煙氣制酸尾氣堿法脫硫技術(shù)研究及應(yīng)用

摘 要：本文主要對(duì)氧化鋅法脫硫原理、氨法脫硫技術(shù)、鈉堿脫硫技術(shù)的三種技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明。其中的揮發(fā)窯尾氣處理方面所采用的是氧化鋅法脫硫，而其中還牽扯到的洗滌工藝關(guān)鍵是兩級(jí)處的端沖方面的洗滌器，為了使得外排煙氣滿足標(biāo)準(zhǔn)，特別針對(duì)其管道之間的流速控制、管道方面的回路設(shè)置以及支路方面的回路設(shè)置等方面進(jìn)行了調(diào)整，以便于正確處理管道方面的不暢通問(wèn)題，本文中我們主要是討論了在脫硫過(guò)程中所產(chǎn)生的部分副產(chǎn)物即其中的硫酸鋅的液態(tài)進(jìn)行幾種更加行之有效的二次優(yōu)化利用方案。而其中關(guān)于負(fù)荷方面的調(diào)試也是說(shuō)明了，在本技術(shù)下整體的一個(gè)產(chǎn)品的脫硫的比例已經(jīng)可以達(dá)到98.6%了，同時(shí)我們?cè)谑褂玫难b置中部分調(diào)整其剩下的量的方面也是還有較大的提成空間的。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫技術(shù)；脫硫氧化鋅法；管道；設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：X781.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0364-02

在當(dāng)今社會(huì)中，我們國(guó)家在治理二氧化硫的煙氣污染方面有了很大的進(jìn)展，陸續(xù)普及了很多的煙氣脫硫方法，只是相對(duì)來(lái)說(shuō)，比較靠譜的一個(gè)主要方法仍舊是濕法脫硫，在當(dāng)今大概有85%使用了濕法脫硫的技術(shù)。同樣，經(jīng)常使用的濕法脫硫的方法是用石灰石或石灰的石膏技術(shù)、氧化鋅技術(shù)、氧化鎂技術(shù)、氨法技術(shù)、雙堿技術(shù)、有機(jī)胺技術(shù)、鈉堿技術(shù)等。而其中著重使用的石膏技術(shù)是在一些使用燃煤鍋爐的電廠中的煙氣來(lái)進(jìn)行脫硫，而另外的一小部分使用的是氧化鎂技術(shù)以及氨技術(shù)，對(duì)于酸方面的尾氣和在對(duì)有色冶煉尾氣的處理的時(shí)候更多的是使用了氧化鋅技術(shù)、氧化鎂技術(shù)、氨法技術(shù)、雙堿技術(shù)、有機(jī)胺技術(shù)和鈉堿技術(shù)。在鉛鋅的制造工廠中，最合適的脫硫方法是氧化鋅技術(shù)，它可以使用在日常生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的氧化鋅氣體粉塵、以及無(wú)法使用的電解液以及一些殘留的固體當(dāng)作脫硫的試劑，同時(shí)在整個(gè)的脫硫過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物，例如：硫酸鋅以及亞硫酸鋅又可以再次進(jìn)行使用。也是因?yàn)樵谡麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，其生產(chǎn)與脫硫的運(yùn)行，讓兩個(gè)系統(tǒng)的廢棄物都進(jìn)行了二次利用，使得這個(gè)技術(shù)在整體上來(lái)說(shuō)是非常環(huán)保并且使工廠的運(yùn)行費(fèi)用得到了降低。我們國(guó)家進(jìn)行氧化鋅技術(shù)的探究是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始的，只是在整體的效果方面不是十分理想的，而這主要的原因是在整體的運(yùn)行中氧化鋅在脫硫的效率方面不是很高、在整體的反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物會(huì)造成設(shè)備堵塞等方面，對(duì)氧化鋅技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)化方面的應(yīng)用都形成了阻礙。

