鈉法脫硫渣的資源化利用研究

李峰 薛海 尹向輝

摘要：玻璃窯爐采用鈉法半干法脫硫后產(chǎn)生的脫硫渣成分以硫酸鈉為主，但產(chǎn)量較大，不易綜合利用，不能隨生活垃圾排放，只能長(zhǎng)期堆放于廠(chǎng)區(qū)內(nèi)，給生產(chǎn)企業(yè)造成極大負(fù)擔(dān)。本文在從鈉法脫硫渣成分分析的基礎(chǔ)上，提出資源化方案，并從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度進(jìn)行分析，認(rèn)為此類(lèi)脫硫渣資源化的技術(shù)可靠，成本低，經(jīng)濟(jì)效益可觀(guān)，同時(shí)對(duì)完善煙氣處理的產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)辟了新的思路。

關(guān)鍵詞：脫硫渣；資源化

引言

國(guó)內(nèi)多數(shù)玻璃窯爐生產(chǎn)時(shí)由于使用重油、石油焦粉等燃料，產(chǎn)生的煙氣中含有大量的SOx、NOx、煙塵等大氣污染物，中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司在分析研究工業(yè)窯爐使用不同燃料所產(chǎn)生的煙氣中污染物性質(zhì)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出適合于工業(yè)窯爐煙氣脫硫除塵脫硝及余熱回收利用的合理工藝路線(xiàn)，即：鈉法半干法脫硫技術(shù)、電除塵和SCR脫硝及余熱回收，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)玻璃生產(chǎn)企業(yè)均采用了此煙氣綜合治理工藝路線(xiàn)。

然而，上述工藝路線(xiàn)雖解決了煙氣的污染，但伴生的大量脫硫副產(chǎn)物即脫硫渣成為企業(yè)新的負(fù)擔(dān)，根據(jù)分析，脫硫渣主要以Na2SO4為主，部分玻璃窯爐生產(chǎn)過(guò)程中需要加入一種原料為芒硝，因此可以將脫硫渣回用于玻璃生產(chǎn)，但是脫硫渣產(chǎn)量過(guò)大，玻璃生產(chǎn)僅需要少量的芒硝，無(wú)法消化大量的脫硫渣，并且由于脫硫渣仍含有一些雜質(zhì)元素，不能作為普通垃圾排放，只能長(zhǎng)期堆放于廠(chǎng)區(qū)內(nèi)，同時(shí)堆放場(chǎng)地還需做防滲、防雨、防二次揚(yáng)塵等處理，給生產(chǎn)企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此迫切需要對(duì)此類(lèi)脫硫渣進(jìn)行無(wú)害化處理。

1 玻璃窯爐煙氣鈉堿半干法處理工藝

玻璃窯爐煙氣首先引入脫硫塔，將一定濃度的NaOH溶液以霧滴的形式與煙氣逆向噴入吸收塔內(nèi)，通過(guò)與SOx反應(yīng)，脫除煙氣中的SOx，霧滴高溫蒸發(fā)后形成脫硫副產(chǎn)物顆粒，一部分落入塔底灰斗，另一部分隨煙氣進(jìn)入后續(xù)的電除塵器，通過(guò)電除塵器將煙氣中的粉塵和脫硫副產(chǎn)物捕集凈化，然后煙氣再進(jìn)入脫硝單元，在催化劑的作用下NOx與噴入的NH3反應(yīng)生成無(wú)污染的N2和H2O，最后經(jīng)余熱鍋爐回收煙氣中的余熱后，經(jīng)風(fēng)機(jī)由煙囪排出。

2 脫硫渣成分分析

選取某玻璃廠(chǎng)提供的脫硫渣及電場(chǎng)灰，進(jìn)行化學(xué)分析，取兩周運(yùn)行采樣的平均數(shù)據(jù)，分析結(jié)果見(jiàn)表2-1。

