瀝青拌合設(shè)備二氧化硫等燃燒廢棄物處理探究

周戰(zhàn)朋 吳卓君 吳宸棟

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，公路總里程不斷延長(zhǎng)，瀝青作為一種重要的建設(shè)材料，在我國(guó)社會(huì)建設(shè)的各個(gè)方面均有廣泛應(yīng)用。但是瀝青在拌合的過程當(dāng)中很容易出現(xiàn)煙氣這些煙氣當(dāng)中含有許多有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境以及人體健康造成一定的影響，為此對(duì)于瀝青拌合過程當(dāng)中產(chǎn)生的二氧化硫等氣體需要進(jìn)行無害化處理。

一、瀝青拌合燃燒廢棄物危害

在瀝青拌合設(shè)備的使用過程當(dāng)中，由于瀝青在加熱過后會(huì)在攪拌艙內(nèi)散發(fā)出大量的煙氣，這種瀝青煙氣如果不能及時(shí)處理，將會(huì)擴(kuò)散到周邊環(huán)境，影響大氣環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)這種煙氣對(duì)于人體身體健康會(huì)造成極其不利的影響。因此在瀝青拌合站需要做好相關(guān)尾氣的處理工作，來保證工作人員及周邊環(huán)境的安全與健康。

瀝青加熱后產(chǎn)生的污染廢棄物主要是由于在瀝青經(jīng)過導(dǎo)熱油爐加熱之后，在輸送到攪拌缸的過程當(dāng)中產(chǎn)生的一系列污染廢氣，以及在攪拌成品過程中產(chǎn)生的廢氣。常見的瀝青污染廢氣主要有一氧化硫、二氧化硫以及氮氧化物等較為常見的大氣污染物，同時(shí)還可能存在有直徑較小的焦油顆粒，這些物質(zhì)都會(huì)對(duì)人體身體健康造成嚴(yán)重影響，經(jīng)過人體呼吸道和皮膚進(jìn)入人體當(dāng)未采取有效防護(hù)措施時(shí)，人體攝入過量將會(huì)引發(fā)一系列不適癥狀，例如皮炎、胸悶、頭痛嚴(yán)重甚至可能會(huì)誘發(fā)癌癥。因此在瀝青拌合站應(yīng)當(dāng)要十分注意對(duì)于尾氣的處理工藝不斷提高，尾氣的處理水平降低尾氣對(duì)周邊環(huán)境及工作人員身體健康的影響。

圖1 三種脫硫工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

二、脫硫工藝的選擇

較為常見的脫硫工藝有石灰-石膏法，氨法以及雙堿法。根據(jù)不同的需要來進(jìn)行選擇如下圖1，是三種脫硫工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。

石膏法脫硫的主要優(yōu)點(diǎn)在于其吸收劑的利用效率能夠達(dá)到90%以上煙氣脫硫工藝同時(shí)其采用的脫硫劑，石灰石也較為便宜，能夠很容易能采購(gòu)到。但是此種方法的初期運(yùn)行費(fèi)用較高，同時(shí)由于其占地面積較大，在使用過程當(dāng)中存在較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，此外廢水的處理難度較大。其工作原理是利用石灰石，或者是石灰作為吸收劑與水?dāng)嚢栊纬晌諠{液之后，通過與煙氣的混合進(jìn)而形成最終產(chǎn)物石膏。其主要的工藝流程應(yīng)當(dāng)要包括鍋爐，蒸汽機(jī)，吸收塔以及煙囪。

氨法脫硫是必須有氨與二氧化硫和水反應(yīng)形成的脫硫化物來進(jìn)行脫硫的。氨法脫硫及原料以氨為原料可以是碳氨，液氨或者是氨水。利用這種方法脫硫，最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)⒍趸蜃兂蔀榫哂幸欢ǜ郊觾r(jià)值的商品化產(chǎn)品，硫氨作為一種性能較好的化肥能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來更多的利潤(rùn)收入。但是此種方法在安的使用和存儲(chǔ)方面，其損耗較大，同時(shí)收到周邊生產(chǎn)行業(yè)和地域的影響較大，因此其推廣受限。

雙堿法脫硫利用氫氧化鈉溶液作為啟動(dòng)脫硫劑。脫硫之后的脫硫劑，再升值能夠還原氫氧化鈉并進(jìn)入到脫硫塔當(dāng)中進(jìn)行循環(huán)使用，利用此種方法脫硫，能夠?qū)崿F(xiàn)90%以上的脫硫效果，同時(shí)能夠最大限度地避免塔內(nèi)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，但是此種方法最大的不足之處在于吸收劑的利用效率較低。

