煙氣制酸尾氣堿法脫硫技術研究及應用

摘 要：本文主要對氧化鋅法脫硫原理、氨法脫硫技術、鈉堿脫硫技術的三種技術進行了說明。其中的揮發窯尾氣處理方面所采用的是氧化鋅法脫硫，而其中還牽扯到的洗滌工藝關鍵是兩級處的端沖方面的洗滌器，為了使得外排煙氣滿足標準，特別針對其管道之間的流速控制、管道方面的回路設置以及支路方面的回路設置等方面進行了調整，以便于正確處理管道方面的不暢通問題，本文中我們主要是討論了在脫硫過程中所產生的部分副產物即其中的硫酸鋅的液態進行幾種更加行之有效的二次優化利用方案。而其中關于負荷方面的調試也是說明了，在本技術下整體的一個產品的脫硫的比例已經可以達到98.6%了，同時我們在使用的裝置中部分調整其剩下的量的方面也是還有較大的提成空間的。

關鍵詞：氨法脫硫技術；脫硫氧化鋅法；管道；設備

中圖分類號：X781.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0364-02

在當今社會中，我們國家在治理二氧化硫的煙氣污染方面有了很大的進展，陸續普及了很多的煙氣脫硫方法，只是相對來說，比較靠譜的一個主要方法仍舊是濕法脫硫，在當今大概有85%使用了濕法脫硫的技術。同樣，經常使用的濕法脫硫的方法是用石灰石或石灰的石膏技術、氧化鋅技術、氧化鎂技術、氨法技術、雙堿技術、有機胺技術、鈉堿技術等。而其中著重使用的石膏技術是在一些使用燃煤鍋爐的電廠中的煙氣來進行脫硫，而另外的一小部分使用的是氧化鎂技術以及氨技術，對于酸方面的尾氣和在對有色冶煉尾氣的處理的時候更多的是使用了氧化鋅技術、氧化鎂技術、氨法技術、雙堿技術、有機胺技術和鈉堿技術。在鉛鋅的制造工廠中，最合適的脫硫方法是氧化鋅技術，它可以使用在日常生產過程中所產生的氧化鋅氣體粉塵、以及無法使用的電解液以及一些殘留的固體當作脫硫的試劑，同時在整個的脫硫過程中所產生的廢棄物，例如：硫酸鋅以及亞硫酸鋅又可以再次進行使用。也是因為在整個生產過程中，其生產與脫硫的運行，讓兩個系統的廢棄物都進行了二次利用，使得這個技術在整體上來說是非常環保并且使工廠的運行費用得到了降低。我們國家進行氧化鋅技術的探究是從20世紀80年代開始的，只是在整體的效果方面不是十分理想的，而這主要的原因是在整體的運行中氧化鋅在脫硫的效率方面不是很高、在整體的反應過程中產生的廢棄物會造成設備堵塞等方面，對氧化鋅技術的發展及工業化方面的應用都形成了阻礙。

1 日常尾氣的脫硫技術分析

在當前的世界有十幾種的硫酸類的尾氣脫硫技術進行了工業化的使用，而在當中普及比較廣的是氧化鋅技術、氧化鎂技術、氨法技術、雙堿技術、有機胺技術、鈉堿技術、石膏技術等。當中，阻力較大的是石膏技術。其中利用NaOH或者Na2CO3與SO2進行脫硫的是鈉堿法，它對煙氣的濃度是沒有什么標準要求的，它的脫硫效率是比較高的；同時它的額外的產物有硫酸鈉和亞硫酸鈉的區別，這時候就需要將其中的產物亞硫酸鈉轉化成硫酸鈉，但是這樣的話，整體的技術復雜外所需要的成本也是非常大的。