通過(guò)上表可以看出，

（1）此類(lèi)脫硫渣以Na2SO4為主；

（2）根據(jù)工藝路線(xiàn)，脫硫塔內(nèi)煙氣與噴入的鈉堿溶液為逆流反應(yīng)，大顆粒、反應(yīng)不充分的脫硫劑以干態(tài)型式落入脫硫塔灰斗，反應(yīng)充分的微細(xì)顆粒隨煙氣進(jìn)入電除塵，靠除塵器收集下來(lái)，因此從表中可以看出脫硫塔收集的Na2SO4成分較電除塵器收集的比例低。

3 脫硫渣產(chǎn)量確定

工程實(shí)際運(yùn)行中收集的脫硫渣包含：煙氣中的粉塵、SOx與脫硫劑反應(yīng)生成物和部分未完全反應(yīng)的脫硫劑，由于采用的是半干法脫硫技術(shù)，脫硫反應(yīng)分濕法和干法兩個(gè)階段：

以山東煙臺(tái)某玻璃瓶罐制品公司為例，4條玻璃窯爐生產(chǎn)線(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷生成排放的煙氣通過(guò)半干法脫硫+電除塵煙氣處理系統(tǒng)后收集的渣量為25t/d。

4 脫硫渣處理工藝方案

如果對(duì)脫硫渣僅進(jìn)行無(wú)害化處理，不僅浪費(fèi)資源，而且需要占用大量土地資源，經(jīng)過(guò)與相關(guān)化工企業(yè)的合作研究，確定了合理經(jīng)濟(jì)的處理工藝路線(xiàn)，達(dá)到了此類(lèi)脫硫渣資源化回收處理，即回收其中的硫酸鈉成分，在達(dá)到處理脫硫渣的同時(shí)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

（1）工藝路線(xiàn)確定

根據(jù)上述描述，脫硫渣中硫酸鈉含量較高，硫酸鈉溶于水，因此可將脫硫渣進(jìn)行水溶，通過(guò)過(guò)濾脫除掉水不溶物等雜質(zhì)，得到精制的硝水，精制的硝水可結(jié)合采用制備硫酸鈉成品的化工工藝，即采用三效蒸發(fā)、離心分離、干燥等工藝，得到無(wú)水硫酸鈉成品。同時(shí)，在三效蒸發(fā)過(guò)程中濃縮的母液又返回至凈化裝置再凈化，達(dá)到循環(huán)控制雜質(zhì)含量，保證產(chǎn)品穩(wěn)定性的目的。

（2）工藝流程描述

首先將脫硫渣輸送至水溶罐，經(jīng)水溶后的溶液進(jìn)行過(guò)濾后流入硝水罐，濾渣外運(yùn)，硝水再經(jīng)預(yù)熱后送入蒸發(fā)器進(jìn)行三段蒸發(fā)結(jié)晶，蒸發(fā)濃縮后的硝漿送至硝增稠器，再通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行離心分離，分離的濕硝落入硝沸騰干燥床干燥成干硝，最后通過(guò)篩分得到無(wú)水硫酸鈉產(chǎn)品。

脫硫渣——水溶——過(guò)濾——預(yù)熱——蒸發(fā)結(jié)晶濃縮——增稠——離心——干燥——篩分——產(chǎn)品

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)脫硫渣產(chǎn)量25t/d，配套建設(shè)一條硫酸鈉生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)量為6000t/a，參考現(xiàn)有市場(chǎng)無(wú)水硫酸鈉的平均價(jià)格為500元/t，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益300萬(wàn)元/a。

成本分析主要為日常運(yùn)行消耗，主要消耗見(jiàn)下表：

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究，可得到如下結(jié)論：

（1）鈉法脫硫渣的資源化處理從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度分析是可行的。

（2）實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)。

（3）完善了煙氣處理的產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)煙氣處理后副產(chǎn)物的資源化處理開(kāi)辟了新的思路。

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