探究炭黑尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)

宋超 浙江德創(chuàng)環(huán)保科技股份有限公司

炭黑是一種重要的工業(yè)材料資源，不僅可以用于燃料，制作中國墨、油墨和油漆等，同時(shí)還能用于橡膠工業(yè)，是一種極為重要的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。但在炭黑生產(chǎn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，這些尾氣含有一定的有害氣體、易爆氣體、炭黑粉塵以及氫氣、一氧化碳等，如果直接排放會(huì)對(duì)空氣環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞，威脅到人類自身的健康，而且，因?yàn)槲矚庵泻休^高的熱能，在脫硫脫硝后能進(jìn)而二次開發(fā)，進(jìn)行發(fā)電、供熱等。但傳統(tǒng)的脫硝脫硫工藝占地面積較大，耗時(shí)耗力，且效率較低，同時(shí)還具有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，而采用脫硫脫硝一體化技術(shù)，煙氣脫除的效率極高，能實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同脫除，從而降低企業(yè)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

一、炭黑及炭黑尾氣簡(jiǎn)述

炭黑是含碳物質(zhì)，如煤、天然氣、重油、燃料油等，在空氣不足的條件下，經(jīng)過不完全的燃燒或者是受熱分解而產(chǎn)生物質(zhì)。炭黑既可作為黑色的染料，用于制造中國墨、油墨和油漆等產(chǎn)品，也可用做橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。我國是世界上最早生產(chǎn)炭黑的國家。在我國古代，人們通過焚燒動(dòng)植物油或松樹枝，收集火煙凝成的黑灰，用來調(diào)制墨和黑色顏料，這就是最初的炭黑。步入二十世紀(jì)后，隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)炭黑對(duì)于橡膠具有極高的補(bǔ)強(qiáng)作用，從此炭黑逐漸成為橡膠工業(yè)不可或缺的原材料。

炭黑尾氣，在英語中稱為“oあ -gas carbon black production”，是從炭黑煙氣中分離炭黑以后剩余氣體的總稱。在炭黑生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，其中包含微量的炭黑以及可燃性氣體與毒害性物質(zhì)。其中可燃性氣體主要包括一氧化碳、甲烷和氫等；而有毒害性物質(zhì)則包括硫化鈣、二氧化硫和氮等，這些有毒害性物質(zhì)能污染周圍的大氣環(huán)境。隨著我國對(duì)環(huán)保的重視，特別是對(duì)二氧化硫和硝排放量的控制，炭黑生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)炭黑尾氣脫硫脫硝就成為必不可少的任務(wù)。

二、炭黑尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

（一）節(jié)能環(huán)保且提高效益

脫硫脫硝一體化技術(shù)時(shí)煙氣污染治理比較實(shí)用的技術(shù)，具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。在以往的炭黑生產(chǎn)中，很多企業(yè)對(duì)于煙氣硫、硝的處理，大都是依靠單獨(dú)的技術(shù)系統(tǒng)分別進(jìn)行，這樣不僅會(huì)占用較大的用地面積，應(yīng)用方式運(yùn)作的成本也較高，而且在運(yùn)行中還存在著二次污染的情況。所以，傳統(tǒng)炭黑尾氣脫硫脫硝技術(shù)的節(jié)能效益較低。而采用脫硫脫硝一體化技術(shù)，減少了技術(shù)應(yīng)用的占地面積，優(yōu)化了生產(chǎn)流程，避免了二次污染情況的發(fā)生，這樣就能有效節(jié)約運(yùn)作成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保且提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）具有較強(qiáng)的適用性

