簡述陶瓷工業中噴霧干燥尾氣的處理及應用＊

李 婷 張勝利 楊 倩 王 林

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

前言

噴霧干燥在陶瓷工業中的應用是在20世紀50年代中期才開始的。近20多年來，由于噴霧干燥設備和技術的不斷發展，在陶瓷工業中的應用日益廣泛。目前，已應用噴霧干燥大規模生產的有墻面磚、地面磚、電瓷以及特種陶瓷如鐵氧體、氧化鋁、滑石鋯英石等，近年來又應用到生產冶金保護磚、日用陶瓷、高壓電瓷、玻璃粉和某些金屬的碳化物等。

陶瓷工業生產中的噴霧干燥器，大多數都是開式循環系統，干燥后的廢氣經簡單除塵后直接排放到大氣中。據介紹，全國范圍內大約有30000臺噴霧干燥器在運行，由于排放的廢氣中夾帶著大量的粉塵，有特殊氣味的和有毒的氣體成分，因此，對環境造成了嚴重的污染。在保證其正常生產的情況下，解決環境污染是一個十分迫切的任務。

1 滿足粉塵排放要求的除塵器

首先我們要了解噴霧干燥系統所排放的煙道氣的物理性質（見表1），有針對性地選擇粉塵捕集裝置。從噴霧干燥系統排放到大氣中的粉塵濃度是由粉塵捕集裝置的效率決定的。這些捕集裝置包括旋風除塵器、布袋除塵器、濕法除塵器等。旋風除塵器是最常用的，它成本低，維修和清洗都很方便，對于要求特別高的捕集效率來說，通過特殊設計的旋風除塵器也是可行的。布袋除塵器在噴霧干燥系統中越來越被廣泛采用，由于近年來布袋材質的改進，捕集效率提高、耐熱和化學穩定性較好，使其能滿足工業生產中粉塵捕集效率的要求；濕法除塵器通常作為二級分離裝置放在旋風分離器或袋濾器之后，其捕集效率取決于能量的消耗，要求的捕集效率越高其能耗也就越大。表2列出了各種除塵器可能達到的粉塵排放標準。

表1 煙道氣的物理性質

表2 各種粉塵捕集方式可達到的粉塵排放標準

根據這些年生產經驗，采用旋風除塵器加上布袋除塵器除塵效果較好，但在陶瓷行業，對布袋除塵器必須要有特殊要求或增加雙流通管道才能滿足生產要求。在其它行業要根據具體情況具體分析。

2 噴霧干燥脫硫技術的原理及方法

在眾多的脫硫技術中，利用噴霧干燥法脫去煙道氣中的二氧化硫是一個越來越受到重視的技術。這項技術是在20世紀70年代初開始進行研究的，20世紀70年代末已投入商業運行，20世紀90年代初已成功地應用于總裝機容量為12000MW火力發電廠中的煙氣脫硫。它投資少、操作簡單、除硫效率高、沒有二次污染，與煙道氣脫硫中大量使用的濕法相比，噴霧干燥法脫硫形成的粉末產品有更大的選擇性和開發價值。近年來，該技術已經較為成熟。

噴霧干燥法脫硫的工藝流程如圖1所示。吸收劑（大部分采用石灰漿液，也有采用碳酸鈉溶液等）用泵輸送到干燥室頂的旋轉霧化器中，形成云狀的霧滴群，霧滴直徑一般在20～100pm，這些霧化后的細小霧滴在干燥塔中與煙道送來的含硫煙氣（溫度在160～200℃）充分接觸，經過化學反應和干燥，產生的固體硫酸鹽粉末在塔底、布袋除塵器或靜電除塵器中得以回收。

圖1 噴霧干燥脫硫工藝流程

圖2 噴霧干燥塔吸收性能

該脫硫工藝的控制原理是以調節吸收劑的進料速度來控制煙道氣出干燥塔的溫度，防止煙氣處于或低于飽和狀態，最佳操作條件應使其略高于飽和溫度，并同時保證排放煙囪中的二氧化硫含量在規定的范圍內。這樣既可以做到用最少的吸收劑達到最佳的脫硫效果，又能保證干燥裝置的連續穩定運行。

在脫硫干燥裝置中一般有2種方法，一種為霧化器方式，即將脫硫劑加水后使其霧化；另一種方式為將脫硫劑與原料直接混合再霧化。從陶瓷行業具體情況來分析，采用第二種方法更為方便直接。

噴霧于燥脫硫效率取決于吸收劑的使用量，一般可達95%，如果把部分干燥后的產品返回到進料液中循環使用，可以改善吸收劑的性能，很好地利用其中的活性組分，提高除硫效率。圖2示出了不同溫度及不同循環對除硫效率的影響；表3列出了以CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能。

表3 CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能

3 噴霧干燥脫硫技術應用

噴霧干燥脫硫技術能否廣泛應用的一個重要前提是能否解決干燥后的大量粉末硫酸鹽的合理開發利用問題。圖3示出了其應用范圍，可以再生作為吸收劑，部分干料可循環使用，作為大地的添充物，轉化為牙膏狀用于水泥的緩凝劑，制成顆粒狀的人造砂石，作為建筑材料的填充劑代替常用的混凝土和瀝青等。

圖3 用作脫硫設備的噴霧干燥器

4 結語

隨著陶瓷工業生產規模的增加，噴霧干燥產生的尾氣越來越多，對空氣的污染也越來越嚴重，所以尾氣處理要在技術上突破，達到環保要求是勢在必行的。