陶瓷厂干燥窑废气脱硫除尘工艺探讨

　　[摘要]本文论述了陶瓷厂废气脱硫除尘工艺，并对其做了改进措施，对其经济、技术参数方面做了分析，结果表明对当地的陶瓷企业废气治理具有很好的现实意义。
　　[关键词]废气；陶瓷；脱硫除尘；改进
　　广东省清远市今年来工业迅速发展，以清城区源潭镇为例，该镇近年来共引进了几十家陶瓷生产企业，创造了巨大的经济效益，但同时也给环境保护带来了很大的压力，尤其在空气质量方面，陶瓷厂干燥窑炉排放的废气治理工作显得极为迫切。本文以广东清远蒙娜丽莎建陶有限公司干燥窑炉废气为研究背景，该公司位于广东省清远市清城区源潭镇，主要生产各种规格的抛光砖及玻化砖。
　　1废气设计规模及原始设计参数
　　玻化砖与抛光砖烧成的过程中，窑炉会产生大量的废气，设计废气量为105000m3/h，入口废气含尘浓度为3500mg/Nm3。
　　2废气排放标准
　　废气经治理后达到《工业炉窑大气污染物排放限值》GB9078-1996的二级排放标准，烟尘及SO2留有余量，以便达到日趋严格的总量控制要求。
　　表1.jpg
　　
　　3常规脱硫机理及存在问题
　　简单地说，烟气中SO2的脱除过程是分两部完成的[5]：
　　第一步，气液传质和水合过程，即烟气中SO2分子与水接触时，溶解在水中，并与水分子水合为亚硫酸：
　　第二步，H2SO3与溶解在水中的碱性脱硫剂作用，生成亚硫酸盐。例如，若用石灰乳作脱硫剂时，它与H2SO3反应生成半水亚硫酸钙沉淀：
　　合并（1）、（2）式，得到石灰湿法脱硫的总反应式为：
　　石灰乳脱硫过程生成的亚硫酸钙和硫酸钙在水中的溶解度很小，极易达到过饱和而结晶出来，在器壁上形成垢层，严重时将使设备、管道堵塞而无法运行下去。这是石灰法脱硫存在的最大问题，因此本方案不采用石灰乳直接脱硫。
　　4优化后脱硫及防垢机理
　　为解决石灰湿法脱硫中存在的结垢问题，我们选用钙－钙双碱脱硫法，该法的脱硫及防垢机理如下[3]：
　　当脱硫循环池内的亚硫酸钙（第一钙）悬浮液用循环泵输送到脱硫塔内的XP型塔板上与烟气接触时，烟气中的SO2与亚硫酸钙发生脱硫反应（4）：
　　反应（4）生成的Ca(HSO3)2是亚硫酸的酸式盐，在水中的溶解度较大，因而不在塔内结垢。
　　当脱硫剂从脱硫塔返回脱硫循环池后，反应（4）生成的Ca(HSO3)2与新加入的石灰乳（Ca(OH)2，第二钙）发生反应，再生出CaSO3•1/2H2O供循环脱硫使用，池内反应为：
　　Ca(HSO3)2+Ca(OH)2=2CaSO3•1/2H2O+3/2H2O(5)
　　综上所述，我们发明的亚硫酸钙悬浮液脱硫的实质是，用亚硫酸钙悬浮液在脱硫塔内脱除SO2并生成溶解度很大的亚硫酸氢钙，因而脱硫塔不结垢；塔外循环池内用石灰乳与亚硫酸氢钙反应，再生出塔内脱硫所需的亚硫酸钙。在这里，循环池实际上是一个反应器。
　　5优化后工艺流程
　　废气处理工艺流程如下图所示。
　　干燥窑炉废气→引风机→烟道→湿法脱硫塔→烟道→烟囱排放
　　↓上清液
　　亚硫酸钙浆液→沉淀池→人工清除亚硫酸钙
　　↓（用户选择）
　　氧化→浓缩→过滤→石膏(二水硫酸钙)
　　图1工艺流程图
　　6工艺流程说明
　　根据总工艺流程，整个脱硫可分为六大系统：废气除尘系统、废气脱硫系统、石灰乳制备系统、脱硫产物后处理系统、自控、电控系统及公用工程系统。主要流程如下：
　　（1）废气气路：干燥窑炉――引风机――烟道――均气室——脱硫部件－—除雾器—―烟道――烟囱。
　　（2）脱硫水路：布水器——脱硫部件——脱硫循环池——脱硫循环泵——布水器；
　　（3）石灰乳水路：石灰粉料仓――螺旋加灰机――石灰乳池――石灰乳泵(根据测定的pH值反馈控制送浆量)——脱硫循环池。石灰乳池用水由回用过滤水提供。
　　（4）脱硫产物后处理（用户自行选择）：脱硫循环池――亚硫酸钙输送泵――氧化池――石膏浆液输送泵――浓缩池――真空过滤机――石膏成品(含水≤10%)――装车外运。过滤和浓缩后滤液回用，小部分废水经絮凝沉淀后排出。氧化用空气由罗茨风机提供。
　　7主要构筑物尺寸及经济技术参数
　　表2.jpg
　　
　　
　　8运行结果及监测数据
　　该套设施自2009年6月运行以来，运转稳定，处理后的废气达到了《工业窑炉大气污染物排放标准》（GB9078-1996）二级新建标准排放浓度限值的要求，废气监测结果见表3。
　　表3监测结果
　　表3.jpg
　　
　　9结论
　　该套处理设施自投入使用以来，运行稳定，处理效果好，总结后有以下优点：
　　9.1喷淋过后的浆液经过氧化、浓缩后可以制成石膏，既可以消除二次污染，又可以增加经济效益，
　　9.2湿法脱硫塔为机械加工，可事先制作，节省建设工期；
　　9.3与传统的湿法脱硫相比，解决了管道、喷淋头堵塞的问题；
　　9.4整套工艺系统机电一体化程度高，使用时操作简便，劳动强度较低。
　　鉴于清远市源潭镇陶瓷企业众多，生产陶瓷的过程中产生大量的废气，对当地的空气质量造成了很大压力，该套设施自2009年6月份投入运行以来，运转稳定，处理后的废气达到了《工业窑炉大气污染物排放标准》（GB9078-1996）二级新建标准排放浓度限值的要求，甚至超过了排放标准，对当地的陶瓷企业废气治理具有很好的现实指导意义。
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