2 氧化鋅脫硫技術

2.1 氧化鋅脫硫技術的運用原理

作為金屬類氧化物的氧化鋅是可以在水里面進行部分溶解的，同時SO2是可以被它進行反應吸收。在工廠中用的氧化鋅溶液是使用含有氧化鋅的材料制作而成的，在使用的裝置中使其與濃度比較低的二氧化硫煙氣進行全面的反應，這樣的話就可以使得其反應為亞硫酸鋅，之后我們可以將空氣通入其中，使得其在空氣中充分轉變成硫酸鋅。所以它的主要階段分為吸收還有氧化。其中的吸收部分，在前期反應的設備中，氧化鋅的溶液在硫類的煙氣里面跟二氧化硫發生部分的核心反應。但是因為溶于水中的二氧化硫反應出的亞硫酸實際上是二元酸，故而其可以產生二類不同的鹽，當其中的一種氧化物過量的時候，隨之產生對應的中性以及酸性的鹽，當然在此過程中的產生的鹽是非常容易分解并與其它物質進行反應的，最后我們通過在反應的過程中通入空氣，讓其進行充分的氧化，使得其最終能夠只產生一種酸溶液，即硫酸鋅的漿液。而對于氧化鋅在脫硫的效率方面不是很高、在整體的反應過程中產生的廢棄物會造成設備堵塞等問題，我們通過采用兩級端沖洗滌器洗滌技術提高氧化鋅的脫硫效率，通過對設備的改進使其堵塞問題能夠得以有效的解決，具體措施及原理從下文中為讀者詳細闡述。

2.2 氧化鋅脫硫技術的缺點的改進

2.2.1 提高氧化鋅脫硫效率

氧化鋅脫硫過程中普遍采用的是一級端沖洗滌器洗滌技術，但是因為一級端沖洗滌器脫硫效率達到很高是很困難的，另外為了是脫硫效率盡量的提升，必須讓脫硫循環液的pH值盡量大（pH值越大，脫硫反應動能越大，漿液吸收效率越高），這樣的話，導致的結果就是循環液氧化鋅含量得到提高，而外排洗滌液中的氧化鋅百分比變大，氧化鋅的利用率降低。

為了解決這個問題，我們就采用兩級端沖洗滌器洗滌技術，新的氧化鋅漿液自二級湍沖洗滌器導入，讓二級湍沖洗滌器中的洗滌液的pH值保持在較高的范圍，SO2煙氣的出洗先利用低含量的pH值洗滌液，將部分SO2除去后，再接觸pH值較高的洗滌液，可保證尾氣排出達標。而本流程是很科學、方便把控的，同時氧化鋅將有較高的利用率。

2.2.2 廢棄物造成設備堵塞問題的解決

有針對性的進行技術改良，預防管道的堵塞。使用湍沖洗滌器后能夠解決設備堵塞問題，然而氧化鋅和脫硫副產物在管道中是非常容易結垢的。針對管道堵塞問題進行以下措施進行預防：首先是選擇適當的管道流速；之后是在配漿槽與漿液輸送泵之間、pH值調節槽與pH值調節槽泵之間、中間槽與中間槽泵之間對管道進行回路布置；然后是在各泵進、出口和垂直管道底位置布置支管，并配備帶開關氣嘴的法蘭蓋，使用壓縮空氣進行打氣疏通；最后是在各槽與泵進口連接底位置設置快速排凈支管，同時配置開關容易的蝶閥

3 鈉堿尾氣脫硫方法

由于部分企業所排出的制酸有害氣體的量是非常大的，同時其排出的氣體的濃度是有變化的。如果使用日常的石膏技術，會因為其所涉及的裝置規模是很大的，會使得其副產品的處理成為了問題；若使用濕式氨法的話，如果廠區旁邊沒有方便使用的氨源，將會大大的增加其投入以及維護的成本；如果使用的是有機胺的技術的話，同樣的其投入成本以及運行成本也是非常高的，不合適使用；最后活性碳的方式，又會使得其原料的粉化變得非常快，而且如若發生吸泵出現了跳停的狀況，其本身的系統也將被破壞。