1 日常尾氣的脫硫技術(shù)分析

在當(dāng)前的世界有十幾種的硫酸類(lèi)的尾氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了工業(yè)化的使用，而在當(dāng)中普及比較廣的是氧化鋅技術(shù)、氧化鎂技術(shù)、氨法技術(shù)、雙堿技術(shù)、有機(jī)胺技術(shù)、鈉堿技術(shù)、石膏技術(shù)等。當(dāng)中，阻力較大的是石膏技術(shù)。其中利用NaOH或者Na2CO3與SO2進(jìn)行脫硫的是鈉堿法，它對(duì)煙氣的濃度是沒(méi)有什么標(biāo)準(zhǔn)要求的，它的脫硫效率是比較高的；同時(shí)它的額外的產(chǎn)物有硫酸鈉和亞硫酸鈉的區(qū)別，這時(shí)候就需要將其中的產(chǎn)物亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化成硫酸鈉，但是這樣的話，整體的技術(shù)復(fù)雜外所需要的成本也是非常大的。

2 氧化鋅脫硫技術(shù)

2.1 氧化鋅脫硫技術(shù)的運(yùn)用原理

作為金屬類(lèi)氧化物的氧化鋅是可以在水里面進(jìn)行部分溶解的，同時(shí)SO2是可以被它進(jìn)行反應(yīng)吸收。在工廠中用的氧化鋅溶液是使用含有氧化鋅的材料制作而成的，在使用的裝置中使其與濃度比較低的二氧化硫煙氣進(jìn)行全面的反應(yīng)，這樣的話就可以使得其反應(yīng)為亞硫酸鋅，之后我們可以將空氣通入其中，使得其在空氣中充分轉(zhuǎn)變成硫酸鋅。所以它的主要階段分為吸收還有氧化。其中的吸收部分，在前期反應(yīng)的設(shè)備中，氧化鋅的溶液在硫類(lèi)的煙氣里面跟二氧化硫發(fā)生部分的核心反應(yīng)。但是因?yàn)槿苡谒械亩趸蚍磻?yīng)出的亞硫酸實(shí)際上是二元酸，故而其可以產(chǎn)生二類(lèi)不同的鹽，當(dāng)其中的一種氧化物過(guò)量的時(shí)候，隨之產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的中性以及酸性的鹽，當(dāng)然在此過(guò)程中的產(chǎn)生的鹽是非常容易分解并與其它物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)的，最后我們通過(guò)在反應(yīng)的過(guò)程中通入空氣，讓其進(jìn)行充分的氧化，使得其最終能夠只產(chǎn)生一種酸溶液，即硫酸鋅的漿液。而對(duì)于氧化鋅在脫硫的效率方面不是很高、在整體的反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物會(huì)造成設(shè)備堵塞等問(wèn)題，我們通過(guò)采用兩級(jí)端沖洗滌器洗滌技術(shù)提高氧化鋅的脫硫效率，通過(guò)對(duì)設(shè)備的改進(jìn)使其堵塞問(wèn)題能夠得以有效的解決，具體措施及原理從下文中為讀者詳細(xì)闡述。

2.2 氧化鋅脫硫技術(shù)的缺點(diǎn)的改進(jìn)

2.2.1 提高氧化鋅脫硫效率

氧化鋅脫硫過(guò)程中普遍采用的是一級(jí)端沖洗滌器洗滌技術(shù)，但是因?yàn)橐患?jí)端沖洗滌器脫硫效率達(dá)到很高是很困難的，另外為了是脫硫效率盡量的提升，必須讓脫硫循環(huán)液的pH值盡量大（pH值越大，脫硫反應(yīng)動(dòng)能越大，漿液吸收效率越高），這樣的話，導(dǎo)致的結(jié)果就是循環(huán)液氧化鋅含量得到提高，而外排洗滌液中的氧化鋅百分比變大，氧化鋅的利用率降低。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們就采用兩級(jí)端沖洗滌器洗滌技術(shù)，新的氧化鋅漿液自二級(jí)湍沖洗滌器導(dǎo)入，讓二級(jí)湍沖洗滌器中的洗滌液的pH值保持在較高的范圍，SO2煙氣的出洗先利用低含量的pH值洗滌液，將部分SO2除去后，再接觸pH值較高的洗滌液，可保證尾氣排出達(dá)標(biāo)。而本流程是很科學(xué)、方便把控的，同時(shí)氧化鋅將有較高的利用率。

