簡述陶瓷工業(yè)中噴霧干燥尾氣的處理及應(yīng)用＊

李 婷 張勝利 楊 倩 王 林

（咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 陜西 咸陽 712000）

前言

噴霧干燥在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用是在20世紀(jì)50年代中期才開始的。近20多年來，由于噴霧干燥設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展，在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。目前，已應(yīng)用噴霧干燥大規(guī)模生產(chǎn)的有墻面磚、地面磚、電瓷以及特種陶瓷如鐵氧體、氧化鋁、滑石鋯英石等，近年來又應(yīng)用到生產(chǎn)冶金保護(hù)磚、日用陶瓷、高壓電瓷、玻璃粉和某些金屬的碳化物等。

陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中的噴霧干燥器，大多數(shù)都是開式循環(huán)系統(tǒng)，干燥后的廢氣經(jīng)簡單除塵后直接排放到大氣中。據(jù)介紹，全國范圍內(nèi)大約有30000臺(tái)噴霧干燥器在運(yùn)行，由于排放的廢氣中夾帶著大量的粉塵，有特殊氣味的和有毒的氣體成分，因此，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在保證其正常生產(chǎn)的情況下，解決環(huán)境污染是一個(gè)十分迫切的任務(wù)。

1 滿足粉塵排放要求的除塵器

首先我們要了解噴霧干燥系統(tǒng)所排放的煙道氣的物理性質(zhì)（見表1），有針對性地選擇粉塵捕集裝置。從噴霧干燥系統(tǒng)排放到大氣中的粉塵濃度是由粉塵捕集裝置的效率決定的。這些捕集裝置包括旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、濕法除塵器等。旋風(fēng)除塵器是最常用的，它成本低，維修和清洗都很方便，對于要求特別高的捕集效率來說，通過特殊設(shè)計(jì)的旋風(fēng)除塵器也是可行的。布袋除塵器在噴霧干燥系統(tǒng)中越來越被廣泛采用，由于近年來布袋材質(zhì)的改進(jìn)，捕集效率提高、耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性較好，使其能滿足工業(yè)生產(chǎn)中粉塵捕集效率的要求；濕法除塵器通常作為二級(jí)分離裝置放在旋風(fēng)分離器或袋濾器之后，其捕集效率取決于能量的消耗，要求的捕集效率越高其能耗也就越大。表2列出了各種除塵器可能達(dá)到的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1 煙道氣的物理性質(zhì)

表2 各種粉塵捕集方式可達(dá)到的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)這些年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用旋風(fēng)除塵器加上布袋除塵器除塵效果較好，但在陶瓷行業(yè)，對布袋除塵器必須要有特殊要求或增加雙流通管道才能滿足生產(chǎn)要求。在其它行業(yè)要根據(jù)具體情況具體分析。

2 噴霧干燥脫硫技術(shù)的原理及方法

在眾多的脫硫技術(shù)中，利用噴霧干燥法脫去煙道氣中的二氧化硫是一個(gè)越來越受到重視的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是在20世紀(jì)70年代初開始進(jìn)行研究的，20世紀(jì)70年代末已投入商業(yè)運(yùn)行，20世紀(jì)90年代初已成功地應(yīng)用于總裝機(jī)容量為12000MW火力發(fā)電廠中的煙氣脫硫。它投資少、操作簡單、除硫效率高、沒有二次污染，與煙道氣脫硫中大量使用的濕法相比，噴霧干燥法脫硫形成的粉末產(chǎn)品有更大的選擇性和開發(fā)價(jià)值。近年來，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。

噴霧干燥法脫硫的工藝流程如圖1所示。吸收劑（大部分采用石灰漿液，也有采用碳酸鈉溶液等）用泵輸送到干燥室頂?shù)男D(zhuǎn)霧化器中，形成云狀的霧滴群，霧滴直徑一般在20～100pm，這些霧化后的細(xì)小霧滴在干燥塔中與煙道送來的含硫煙氣（溫度在160～200℃）充分接觸，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和干燥，產(chǎn)生的固體硫酸鹽粉末在塔底、布袋除塵器或靜電除塵器中得以回收。

圖1 噴霧干燥脫硫工藝流程

圖2 噴霧干燥塔吸收性能

該脫硫工藝的控制原理是以調(diào)節(jié)吸收劑的進(jìn)料速度來控制煙道氣出干燥塔的溫度，防止煙氣處于或低于飽和狀態(tài)，最佳操作條件應(yīng)使其略高于飽和溫度，并同時(shí)保證排放煙囪中的二氧化硫含量在規(guī)定的范圍內(nèi)。這樣既可以做到用最少的吸收劑達(dá)到最佳的脫硫效果，又能保證干燥裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

在脫硫干燥裝置中一般有2種方法，一種為霧化器方式，即將脫硫劑加水后使其霧化；另一種方式為將脫硫劑與原料直接混合再霧化。從陶瓷行業(yè)具體情況來分析，采用第二種方法更為方便直接。

噴霧于燥脫硫效率取決于吸收劑的使用量，一般可達(dá)95%，如果把部分干燥后的產(chǎn)品返回到進(jìn)料液中循環(huán)使用，可以改善吸收劑的性能，很好地利用其中的活性組分，提高除硫效率。圖2示出了不同溫度及不同循環(huán)對除硫效率的影響；表3列出了以CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能。

表3 CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能

3 噴霧干燥脫硫技術(shù)應(yīng)用

噴霧干燥脫硫技術(shù)能否廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要前提是能否解決干燥后的大量粉末硫酸鹽的合理開發(fā)利用問題。圖3示出了其應(yīng)用范圍，可以再生作為吸收劑，部分干料可循環(huán)使用，作為大地的添充物，轉(zhuǎn)化為牙膏狀用于水泥的緩凝劑，制成顆粒狀的人造砂石，作為建筑材料的填充劑代替常用的混凝土和瀝青等。

圖3 用作脫硫設(shè)備的噴霧干燥器

4 結(jié)語

隨著陶瓷工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的增加，噴霧干燥產(chǎn)生的尾氣越來越多，對空氣的污染也越來越嚴(yán)重，所以尾氣處理要在技術(shù)上突破，達(dá)到環(huán)保要求是勢在必行的。