根據企業的具體情況及其酸性廢棄氣體的特征，對使用鈉堿脫硫技術的方法進行了深刻的研究。跟另外一些的脫硫方法比較而言，鈉堿脫硫技術擁有著這些優點：①脫硫的有效比例是非常高的；②所能接收較大范圍的二氧化硫濃度，同時能夠在機器出現問題的情況下對較大濃度的廢棄氣體進行處理；③在某些特定情況下，二氧化硫氣體對整體的設施是不會產生什么毀壞的。

鈉堿技術的脫硫方法是將NaOH當做吸收劑的，它的反應公式是：

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（1）

2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O（2）

在整個設備設計的過程，我們對其吸收的方法進行了比對，即比對了不連續的吸收和穩定的吸收兩種技術。然后對比后，根據公司需求比較穩定的工作運轉指標和操作盡量簡單化的角度進行判斷，其不間斷的吸收技術是比較合適的，也就是通過使用10%左右溶度的氫氧化鈉的堿性溶液當作吸收的材料，同時在整個吸收尾氣的反應中不間斷的加入我們配置好的溶液，并且不斷的排出一些反應后的無用液體，通過這樣的方法來調節其本身的一個平衡。而在整個的反應過程中，我們通過測試其吸收溶液的酸堿值來確定是否對其堿性溶液進行添加。

同時在此反應的時候產生的亞硫酸鈉以及硫酸鈉的吸收廢液完全能夠通過凈化的系統進行相對應的一個處理。而它的反應的公式為：

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O（3）

使用系統的凈化設備中的第一個洗滌設備的溶液對我們在吸收過程中所產生的無用液體進行酸性分解并中和的試驗。其最后的數據顯示，其兩種液體經過化學反應后，在循環稀酸里面并沒有發現有亞硫酸離子，這也是證明了其產生的無用液體在凈化設備中的酸解效果是很不錯的，完全能夠做到其廢棄液體中的硫元素的有效的回收。其反應后的產物的核心成分是化學性質比較穩固的硫酸鈉，它可以跟其本身產生的無用的酸性溶液進行一起處理。而鈉堿尾氣脫硫方法流程圖如圖1所示。

4 氨法脫硫方法的概述

使用氨的技術進行廢氣脫硫是由于它的整體效果是非常顯著的、同時在這項技術中二氧化硫可以資源化的進行循環再次利用，也是由于這些優勢使得其應用被迅速普及開來。但是當某些提煉銅的廠在處理廢氣中的硫的時候使用氨脫硫的方法時，由于在提煉銅過程中其材料和生產效率發生變化、生產方面發生波動，導致銅的提煉廢氣的排放環保指標變得很不穩定，存在其二氧化硫的超量排放、氨氣也會隨著最后的尾氣被排放出，最后的結果將會是其膠粒物質排放超標，脫硫后的廢氣又會變成新的污染物被排放出等問題。故而，原有的氨技術脫硫方法進行新的改變是必須的。從而又產生了使用流光放電的技術進行廢氣的脫硫，這是在原有的基礎上進行的在等離子層次上面的創新技術，是對傳統技術的更新。而更重要的是其氨源在我國是比較常見的，這樣的話使得企業的成本得到了大大的降低，再加上其可循環性、脫硫的效率高、產品也沒有什么危害，使得其在我國得到了快速的普及。

5 結束語

根據《硫酸工業污染物排放標準》（GB 26132-2010）中的規定，各個企業所需要遵守的環保指標管控的重要辦法之一是如何應用廢棄煙氣脫硫的技術。依據制硫廢氣的特點，兩類公司分別選擇了不同的脫硫技術進行了生產上面的應用，而從整體的運行效果上來看的話，都分別取得了比較滿意的成果，其本身的效果可控性是比較良好的，使得其社會效益有了明顯的提高。

參考文獻

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收稿日期：2018-5-12

作者簡介：劉寶云（1986-），男，環境工程工程師，本科，主要從事安全環保管理工作。