2.2.2 廢棄物造成設(shè)備堵塞問(wèn)題的解決

有針對(duì)性的進(jìn)行技術(shù)改良，預(yù)防管道的堵塞。使用湍沖洗滌器后能夠解決設(shè)備堵塞問(wèn)題，然而氧化鋅和脫硫副產(chǎn)物在管道中是非常容易結(jié)垢的。針對(duì)管道堵塞問(wèn)題進(jìn)行以下措施進(jìn)行預(yù)防：首先是選擇適當(dāng)?shù)墓艿懒魉?；之后是在配漿槽與漿液輸送泵之間、pH值調(diào)節(jié)槽與pH值調(diào)節(jié)槽泵之間、中間槽與中間槽泵之間對(duì)管道進(jìn)行回路布置；然后是在各泵進(jìn)、出口和垂直管道底位置布置支管，并配備帶開(kāi)關(guān)氣嘴的法蘭蓋，使用壓縮空氣進(jìn)行打氣疏通；最后是在各槽與泵進(jìn)口連接底位置設(shè)置快速排凈支管，同時(shí)配置開(kāi)關(guān)容易的蝶閥

3 鈉堿尾氣脫硫方法

由于部分企業(yè)所排出的制酸有害氣體的量是非常大的，同時(shí)其排出的氣體的濃度是有變化的。如果使用日常的石膏技術(shù)，會(huì)因?yàn)槠渌婕暗难b置規(guī)模是很大的，會(huì)使得其副產(chǎn)品的處理成為了問(wèn)題；若使用濕式氨法的話，如果廠區(qū)旁邊沒(méi)有方便使用的氨源，將會(huì)大大的增加其投入以及維護(hù)的成本；如果使用的是有機(jī)胺的技術(shù)的話，同樣的其投入成本以及運(yùn)行成本也是非常高的，不合適使用；最后活性碳的方式，又會(huì)使得其原料的粉化變得非?？?，而且如若發(fā)生吸泵出現(xiàn)了跳停的狀況，其本身的系統(tǒng)也將被破壞。

根據(jù)企業(yè)的具體情況及其酸性廢棄氣體的特征，對(duì)使用鈉堿脫硫技術(shù)的方法進(jìn)行了深刻的研究。跟另外一些的脫硫方法比較而言，鈉堿脫硫技術(shù)擁有著這些優(yōu)點(diǎn)：①脫硫的有效比例是非常高的；②所能接收較大范圍的二氧化硫濃度，同時(shí)能夠在機(jī)器出現(xiàn)問(wèn)題的情況下對(duì)較大濃度的廢棄氣體進(jìn)行處理；③在某些特定情況下，二氧化硫氣體對(duì)整體的設(shè)施是不會(huì)產(chǎn)生什么毀壞的。

鈉堿技術(shù)的脫硫方法是將NaOH當(dāng)做吸收劑的，它的反應(yīng)公式是：

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（1）

2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O（2）

在整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程，我們對(duì)其吸收的方法進(jìn)行了比對(duì)，即比對(duì)了不連續(xù)的吸收和穩(wěn)定的吸收兩種技術(shù)。然后對(duì)比后，根據(jù)公司需求比較穩(wěn)定的工作運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)和操作盡量簡(jiǎn)單化的角度進(jìn)行判斷，其不間斷的吸收技術(shù)是比較合適的，也就是通過(guò)使用10%左右溶度的氫氧化鈉的堿性溶液當(dāng)作吸收的材料，同時(shí)在整個(gè)吸收尾氣的反應(yīng)中不間斷的加入我們配置好的溶液，并且不斷的排出一些反應(yīng)后的無(wú)用液體，通過(guò)這樣的方法來(lái)調(diào)節(jié)其本身的一個(gè)平衡。而在整個(gè)的反應(yīng)過(guò)程中，我們通過(guò)測(cè)試其吸收溶液的酸堿值來(lái)確定是否對(duì)其堿性溶液進(jìn)行添加。

