趙文立

(廣東金牌陶瓷有限公司 廣東 佛山 528000)

前言

隨著廣東省生態(tài)環(huán)境廳和廣東省市場監(jiān)督管理局發(fā)布的《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB44/Z 160-2019出臺并實施，陶瓷工業(yè)大氣污染物排放要求：SO2限值30 mg/m3，顆粒物限值20 mg/m3，氮氧化物限值100 mg/m3。要達(dá)到超清潔排放，這就使煙氣治理脫硫工藝的選擇非常關(guān)鍵，目前煙氣治理工藝有許多種，各有優(yōu)缺點，而石灰-石膏法脫硫生產(chǎn)工藝以石灰水或石灰乳冼滌煙氣中的SO2產(chǎn)生CaCO3轉(zhuǎn)化為石膏CaSO4，該法脫硫效率可達(dá)95%以上，是世界上應(yīng)用最為廣泛廉價的脫硫工藝之一，石灰-石膏法脫硫工藝正逐漸用于陶瓷工業(yè)煙氣治理。

圖1 石灰-石膏法工藝流程圖

1 煙氣脫硫工藝技術(shù)改造歷程

2014年廣東金牌陶瓷有限公司采用雙堿法脫硫工藝對6條窯爐日產(chǎn)60萬m3煙氣進(jìn)行大氣污染治理，該工藝以片堿和石灰作為脫硫劑，基于大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)較寬，設(shè)備運行比較正常，尚能滿足排放要求，但2014年國家環(huán)保部發(fā)布《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 25464-2010中將大氣污染物排放限值SO2降為50 mg/m3后，脫硫塔運行過程中出現(xiàn)多種問題，塔內(nèi)結(jié)垢結(jié)晶體，煙氣排放困難，窯爐控制難度上升，影響產(chǎn)品品質(zhì)，運行成本大幅上升，雖經(jīng)2次技改，通過加大外循環(huán)水池，減少石灰用量，加大片堿用量等措施，但實際運行效果仍得不到實質(zhì)性改變。2018年廣東省又一次對《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》做出修改，大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修訂為SO230 mg/m3，顆粒物20 mg/m3。雙堿法脫硫設(shè)備結(jié)垢更加嚴(yán)重，工藝運行成本更高，煙氣排放難以滿足目前的排放標(biāo)準(zhǔn)。針對這種現(xiàn)狀，2019年投資采用石灰-石膏法脫硫工藝方案對窯爐脫硫塔進(jìn)行技術(shù)改造，目前脫硫塔運行各項指標(biāo)良好。

2 石灰-石膏法工藝流程圖

2.1 石灰-石膏法脫硫塔性能參數(shù)

表1 石灰-石膏法脫硫塔性能參數(shù)

2.2 兩種脫硫工藝概述

1)雙堿法。將片堿制成漿液打入脫硫塔內(nèi)，經(jīng)和煙氣反應(yīng)后流出塔外反應(yīng)水池，在反應(yīng)池中加入石灰沉淀，通過氧化曝氣使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，產(chǎn)生的氫氧化鈉脫硫液進(jìn)一步循環(huán)使用。

2)石灰-石膏法。將制成的石灰漿液注入塔內(nèi)，通過循環(huán)泵對漿液循環(huán)使用，同時對漿液氧化，產(chǎn)生的硫酸鈣由抽漿泵抽至壓濾機(jī)壓濾，實現(xiàn)全過程自動化運行。

2.3 兩種脫硫工藝反應(yīng)機(jī)理

2.3.1 雙堿法

1)脫硫過程。

2)再生過程。

3)曝氣石膏生成。

2.3.2 石灰-石膏法

1)石灰溶解。

2)SO2吸收。

CaSO3·1/2H2O+1/2H2O+SO2= Ca(HSO3)2

3)氧化。

4)石膏生成。

3 兩種脫硫塔運行指標(biāo)對比分析

3.1 石灰-石膏法和雙堿法脫硫效果對比

表2 石灰-石膏法和雙堿法脫硫效果對比表

由表2可知，石灰-石膏法脫硫煙氣可達(dá)到清潔排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足生產(chǎn)要求。

3.2 石灰-石膏法和雙堿法化工料用量對比

表3 石灰-石膏法和雙堿法化工料用量對比表

注：因雙堿法系統(tǒng)中再生過程和曝氣過程難以控制，為防止結(jié)垢堵塔，石灰用量逐漸減少，上表為2019年改造前后化工原料用量對比。

3.3 石灰-石膏法和雙堿法電力設(shè)備相關(guān)參數(shù)

石灰-石膏法脫硫工藝雖增加了,2臺引風(fēng)機(jī)，用電裝機(jī)功率提高了560 kW，但在實際運行中采用變頻控制，負(fù)荷僅為35 Hz，它減少了煙道阻力，降低了窯爐排煙用電功率，改善窯爐操作和車間環(huán)境，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

表4 石灰-石膏法和雙堿法電力設(shè)備相關(guān)參數(shù)表

3.4 年運行成本估算

表5 石灰-石膏法年運行成本估算表

由表5可知，采用石灰-石膏法脫硫工藝，年節(jié)約成本63.2萬元，同時顆粒物和二氧化硫排放降低也降低了環(huán)保稅。

4 石灰-石膏法和雙堿法脫硫工藝生產(chǎn)實踐結(jié)果

雙堿法脫硫工藝運行時，生產(chǎn)過程難以控制，外循環(huán)水池占地面積較大，漿液堿再生困難，采用普通的沉淀水分離，水質(zhì)難以控制，稍不注意就會造成堵塔，且片堿用量大，運行成本高，大氣污染物SO2排放濃度約45 mg/m3，無法滿足新出臺的排放標(biāo)準(zhǔn)，技改后的石灰-石膏法脫硫效果非常顯著，SO2排放數(shù)據(jù)基本在20 mg/m3以下，改造后的效果表明石灰-石膏法脫硫工藝用于陶瓷工業(yè)煙氣治理可以達(dá)到超清潔排放標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足廣東省新出臺的《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。

表6 石灰-石膏法脫硫煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)(mg/m3)

表7 第三方中山市華測檢測技術(shù)有限公司檢測報告(mg/m3)

注：檢測公司對于顆粒物20 mg以下的只標(biāo)注小于20，不表述詳細(xì)數(shù)值。

5 總結(jié)

1)石灰-石膏法自動化程度高，占地面積小，操作簡單方便，運行成本較低。

2)石灰-石膏法采用石灰作脫硫劑，原料來源廣泛。

3)雙堿法使用脫硫劑片堿，屬強(qiáng)堿，腐蝕性強(qiáng)，化學(xué)危險性高，安全性差。

4)實踐證明石灰-石膏法脫硫效果高達(dá)95%以上，優(yōu)于雙堿法，完全滿足廣東省新出臺的《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，達(dá)到超清潔排放標(biāo)準(zhǔn)，可用于陶瓷廠工業(yè)煙氣脫硫治理，值得推廣應(yīng)用。