鈉法脫硫渣的資源化利用研究

李峰 薛海 尹向輝

摘要：玻璃窯爐采用鈉法半干法脫硫后產生的脫硫渣成分以硫酸鈉為主，但產量較大，不易綜合利用，不能隨生活垃圾排放，只能長期堆放于廠區內，給生產企業造成極大負擔。本文在從鈉法脫硫渣成分分析的基礎上，提出資源化方案，并從經濟技術角度進行分析，認為此類脫硫渣資源化的技術可靠，成本低，經濟效益可觀，同時對完善煙氣處理的產業鏈開辟了新的思路。

關鍵詞：脫硫渣；資源化

引言

國內多數玻璃窯爐生產時由于使用重油、石油焦粉等燃料，產生的煙氣中含有大量的SOx、NOx、煙塵等大氣污染物，中國重型機械研究院股份公司在分析研究工業窯爐使用不同燃料所產生的煙氣中污染物性質的基礎上，開發出適合于工業窯爐煙氣脫硫除塵脫硝及余熱回收利用的合理工藝路線，即：鈉法半干法脫硫技術、電除塵和SCR脫硝及余熱回收，目前國內多數玻璃生產企業均采用了此煙氣綜合治理工藝路線。

然而，上述工藝路線雖解決了煙氣的污染，但伴生的大量脫硫副產物即脫硫渣成為企業新的負擔，根據分析，脫硫渣主要以Na2SO4為主，部分玻璃窯爐生產過程中需要加入一種原料為芒硝，因此可以將脫硫渣回用于玻璃生產，但是脫硫渣產量過大，玻璃生產僅需要少量的芒硝，無法消化大量的脫硫渣，并且由于脫硫渣仍含有一些雜質元素，不能作為普通垃圾排放，只能長期堆放于廠區內，同時堆放場地還需做防滲、防雨、防二次揚塵等處理，給生產企業造成較大的經濟負擔，因此迫切需要對此類脫硫渣進行無害化處理。

1 玻璃窯爐煙氣鈉堿半干法處理工藝

玻璃窯爐煙氣首先引入脫硫塔，將一定濃度的NaOH溶液以霧滴的形式與煙氣逆向噴入吸收塔內，通過與SOx反應，脫除煙氣中的SOx，霧滴高溫蒸發后形成脫硫副產物顆粒，一部分落入塔底灰斗，另一部分隨煙氣進入后續的電除塵器，通過電除塵器將煙氣中的粉塵和脫硫副產物捕集凈化，然后煙氣再進入脫硝單元，在催化劑的作用下NOx與噴入的NH3反應生成無污染的N2和H2O，最后經余熱鍋爐回收煙氣中的余熱后，經風機由煙囪排出。

2 脫硫渣成分分析

選取某玻璃廠提供的脫硫渣及電場灰，進行化學分析，取兩周運行采樣的平均數據，分析結果見表2-1。

通過上表可以看出，

（1）此類脫硫渣以Na2SO4為主；

（2）根據工藝路線，脫硫塔內煙氣與噴入的鈉堿溶液為逆流反應，大顆粒、反應不充分的脫硫劑以干態型式落入脫硫塔灰斗，反應充分的微細顆粒隨煙氣進入電除塵，靠除塵器收集下來，因此從表中可以看出脫硫塔收集的Na2SO4成分較電除塵器收集的比例低。

3 脫硫渣產量確定

工程實際運行中收集的脫硫渣包含：煙氣中的粉塵、SOx與脫硫劑反應生成物和部分未完全反應的脫硫劑，由于采用的是半干法脫硫技術，脫硫反應分濕法和干法兩個階段：

以山東煙臺某玻璃瓶罐制品公司為例，4條玻璃窯爐生產線滿負荷生成排放的煙氣通過半干法脫硫+電除塵煙氣處理系統后收集的渣量為25t/d。

4 脫硫渣處理工藝方案

如果對脫硫渣僅進行無害化處理，不僅浪費資源，而且需要占用大量土地資源，經過與相關化工企業的合作研究，確定了合理經濟的處理工藝路線，達到了此類脫硫渣資源化回收處理，即回收其中的硫酸鈉成分，在達到處理脫硫渣的同時創造了經濟效益。

（1）工藝路線確定

根據上述描述，脫硫渣中硫酸鈉含量較高，硫酸鈉溶于水，因此可將脫硫渣進行水溶，通過過濾脫除掉水不溶物等雜質，得到精制的硝水，精制的硝水可結合采用制備硫酸鈉成品的化工工藝，即采用三效蒸發、離心分離、干燥等工藝，得到無水硫酸鈉成品。同時，在三效蒸發過程中濃縮的母液又返回至凈化裝置再凈化，達到循環控制雜質含量，保證產品穩定性的目的。

（2）工藝流程描述

首先將脫硫渣輸送至水溶罐，經水溶后的溶液進行過濾后流入硝水罐，濾渣外運，硝水再經預熱后送入蒸發器進行三段蒸發結晶，蒸發濃縮后的硝漿送至硝增稠器，再通過離心機進行離心分離，分離的濕硝落入硝沸騰干燥床干燥成干硝，最后通過篩分得到無水硫酸鈉產品。

脫硫渣——水溶——過濾——預熱——蒸發結晶濃縮——增稠——離心——干燥——篩分——產品

5 經濟效益分析

根據脫硫渣產量25t/d，配套建設一條硫酸鈉生產線，年產量為6000t/a，參考現有市場無水硫酸鈉的平均價格為500元/t，年產生經濟效益300萬元/a。

成本分析主要為日常運行消耗，主要消耗見下表：

6 結語

通過上述研究，可得到如下結論：

（1）鈉法脫硫渣的資源化處理從經濟技術角度分析是可行的。

（2）實現了變廢為寶，減輕了企業負擔。

（3）完善了煙氣處理的產業鏈，對煙氣處理后副產物的資源化處理開辟了新的思路。

參考文獻：

[1]李彥濤、黎七中.玻璃熔爐煙氣脫硫、除塵、脫硝技術開發. 重型機械，2006，41-45

[2]胡鶯.離子交換膜電解再生鈉堿脫硫渣的研究[D].華東理工大學，2013

[3]高建明、張云鵬、陳嚇敏、張旭.半干法煙氣脫硫產物資源化利用初探[J].中國鋼鐵業，2009年11期