱硫系统设计指标要求， 对不符合要求的要进行烟气预处理

4.5.7有色金属冶炼的含砷物料在强酸性条件、还原剂

4.5.7有色金属治炼的含砷物料在强酸性条件、还原剂存在的情 兄下，会产生剧毒的砷化氢气体，污染环境并危害人体健康。如锌 湿法冶炼过程中锌粉置换净化工序，锌浸出液净化槽和净化液压 滤机等设施处会产生化氢；在“加铝除砷”精炼锡过程中产生的 砷化铝在贮存或处理过程中受潮后也会产生砷化氢气体

4.6含重金属废气处理

4.6.2含汞废气在采用冷凝器处理过程中产生的冷凝沉淀 为冷凝收集的汞，主要由汞、矿尘、硫化汞、砷锑氧化物、硫 碳氢化合物及水分等物质构成

无法满足排放限值要求，在执行特别排放限值地区，铅及其化合物 的排放限值为2mg/m3，一级除尘措施一般难以满足达标排放 要求。

4.7.1选择性非催化还原法烟气脱硝工艺的脱硝效率通常为 20%～40%，这是因为选择性非催化还原法的脱硝反应发生在炉 撞受热面区域，反应温度通常为800℃～1100℃，而炉内和烟道温 度场复杂，导致还原剂难以在反应温度范围内与氮氧化物混合

设置采样孔和监测平台是为了方便采样监测，以了解除尘 硫塔等废气处理设备的处理效率和运行状况

4.8.3设置采样孔和监测平台是为了方便采样监测，以

5.1.1除尘器种类繁多，构造各异，根据除尘机理不同，各自具不

不同的特点，因此其技术性能和适用范围也有所不同。 （1）干式除尘器中的旋风除尘器具有操作简单、阻力小、投资 和运行成本低、占地小等优点，但除尘效率低，一般在90%以下， 适合去除大颗粒烟尘。 （2）静电除尘器具有处理量大、压损小、能耗低、除尘效率高、 正常操作温度可达300℃等优点，缺点是除尘效率会受比电阻、温 度等操作条件和粉尘特性的影响，对粉尘比电阻有要求，占地面积 大，一次性投资费用大，维护费用高，结构复杂，安装、维护、管理要 求严格。 （3）布袋除尘器具有能耗低、能有效捕集细粒烟尘、总除尘效 率大于99.0%等优点，缺点是对含水分的气流很敏感、易发生堵 袋现象。 （4）电袋复合除尘器结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过 前级电场的预除尘，在第一电场收集80%～90%粉尘，剩余的粉 尘进入除尘器后部滤袋，可以降低滤袋的粉尘负荷量，从而延长滤 袋的清灰周期和使用寿命，除尘效率不受比电阻、粉尘特性影响， 具有能长期稳定运行、除尘效率大于99.5%等优点，缺点是设备 费用和运行维护费用高。 （5）新型高效除尘器的除尘效率大于99.9%，例如高效覆膜 布袋或滤筒除尘器、耐高温金属膜袋滤器、塑烧板除尘器等。 （6）根据除尘器处理效率的不同，除尘器可以分为高效除尘 器、中低效除尘器。常见的高效除尘器包括布袋除尘器、电除尘

器、电袋除尘器等，常见的中低效除尘器包括水膜除尘器、旋风除 尘器、惯性除尘器、重力除尘器等。中低效除尘器仅能捕集粒径较 大的粉尘，一般无法满足颗粒物的稳定达标排放要求。在有色金 属冶炼废气处理中，中低效除尘器与高效除尘器常组合使用，中低 效除尘器用于含尘废气的预处理，用于捕集大粒径颗粒物和降低 烟气温度，为后续高效除尘创造条件，后置的高效除尘器再对小粒 径的颗粒物进行捕集，实现达标排放。 （7)湿式除尘器具有操作简单、除尘效率高、投资省、占地小等 优点，缺点是阻力大能耗高、需要进行水处理等

2脱硫液具有腐蚀性，液体中还含有腐蚀性气体，塔体其他 构件应当具有不结垢、不堵塞、耐磨损、耐腐蚀等特点，碳钢、玻璃 钢、合金钢等材料耐磨损，涂覆防腐材料后可以抵抗酸性气体的 腐蚀。 3脱硫液腐蚀性强，液体中还含有腐蚀性气体，因此泵体、浆 液管道和固液分离设备与吸收接触部分在材料选择上具有耐磨、 耐腐蚀，不易结垢、难堵塞等特点。 4氨盐溶液和氨水对铜有腐蚀性，容易造成铜质管道或阀门 损坏和泄漏。

不同的净化设备具有各自不回

5.3酸性气体净化设备和材料

（1）喷淋塔适用于气液反应速度快、吸收过程短的废气处理， 优点是结构简单、造价低廉、气体压降小，且不会堵塞；填料塔较喷 淋塔增设了填充料，以填料作为气、液接触和传质的基本构件，具 有生产能力大、分离效率高、压降小、持液量小及操作弹性大等优 点，不足之处在于填料造价高，液体负荷小时传质效率降低。 （2）在气液反应快、热效应大时，采用筛板吸收塔能够同时起 到反应及散热的作用。筛孔板塔主要优点是构造简单、处理风量 大，并能处理含尘气体，不足之处是筛孔堵塞清理麻烦，塔的安装 要求严格，塔板需要保持水平。斜孔板塔是筛孔板塔的另一型式 气液接触充分，传质效果好，净化效率高，同时可以处理含尘气体 不易堵塞，但较筛孔板塔结构复杂，安装要求严格，易发生偏流。 （3）若反应物浓度高，使用填料塔或筛板吸收塔会因为反应生 成物多而发生堵塞，所以选用无填料喷淋塔，后续可以再加装其他 设备共同进行吸收处理。 （4）鼓泡塔的优点是气相高度分散在液相中，因此具有大的持 液量和相际接触表面，使传质和传热的效率高，它适用于缓慢化学 反应和强放热情况，同时反应器结构简单、操作稳定、投资和维修 费用低、液体滞留量大，因而反应时间长，

