淺析煙氣脫硫液處理及人工溫泉浴劑配制的工藝一體化

方 艷，黨柏舟

(四川大學(xué) 化工系，四川 成都 610207)

目前我國工業(yè)鍋爐主要是以煤作為燃料。據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計年報顯示，我國工業(yè)廢氣中SO2排放量為1556.7萬t，NOx排放量為1180.9萬t，煙(粉)排放量為1232.6萬t[1]。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣若直接排空，會嚴(yán)重污染空氣，按照《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13271 -2014)要求，因此通常需對煙氣進(jìn)行脫硫脫硝后再排空。

近年來，世界各發(fā)達(dá)國家在煙氣脫硫方面均取得了很大進(jìn)展，日本、德國、美國等發(fā)達(dá)工業(yè)國家在90年代初已基本完成煙氣脫硫[2]。其中鈉法脫硫是一種重要的煙氣脫硫工藝，具有設(shè)備簡單、投資少、操作技術(shù)易掌握、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。我國燃煤產(chǎn)生的煙氣中，通常除了有高含量的SO2和NOx外，還有粉塵顆粒、部分重金屬及其它有害物質(zhì)，因此煙氣脫硫過程產(chǎn)生的含有一定量硫酸鈉[5]的脫硫液不能直接排放，需進(jìn)一步處理以防造成環(huán)境污染。目前鈉法脫硫液的處理研究較少，現(xiàn)有的脫硫液處理技術(shù)主要采用芒硝制堿單元制備碳酸氫鈉和硫酸銨[6]，碳酸氫鈉循環(huán)使用[7]。對于芒硝制堿工藝，有過大量的研究，如Steven Kresnyak等[8]對硫酸鈉生產(chǎn)碳酸氫鈉方面進(jìn)行過研究，并在工業(yè)應(yīng)用上作了闡述。

芒硝制堿工藝大多具有流程長、循環(huán)多、成本高等特點(diǎn)，因此，探究出一種可以直接利用脫硫液中有益成分的工藝是十分有必要的。隨著生活水平的提高，泡溫泉逐漸成為人們舒緩壓力、解除疲勞的休閑方式，若將煙氣脫硫液循環(huán)利用和人工溫泉浴劑配制工藝一體化，既能解決傳統(tǒng)脫硫液工藝物料循環(huán)多、成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問題，又能實(shí)現(xiàn)溫泉系統(tǒng)的完整性。針對此工藝一體化研究，目前幾乎沒有相關(guān)的文獻(xiàn)報道。

本文充分利用沉淀裝置、過濾裝置和吸附裝置完全脫除脫硫液中的鉛、鎘、汞等重金屬，回收使用其中的Na2SO4等物質(zhì)并添加浴劑所需的其他成分，制備出不同功能的人工溫泉浴劑，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

1 工藝流程

1.1 工藝流程概述

來自上游某煙氣脫硫廠的脫硫液成分如表1所示。

表1 某煙氣脫硫廠脫硫液成分

從界區(qū)外緩沖罐泵送來的脫硫液進(jìn)入第一反應(yīng)池，同時加入有機(jī)絮凝劑，充分?jǐn)嚢?0～30 min后進(jìn)入第一沉淀池，在沉淀池中停留60～90 min，初步沉淀脫硫液中的大顆粒懸浮物質(zhì)，沉淀物從第一沉淀池底排出去污泥槽；隨后脫硫液進(jìn)入第二反應(yīng)池，加入硫化物或多硫化物，充分?jǐn)嚢柘拢螂x子與重金屬離子反應(yīng)，使重金屬沉淀，再加入無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑，充分?jǐn)嚢?0～30 min后進(jìn)入第二沉淀池，在沉淀池中停留60～90 min，沉淀物從第二沉淀池底排出去污泥槽。

沉淀后的脫硫液進(jìn)入過濾裝置，使液體中未沉淀完全的固體顆粒分離，液體得以凈化。隨后液體進(jìn)入吸附裝置，進(jìn)一步除去液體中異味以及殘留的微粒物質(zhì)。得到以Na2SO4為主的液體中的重金屬含量滿足國家飲用水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)，在精確控制的條件下全自動加入其它浴劑成分，即可配制出多種多樣的的浴劑以供溫泉池使用。

1.2 工藝流程圖

圖1 煙氣脫硫液循環(huán)利用及人工溫泉浴劑配制的工藝流程框圖

Ⅰ：第一反應(yīng)池；Ⅱ：第一沉淀池；Ⅲ：第二反應(yīng)池；Ⅳ：第二沉淀池；Ⅴ：污泥槽；Ⅵ：一級過濾器；Ⅶ：二級過濾器；Ⅷ或Ⅸ：吸附裝置；Ⅹ：浴劑產(chǎn)生劑；

2 結(jié)果與討論

經(jīng)沉淀裝置、過濾裝置和吸附裝置后的脫硫液直接應(yīng)用于溫泉浴劑的配制，其成分含量如表2所示。

由表3可知，凈化后的脫硫液中含有的金屬含量符合中華人民共和國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749-2006)，可以直接應(yīng)用于浴劑的配制。

表2 凈化后脫硫液成分表

表3 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《GB 5749-2006》

人工溫泉中因含有多種化學(xué)元素及有益氣體，因此對許多疾病如皮膚病、風(fēng)濕痛、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)性疾病、婦科及心血管疾病等具有較好的輔助療效，對沒有疾病的健康人，常泡溫泉也有舒筋活血、解除疲勞及一定保健作用。根據(jù)不同離子的功效，可以打造美白嫩膚、祛風(fēng)除濕、鎮(zhèn)定安神及殺菌止癢等不同功能的溫泉浴劑系列，形成多樣的人工溫泉系統(tǒng)。

表4 1 m3溫泉水所需添加的各成分

表4為某種浴劑產(chǎn)品配制成1 m3溫泉水所需添加的各成分以及含量表，該產(chǎn)品浸泡一次可燃燒大量熱量，浴后身心舒暢，肌膚美白光滑細(xì)膩。經(jīng)常使用該產(chǎn)品泡澡，不僅對風(fēng)濕性疾病、心血管疾病等有較好的防治作用，還能促進(jìn)血液循環(huán)和新陳代謝，可以消除疲勞，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。本產(chǎn)品原料無毒無害，浴后可直接排放，對環(huán)境沒有污染，且該工藝簡單，制造成本低，適用于各大酒店和浴場。

3 結(jié)論

(1)將脫硫液的處理工藝與浴劑的配制工藝一體化，相比普通的兩個獨(dú)立工藝大大降低了操作成本，減少了工藝過程，更有利于實(shí)現(xiàn)資源的直接循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

(2)在浴劑產(chǎn)生器中，浴劑其它成分的加入采用全自動控制，因此浴劑的成分含量波動較小，比傳統(tǒng)的手工加入較準(zhǔn)確。

(3)該浴劑產(chǎn)品經(jīng)過泉質(zhì)產(chǎn)生器后可直接應(yīng)用于各大人工溫泉，且溫泉池的水循環(huán)處理可以返回脫硫液的凈化過程，這樣能夠降低設(shè)備投資。