陶瓷行業(yè)二氧化硫治理現(xiàn)狀與干法脫硫?qū)嶋H可行性研究

摘 要：近年來，全國大范圍霧霾事件多發(fā)、大氣污染日益惡劣。為控制陶瓷行業(yè)的SO2污染、限制SO2的排放，我國也制訂了越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。本文從陶瓷生產(chǎn)的角度出發(fā)，對陶瓷行業(yè)二氧化硫治理的現(xiàn)狀和普遍問題進(jìn)行研究，同時(shí)提出干法脫硫工藝在陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性討論，對實(shí)際脫硫?qū)嵺`有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：陶瓷行業(yè)；干法脫硫；二氧化硫

中圖分類號(hào)：X781.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0372-01

前 言

我國是陶瓷制造及出口的主要國家之一，我國陶瓷產(chǎn)量、人均消費(fèi)量及出口一直位列世界第一。我國陶瓷行業(yè)屬于資源型、高污染、高耗能行業(yè)，粗放式生產(chǎn)經(jīng)營方式及生產(chǎn)技術(shù)及工藝創(chuàng)新程度低下，嚴(yán)重制約著陶瓷行業(yè)的發(fā)展。佛山作為我國陶瓷重鎮(zhèn)，其陶瓷企業(yè)在環(huán)保風(fēng)暴中首當(dāng)其沖，走在陶瓷行業(yè)環(huán)保轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新發(fā)展道路的重要階段。

為控制陶瓷行業(yè)的SO2污染、限制SO2的排放，我國也制訂了越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。2010年10月1日起實(shí)施的《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25464-2010）中已對二氧化硫排放濃度限值作出明確的規(guī)定。為進(jìn)一步完善國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保部于2014年對《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25464-2010）對基準(zhǔn)含氧量、顆粒物、二氧化硫和氮氧化物等重要排放指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，其中基準(zhǔn)含氧量從原來的8.6%（基準(zhǔn)過量空氣系數(shù)為1.7），調(diào)整放寬至18%，二氧化硫限值調(diào)整為50mg/m3，調(diào)整后標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)格。本文根據(jù)現(xiàn)陶瓷行業(yè)二氧化硫的廢氣治理現(xiàn)狀研究，并且對干法脫硫工藝在陶瓷行業(yè)二氧化硫治理工作應(yīng)用的可行性討論。

1 陶瓷行業(yè)SO2治理現(xiàn)狀

根據(jù)陶瓷行業(yè)生產(chǎn)工藝流程分析可知，主要在兩個(gè)工段產(chǎn)生二氧化硫，分別是噴霧干燥段和窯爐段，兩個(gè)部分的燃料根據(jù)陶瓷行業(yè)主流能源結(jié)構(gòu)可分為水煤漿和水煤氣，少部分使用天然氣達(dá)到清潔減排。目前陶瓷行業(yè)脫硫工藝主要借鑒于電廠脫硫工藝，電廠脫硫使用的主要采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝、煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫工藝、電子束法脫硫工藝等。陶瓷行業(yè)煙氣二氧化硫含量較電廠低，普遍使用雙堿法濕式脫硫工藝。其中化學(xué)原理可分為脫硫過程和再生過程，該技術(shù)主要化學(xué)反應(yīng)為：

脫硫過程：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

NaSO3+H2O+SO2→2NaHSO3

再生過程：

2NaHCO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3+2H2O

Na2SO3+Ca（OH）2→2NaOH+CaSO3

2 陶瓷行業(yè)脫硫遇到的問題

2.1 煙道和煙囪腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備容易結(jié)垢堵塞，長期運(yùn)行穩(wěn)定性差

目前大部分陶瓷廠均采用雙堿法脫硫工藝，該工藝雖然具有脫硫效率高、吸收劑率高、脫硫劑來源廣泛廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，但是對設(shè)備的管理和要求比較嚴(yán)苛，系統(tǒng)長期運(yùn)行穩(wěn)定性差。按照實(shí)際生產(chǎn)情況可知，需要經(jīng)常對脫硫設(shè)備進(jìn)行除垢操作，同時(shí)對煙管煙道等設(shè)備進(jìn)行檢修。

2.2 濕法脫硫?qū)O3脫除效果不佳，易造成二次污染

陶瓷企業(yè)在生產(chǎn)過程中，煤氣和煤燃燒過程中，硫分大部分被氧化成SO2，但是有0.5～1.5%被繼續(xù)氧化成SO3。濕法脫硫可以脫除部分SO3，煙氣在脫硫塔中急速冷卻，氣態(tài)硫酸凝聚轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟馊苣z。由于硫酸氣溶膠粒徑小，國內(nèi)外大量研究認(rèn)為濕法脫硫系統(tǒng)對其脫除效率不高，大部分以硫酸霧的形態(tài)排放到大氣中[1]。SO3以氣溶膠的形式存在與含塵微粒的漿液經(jīng)過噴淋階段，排放至大氣中形成“藍(lán)煙”。為達(dá)到日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，目前可配套價(jià)格昂貴的濕式靜電除塵器來控制二次污染?，F(xiàn)階段陶瓷廠使用濕法脫硫后均未控制SO3導(dǎo)致的二次污染[2]。

2.3 產(chǎn)生的成分復(fù)雜的廢水

濕法脫硫工藝在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的廢水成分比較復(fù)雜，主要是在對陶瓷煙氣的二氧化硫去除的同時(shí)將其他成分吸收在水中，并且水是循環(huán)重復(fù)使用，水中的其他組分如重金屬、氟化物等濃度逐漸升高。高濃度成分復(fù)雜的廢水處理較難，成本較高。

3 干法脫硫工藝在陶瓷行業(yè)脫硫應(yīng)用可行性研究

3.1 干法脫硫工藝

干法脫硫采用一些干式粉狀的吸收劑吸收煙氣中的SO2，該工藝的應(yīng)用需要處于完全干燥的條件下進(jìn)行，其處理后的產(chǎn)物為干粉狀。干法脫硫較濕法脫硫在陶瓷行業(yè)應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢：具體技術(shù)比較見表1。

3.2 干法脫硫機(jī)理

經(jīng)研究了W型循環(huán)流態(tài)化的干法煙氣脫硫工藝，其反應(yīng)式為：

Ca（OH）2+H2O+SO2→CaSO3+2H2O

Ca（OH）2+H2O+SO3→CaSO4+2H2O

CaSO3+1/2O2→CaSO4

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·2H2O

2Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·Ca（OH）2·2H2O

Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O

該工藝脫硫效率可達(dá)95%以上，可同時(shí)脫除HCl、HF等酸性氣體。

4 結(jié) 論

干法脫硫在火電行業(yè)運(yùn)用比較成熟，在陶瓷行業(yè)煙氣脫硫應(yīng)用較少，比濕法脫硫各方面都有較大優(yōu)勢，可推薦根據(jù)陶瓷企業(yè)的實(shí)際情況，對現(xiàn)有脫硫設(shè)施進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳亞非，陳新超，熊建國.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中SO3脫除效率等問題的討論[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2004（9）：41～42.

[3]林 沖，張 澤，李雄浩，等.采用循環(huán)流態(tài)化方式進(jìn)行脫硫劑制備的干法煙氣脫硫工藝，CN1513582[P].2004.

收稿日期：2018-5-15