过程中的热效应对材料的影响，选用腐蚀性小、无毒性、不易燃、不 易起泡的吸收剂，可以减少对环境和操作人员安全的影响，选择易 于解吸再生或产生的富液易于综合利用的吸收剂，可以保护环境 节约成本。

5.5.4氨介质的卸料、贮存及制备区域，可以分为液氨区和氨水 区，液氨区又分为生产区和辅助区，生产区再分为卸氨区与储罐 区。其中卸氨区配置有汽车卸氨鹤管和卸氨压缩机等，储罐区配 置有液氨储罐、液氨输送泵、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨气稀释罐

及废水池等；辅助区设有控制室和值班室等；氨水区配置有氨水卸 料泵、氨水储罐、氨水计量输送泵等

度或压力的变化，不能因材料本身变形、磨损等故障造成流量、液 位测量出现误差，需要定期校准

6.0.1为保证治炼废气治理系统正常运行，达到自动化控制的目 的，对废气处理工段的工艺参数、设备运行状态、污染物浓度等参 数进行分析检测，将分析检验数据引入控制室，为废气治理系统的 过程控制提供依据，

6.0.2依据《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》（安

6.0.4在有色金属冶炼过程中，锌粉、铝粉、一氧化碳、氢气、

6.0.4在有色金属冶炼过程中，锌粉、铝粉、一氧化碳、氢气、天然 气等易燃易爆物质的产生、使用和贮存场所可能会富集易燃易爆 气体、粉尘等爆炸混合物，形成爆炸性的环境，造成安全隐患，如锌 粉生产区、收集处理细粉尘的除尘器、液氨储罐区、燃气储罐区等 6.0.6废气治理工程中设置独立的除尘、脱硫系统控制室的，需 要将表征主工艺是否正常的冷却烟道中的烟气温度、烟气流量等 参数引入主工艺控制室显示，若烟气温度、流量，除尘器压差、电 压，引风机电流，电机绕组、轴承温度等烟气检测参数发生异常，或 污染物分析检测值超过排放限值时，需要及时检查物料、主工艺工

等易燃易爆物质的产生、使用和贮存场所可能会富集易燃易爆 体、粉尘等爆炸混合物，形成爆炸性的环境，造成安全隐患，如 生产区、收集处理细粉尘的除尘器、液氨储罐区、燃气储罐区等

要将表征主工艺是否正常的冷却烟道中的烟气温度、烟气流量等 参数引入主工艺控制室显示，若烟气温度、流量，除尘器压差、电 压，引风机电流，电机绕组、轴承温度等烟气检测参数发生异常，或 污染物分析检测值超过排放限值时，需要及时检查物料、主工艺工 况、除尘系统、制酸及脱硫系统的运行状况，并通过控制调整，及时 消除异常工况。

7.3.1本条依据现行国家职业卫生标准《工业企业设计卫生标准》 确定，在生产中可能突然逸出大量有害物质或易造成急性中毒或易 燃易爆的化学物质的作业场所，通风换气次数不小于12次/h；现行 国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019中也 规定了事故通风换气次数不小于12次/h

7.3.1本条依据现行国家职业卫生标准《工业企业设计卫生标准》

8.0.2工作场所的粉尘、有毒有害物质、噪声、振动对工作人员职 业健康产生影响，现行国家职业卫生标准《工业企业设计卫生标 准》在设计上对工作场所的防尘、防毒、防噪声与振动等做出个体 防护的规定，保证劳动者的身体健康。

9.1.3有色金属冶炼废气治理工程中布袋除尘器滤料、吸收塔填

料的参数会影响废气治理效率及设备运行情况；设备材料的耐 蚀、耐磨损、耐高温等性能会影响废气处理工艺设备的运行性能 排气筒选用的材质的性能会影响废气治理工程的安全；对这些 向废气治理系统的废气处理效率、设备运行性能、安全的主要材 进行复验，保证废气治理工程的质量。

9.1.4高浓度二氧化硫制酸系统循环酸液储槽等设施需要进行

9.1.4高浓度二氧化硫制酸系统循环酸液储槽等设施需要进 防渗、防腐处理，若该类隐蔽工程不进行中间验收GB 51363-2019 干熄焦工程设计标准，会影响下一 工序施工。

9.1.6废气治理系统需要进行空载联动和

电气设备能够正常运行，仪器仪表能连锁反应，进而保证接入废 后系统能够正常稳定运行，防止污染物事故排放

9.2.3熔炼炉、熔化炉等炉窑烟气处理验收监测时，需

9.2.3熔炼炉、熔化炉等炉窑烟气处理验收监测时，需在熔炼、

9.2.3熔炼炉、熔化炉等炉窑烟气处理验收监测时，需在熔炼、熔 化作业时段进行监测，记录各工序的生产时间和产量，并以产品产 量或投料量进行工况核定。

10.0.4本条依据现行行业标准《排污单位环境管理台账及排污 许可证执行报告技术规范总则（试行）》HJ944制定，排污单位需 要建立环境管理台账记录制度，落实环境管理台账记录的责任单 位和责任人，明确工作职责DB11／T 1606-2018 绿色雪上运动场馆评价标准，并对环境管理台账的真实性、完整性 和规范性负责。

统一书号：155182·0634 定价：13.00元