煤矸石生產燒結磚產生的污染源治理方案探討

摘要:利用煤矸石生產燒結多孔磚、空心磚，達到了節能、保護耕地、保護環境的良好效果，同時也取得了較好的經濟效益和巨大的社會效益。但由此也產生了一些污染問題，現以淮北雙林煤矸石廠為例，探討煤矸石生產燒結磚產生的污染及治理方案。

關健詞:煤矸石;燒結磚;污染源;治理

中圖分類號:F270文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)01-0189-02

引言

煤矸石燒結多孔磚、空心磚生產技術是中國綜合利用煤矸石的一項成熟技術，自20世紀80年代末，中國在消化吸收國外先進生產技術的基礎上，研究開發出適合中國國情的煤矸石燒結多孔磚、空心磚生產技術。利用煤矸石生產燒結多孔磚、空心磚，達到了節能、保護耕地、保護環境的良好效果，同時也取得了較好的經濟效益和巨大的社會效益。但由此也產生了一些污染問題，現以淮北雙林煤矸石燒結磚廠為例，探討煤矸石生產燒結磚產生的污染及治理方案。

一、煤矸石化學成分

該廠為利用煤矸石自身能源焙燒產品，生產能力為年產5 000萬標塊煤矸石燒結磚。煤矸石年用量為14.5萬噸。原料用臨渙選煤廠的矸石，該煤矸石的發熱量為2 472 kJ/kg(干基)，主要化學成分(見表1)。

表1 原料化學成分表(%)

二、工藝流程及產污節點圖

整個工藝流程由四部分組成:原料制備;成型及切坯;干燥與焙燒;成品檢驗與堆放。具體工藝流程及排污節點如下(見下頁圖1):

三、污染源治理方案

從下頁產污節點圖可以看出，該廠在運行的過程中會有廢氣、噪聲和固體廢物產生，固體廢物主要為切條及切坯工序產生的廢泥坯、出窯時產生的廢磚及除塵灰等。切條及切坯工序產生的廢泥坯及除塵灰，可返回生產工序，廢磚經破碎后也回用于生產工序。噪聲治理通過將破碎機、攪拌機、空壓機、真空機等機械噪聲比較大的設備基礎底座上安裝減振墊，加裝隔聲罩，風機安裝消聲器，經過治理后，對廠界噪聲影響較小。破碎車間的粉塵可以通過袋式除塵器處理，其除塵效率≥95%，收集下來的粉塵可以進行回收利用作為制磚的原料。

主要污染源來自于焙燒窯廢氣。焙燒窯正常燃燒后是利用原料本身的熱值就能夠滿足生產過程中的熱能消耗，不需添加其他燃料，產生的污染物主要有煙塵、SO2。

淮北市是一座以煤為主要能源結構的工業城市，SO2的總量控制指標已經接近飽和，對于該廠，根據淮北市產品質量監督檢驗所提供的檢驗報告，煤矸石中硫的含量為0.256%，煤矸石磚中殘留的硫含量為0.16%，每年需要用煤矸石14.5萬噸，如果不進行煙氣治理，經計算，SO2產生濃度407mg/m3，SO2產生量為278.4t/a，煙塵產生濃度為42.9mg/m3，產生量為32.5t/a。煙氣必須進行除塵脫硫。

隧道窯煙氣經干燥窯及煙道降塵，污染物被坯垛過濾、吸附、沉降后，尾氣采用脫硫除塵器處理。

脫硫除塵采用雙堿法，當爐、窯尾氣由引風機牽引進入一級反應室與鈉型堿霧得以充分混合、碰撞，反應室液氣比達2L/m3，尾氣中的粉塵顆粒以及二氧化硫被堿溶液充分吸收，其反應方程式:

SO2+H2O→H2SO3，H2SO3+Na(OH)2→NaSO3+H2O

然后被堿霧充分混合的尾氣在通過立式文丘里管時被充分壓縮，細小的粉塵濕顆粒以及反應的產物相互碰撞、混合而結合成粒徑相對增大的顆料，質量也相應增加，通過文丘里管后進入到脫硫除塵器內的二級置換反應室，進入置換反應室后混合煙氣與石灰漿溶液發生混合反應，細小的顆粒進一步增大，二氧化硫與堿溶液進一步反應，鈉鹽溶液與氫氧化鈣溶液也產生反應，其方程式 :

Na2SO3+Ca(OH)2→CaSO3↓+ CaSO4↓+NaOH

H2SO3+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O

酸堿反應沉淀物、廢氣中的顆料以及濕煙氣從置換反應室進入到分離反應室，干凈煙氣進入脫水室經二級脫水后外排，顆粒與沉淀物進入初沉池沉淀反應。整個過程由于NaOH最終被置換出來，故消耗量很少。主要脫硫劑為石灰Ca(OH)2，生成物為穩定的硫酸鈣及亞硫酸鈣。經過雙堿法進行脫硫除塵處理后，煙氣排放中除塵效率達到50%以上，脫硫效率達到80%以上，煙氣林格曼黑度<1級。

隧道窯煙氣經脫硫除塵后，煙塵排放濃度為21.5mg/m3，排放量為16.25t/a，煙(粉)塵排放量為23.65t/a。放濃度為81.4mg/m3，排放量為55.7噸/年。這樣，SO2的一年排放量減少了222.7噸，符合了達標排放和總量控制的要求。

結束語

采用煤矸石生產燒結磚，是有利于城市環境和生態的好項目，通過對固體廢物的利用，既消除了污染源，又節約了燒磚用的耕地和煤，但生產中產生的SO2會嚴重污染環境空氣，因此，只有通過切實可行的治理措施，才能做到達標排放并符合總量控制的要求。為企業的可持續發展也奠定了良好的基礎，同時也為同類型的企業煙氣治理提供了有益的借鑒，具有較好的環境效益和社會效益。

參考文獻:

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