正如筆者在前文所說，傳統(tǒng)的炭黑尾氣脫硫脫硝技術(shù)，因?yàn)槭菃为?dú)存在的，運(yùn)用脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行炭黑尾氣的治理，往往會(huì)占用較大的面積，空間利用率較低，且因?yàn)榇嬖谥挝廴镜那闆r。如果炭黑生產(chǎn)企業(yè)在空間方面無法滿足傳統(tǒng)炭黑尾氣脫硫脫硝技術(shù)運(yùn)作的需求，進(jìn)行脫硫脫硝實(shí)現(xiàn)炭黑尾氣的再次利用就會(huì)存在著較大的困難。而運(yùn)用脫硫脫硝一體化技術(shù)，則具有極強(qiáng)的適用性，能滿足小企業(yè)炭黑尾氣脫硫脫硝生產(chǎn)的需求。

三、炭黑尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）選擇性催化脫硫脫硝技術(shù)

在炭黑尾氣脫硫脫硝處理工作中，生產(chǎn)企業(yè)可以采用選擇性催化脫硫脫硝技術(shù)。如運(yùn)用栲膠作為催化劑進(jìn)行脫硫脫硝生產(chǎn)工藝。先利用高溫進(jìn)行炭黑尾氣的脫硫處理，然后利用栲膠中的丹寧物質(zhì)經(jīng)過堿性降解生成聚酚類物質(zhì)，利用分子中的酚羥基對(duì)炭黑尾氣種的二氧化硫等物質(zhì)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，這樣能將炭黑尾氣中的二氧化硫成功轉(zhuǎn)化為無毒無害的硫化物，從而實(shí)現(xiàn)炭黑尾氣的脫硫脫硝處理。

（二）氯酸氧化法脫硫脫硝技術(shù)

在炭黑尾氣脫硫脫硝一體化生產(chǎn)工藝中，氯酸氧化法是一種較為新穎且十分高效的液相脫硫脫硝一體化技術(shù)。這種生產(chǎn)處理技術(shù)的工作原理是將炭黑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣排放到氧化吸收塔當(dāng)中，促使炭黑尾氣中的二氧化硫、一氧化氮等物質(zhì)被氯酸氧化生成氯化氫、硫酸和硝酸等物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，工作人員可以在吸收塔中放置適量的氧化氫鈉和硫化鈉吸收劑，以有效吸收參與酸性氣體的作用。在炭黑生產(chǎn)中，運(yùn)用這種尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)，其適用性較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境沒有什么要求，而且脫硫脫硝的效率較高，能夠滿足炭黑生產(chǎn)企業(yè)對(duì)炭黑尾氣脫硫脫硝的要求。

（三）其他脫硫脫硝技術(shù)

在當(dāng)前的炭黑尾氣治理中，還有很多的脫硫脫硝一體化技術(shù)。如中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院開發(fā)的炭黑生產(chǎn)過程中廢氣脫硫脫硝一體化技術(shù)：首先將脫水尾氣送入到尾氣燃燒器，與助燃空氣相混合燃燒，得到尾氣燃燒氣，再將尾氣燃燒氣送進(jìn)鍋爐爐膛和第一部分脫水廢氣在高溫中混合，一次通過鍋爐水冷壁管、過熱器與第二部分脫水廢氣混合，進(jìn)入脫硝反應(yīng)器進(jìn)行脫硝處理，再將處理完的廢氣與第三部分脫水廢氣相混合進(jìn)入到脫硫塔進(jìn)行脫硫處理。這種脫硫脫硝處理方法可利用炭黑生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的脫水、脫硫和脫硝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)炭黑廢氣的綜合治理，實(shí)現(xiàn)廢氣排放達(dá)標(biāo)，不會(huì)造成二次污染。

四、結(jié)束語

綜上所述，炭黑是一種十分重要的工業(yè)材料資源，作為炭黑生產(chǎn)企業(yè)，要想促進(jìn)自身的健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造出更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，就必須高度重視環(huán)境的治理，積極研發(fā)高校節(jié)能環(huán)保的炭黑尾氣脫硫脫硝一體化技術(shù)，提高炭黑尾氣脫硫脫硝的效率，降低炭黑尾氣對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的污染。