同時(shí)在此反應(yīng)的時(shí)候產(chǎn)生的亞硫酸鈉以及硫酸鈉的吸收廢液完全能夠通過(guò)凈化的系統(tǒng)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的一個(gè)處理。而它的反應(yīng)的公式為：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O（3）

使用系統(tǒng)的凈化設(shè)備中的第一個(gè)洗滌設(shè)備的溶液對(duì)我們?cè)谖者^(guò)程中所產(chǎn)生的無(wú)用液體進(jìn)行酸性分解并中和的試驗(yàn)。其最后的數(shù)據(jù)顯示，其兩種液體經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后，在循環(huán)稀酸里面并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有亞硫酸離子，這也是證明了其產(chǎn)生的無(wú)用液體在凈化設(shè)備中的酸解效果是很不錯(cuò)的，完全能夠做到其廢棄液體中的硫元素的有效的回收。其反應(yīng)后的產(chǎn)物的核心成分是化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)固的硫酸鈉，它可以跟其本身產(chǎn)生的無(wú)用的酸性溶液進(jìn)行一起處理。而鈉堿尾氣脫硫方法流程圖如圖1所示。

4 氨法脫硫方法的概述

使用氨的技術(shù)進(jìn)行廢氣脫硫是由于它的整體效果是非常顯著的、同時(shí)在這項(xiàng)技術(shù)中二氧化硫可以資源化的進(jìn)行循環(huán)再次利用，也是由于這些優(yōu)勢(shì)使得其應(yīng)用被迅速普及開(kāi)來(lái)。但是當(dāng)某些提煉銅的廠在處理廢氣中的硫的時(shí)候使用氨脫硫的方法時(shí)，由于在提煉銅過(guò)程中其材料和生產(chǎn)效率發(fā)生變化、生產(chǎn)方面發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致銅的提煉廢氣的排放環(huán)保指標(biāo)變得很不穩(wěn)定，存在其二氧化硫的超量排放、氨氣也會(huì)隨著最后的尾氣被排放出，最后的結(jié)果將會(huì)是其膠粒物質(zhì)排放超標(biāo)，脫硫后的廢氣又會(huì)變成新的污染物被排放出等問(wèn)題。故而，原有的氨技術(shù)脫硫方法進(jìn)行新的改變是必須的。從而又產(chǎn)生了使用流光放電的技術(shù)進(jìn)行廢氣的脫硫，這是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行的在等離子層次上面的創(chuàng)新技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的更新。而更重要的是其氨源在我國(guó)是比較常見(jiàn)的，這樣的話使得企業(yè)的成本得到了大大的降低，再加上其可循環(huán)性、脫硫的效率高、產(chǎn)品也沒(méi)有什么危害，使得其在我國(guó)得到了快速的普及。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)《硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 26132-2010）中的規(guī)定，各個(gè)企業(yè)所需要遵守的環(huán)保指標(biāo)管控的重要辦法之一是如何應(yīng)用廢棄煙氣脫硫的技術(shù)。依據(jù)制硫廢氣的特點(diǎn)，兩類(lèi)公司分別選擇了不同的脫硫技術(shù)進(jìn)行了生產(chǎn)上面的應(yīng)用，而從整體的運(yùn)行效果上來(lái)看的話，都分別取得了比較滿意的成果，其本身的效果可控性是比較良好的，使得其社會(huì)效益有了明顯的提高。

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收稿日期：2018-5-12

作者簡(jiǎn)介：劉寶云（1986-），男，環(huán)境工程工程師，本科，主要從事安全環(huán)保管理工作。