陶瓷行業二氧化硫治理現狀與干法脫硫實際可行性研究

摘 要：近年來，全國大范圍霧霾事件多發、大氣污染日益惡劣。為控制陶瓷行業的SO2污染、限制SO2的排放，我國也制訂了越來越嚴格的排放標準。本文從陶瓷生產的角度出發，對陶瓷行業二氧化硫治理的現狀和普遍問題進行研究，同時提出干法脫硫工藝在陶瓷生產中應用的可行性討論，對實際脫硫實踐有一定的指導作用。

關鍵詞：陶瓷行業；干法脫硫；二氧化硫

中圖分類號：X781.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0372-01

前 言

我國是陶瓷制造及出口的主要國家之一，我國陶瓷產量、人均消費量及出口一直位列世界第一。我國陶瓷行業屬于資源型、高污染、高耗能行業，粗放式生產經營方式及生產技術及工藝創新程度低下，嚴重制約著陶瓷行業的發展。佛山作為我國陶瓷重鎮，其陶瓷企業在環保風暴中首當其沖，走在陶瓷行業環保轉型、創新發展道路的重要階段。

為控制陶瓷行業的SO2污染、限制SO2的排放，我國也制訂了越來越嚴格的排放標準。2010年10月1日起實施的《陶瓷工業污染物排放標準》（GB25464-2010）中已對二氧化硫排放濃度限值作出明確的規定。為進一步完善國家污染物排放標準，環保部于2014年對《陶瓷工業污染物排放標準》（GB25464-2010）對基準含氧量、顆粒物、二氧化硫和氮氧化物等重要排放指標進行調整，其中基準含氧量從原來的8.6%（基準過量空氣系數為1.7），調整放寬至18%，二氧化硫限值調整為50mg/m3，調整后標準愈發嚴格。本文根據現陶瓷行業二氧化硫的廢氣治理現狀研究，并且對干法脫硫工藝在陶瓷行業二氧化硫治理工作應用的可行性討論。

1 陶瓷行業SO2治理現狀

根據陶瓷行業生產工藝流程分析可知，主要在兩個工段產生二氧化硫，分別是噴霧干燥段和窯爐段，兩個部分的燃料根據陶瓷行業主流能源結構可分為水煤漿和水煤氣，少部分使用天然氣達到清潔減排。目前陶瓷行業脫硫工藝主要借鑒于電廠脫硫工藝，電廠脫硫使用的主要采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝、煙氣循環流化床半干法脫硫工藝、電子束法脫硫工藝等。陶瓷行業煙氣二氧化硫含量較電廠低，普遍使用雙堿法濕式脫硫工藝。其中化學原理可分為脫硫過程和再生過程，該技術主要化學反應為：

脫硫過程：

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

NaSO3+H2O+SO2→2NaHSO3

再生過程：

2NaHCO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3+2H2O

Na2SO3+Ca（OH）2→2NaOH+CaSO3

2 陶瓷行業脫硫遇到的問題

2.1 煙道和煙囪腐蝕嚴重，設備容易結垢堵塞，長期運行穩定性差

目前大部分陶瓷廠均采用雙堿法脫硫工藝，該工藝雖然具有脫硫效率高、吸收劑率高、脫硫劑來源廣泛廉價等優點，但是對設備的管理和要求比較嚴苛，系統長期運行穩定性差。按照實際生產情況可知，需要經常對脫硫設備進行除垢操作，同時對煙管煙道等設備進行檢修。

2.2 濕法脫硫對SO3脫除效果不佳，易造成二次污染

陶瓷企業在生產過程中，煤氣和煤燃燒過程中，硫分大部分被氧化成SO2，但是有0.5～1.5%被繼續氧化成SO3。濕法脫硫可以脫除部分SO3，煙氣在脫硫塔中急速冷卻，氣態硫酸凝聚轉變為硫酸氣溶膠。由于硫酸氣溶膠粒徑小，國內外大量研究認為濕法脫硫系統對其脫除效率不高，大部分以硫酸霧的形態排放到大氣中[1]。SO3以氣溶膠的形式存在與含塵微粒的漿液經過噴淋階段，排放至大氣中形成“藍煙”。為達到日益嚴格的環保要求，目前可配套價格昂貴的濕式靜電除塵器來控制二次污染?，F階段陶瓷廠使用濕法脫硫后均未控制SO3導致的二次污染[2]。

2.3 產生的成分復雜的廢水

濕法脫硫工藝在生產運行過程中，產生的廢水成分比較復雜，主要是在對陶瓷煙氣的二氧化硫去除的同時將其他成分吸收在水中，并且水是循環重復使用，水中的其他組分如重金屬、氟化物等濃度逐漸升高。高濃度成分復雜的廢水處理較難，成本較高。

3 干法脫硫工藝在陶瓷行業脫硫應用可行性研究

3.1 干法脫硫工藝

干法脫硫采用一些干式粉狀的吸收劑吸收煙氣中的SO2，該工藝的應用需要處于完全干燥的條件下進行，其處理后的產物為干粉狀。干法脫硫較濕法脫硫在陶瓷行業應用中具有明顯優勢：具體技術比較見表1。

3.2 干法脫硫機理

經研究了W型循環流態化的干法煙氣脫硫工藝，其反應式為：

Ca（OH）2+H2O+SO2→CaSO3+2H2O

Ca（OH）2+H2O+SO3→CaSO4+2H2O

CaSO3+1/2O2→CaSO4

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·2H2O

2Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·Ca（OH）2·2H2O

Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O

該工藝脫硫效率可達95%以上，可同時脫除HCl、HF等酸性氣體。

4 結 論

干法脫硫在火電行業運用比較成熟，在陶瓷行業煙氣脫硫應用較少，比濕法脫硫各方面都有較大優勢，可推薦根據陶瓷企業的實際情況，對現有脫硫設施進行改造。

參考文獻

[1]Moser R E. Features. Coal Combustion： SO3's impacts on plant OM： Part III[J]. Power， 2007（Apr）.

[2]陳亞非，陳新超，熊建國.濕法煙氣脫硫系統中SO3脫除效率等問題的討論[J].工程建設與設計，2004（9）：41～42.

[3]林 沖，張 澤，李雄浩，等.采用循環流態化方式進行脫硫劑制備的干法煙氣脫硫工藝，CN1513582[P].2004.

收稿日期：2018-5-15