綜合比較以上三種脫硫工藝，瀝青拌合設(shè)備而言應(yīng)當(dāng)要選擇雙減法作為脫硫方法，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)，對(duì)于二氧化硫以及一氧化硫的無害化處理，同時(shí)成本也較低。

三、瀝青尾氣處理工藝

瀝青尾氣處理工藝的主要流程簡(jiǎn)述：對(duì)于在瀝青加熱過程當(dāng)中產(chǎn)生的煙氣以及相關(guān)分成，將其收集在裝置內(nèi)，通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入到烘干筒當(dāng)中。在烘干桶當(dāng)中進(jìn)行一級(jí)除塵，然后廢氣污染物繼續(xù)被輸送到下一集除塵裝置中進(jìn)行二級(jí)布袋除塵。經(jīng)過此兩道除塵程序，將九成的粉塵及廢氣污染物中的液態(tài)甘油處理完畢，然后進(jìn)一步利用過濾裝置進(jìn)行過濾，此程序利用活性炭進(jìn)行進(jìn)一步吸附；最后廢氣污染物進(jìn)入濕式脫硫塔，在實(shí)施脫硫塔當(dāng)中，對(duì)于廢氣污染物當(dāng)中的一氧化硫與二氧化硫進(jìn)行無害化處理，通過雙堿式過濾法將尾氣無害化，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于尾氣的安全處理。

在此處理工藝流程當(dāng)中，一氧化硫與二氧化硫的主要處理，通過實(shí)施脫硫裝置進(jìn)行處理，濕式脫硫裝置采用的是鈉-鈣雙堿法對(duì)于二氧化硫進(jìn)行處理，利用生石灰還原再生。及具體的設(shè)計(jì)工藝流程及化學(xué)方程式展開如下：

SO2吸收反應(yīng)：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑

吸收劑再生反應(yīng)：CaO ＋H2O →Ca(OH)2

Ca(OH)2＋Na2SO3＋H2O →2NaOH ＋CaSO3＋H2O

圖2 設(shè)計(jì)工藝流程

四、脫硫設(shè)備實(shí)施方案

在瀝青攪拌過后，產(chǎn)生的其他污染物，通過收集裝置，在引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入到一級(jí)旋風(fēng)除塵，此過程的效率80%。隨后進(jìn)入二級(jí)不帶出城，此程序效率99.5%。經(jīng)過此兩極除塵之后，進(jìn)行濕式脫硫。在導(dǎo)向板的作用下，廢棄煙氣將會(huì)不斷的向上攀升，在整個(gè)脫硫煙囪內(nèi)，第1層為水幕噴淋。水幕噴淋區(qū)也就是脫林液噴淋區(qū)，通過噴灑脫硫液，使得廢氣當(dāng)中的硫化物能夠與脫硫液進(jìn)行初步融合，融合之后產(chǎn)生的物質(zhì)將會(huì)直接進(jìn)入到沉淀區(qū)。在整個(gè)脫硫煙囪之外還設(shè)有脫硫水池，脫硫水池的主要作用在于調(diào)制脫硫劑以及過濾沉淀。脫硫劑主要是采用的堿和石灰混合水進(jìn)行調(diào)制的。在經(jīng)過脫硫過后，產(chǎn)生的主要物質(zhì)為石膏（CaSO42H2O）在脫硫煙囪內(nèi)第2 層為脫硫液噴霧區(qū)經(jīng)過一次脫硫過程后的尾氣在這一區(qū)域進(jìn)一步與脫硫液進(jìn)行融合，從而使尾氣能夠得到更加充分的凈化。在脫硫過程當(dāng)中物流噴霧控制在0.1～1mm 左右保持在這個(gè)范圍內(nèi)，能夠形成較好的物化吸收區(qū)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于煙氣中的硫化物的處理。最后尾氣進(jìn)一步上升到了活性炭吸附區(qū)，在此區(qū)域利用活性炭的吸附功能，進(jìn)一步對(duì)于尾氣進(jìn)行過濾。經(jīng)過此過程之后，尾氣當(dāng)中的有害氣體成分以及水汽會(huì)被活性炭吸附和消除，最后尾氣通過上部的出風(fēng)口排入到大氣當(dāng)中完成整個(gè)脫硫過程而脫硫液則由煙囪底部流入到脫硫水池當(dāng)中，經(jīng)過過濾之后再一次使用，在脫硫水池當(dāng)中石灰水會(huì)與吸收了二氧化硫的脫硫液產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)之后生成了相關(guān)沉淀。上部液體經(jīng)過循環(huán)泵進(jìn)入到脫硫煙囪當(dāng)中，循環(huán)使用。

五、脫硫裝置效果及特點(diǎn)

Ca(OH)2的溶解度很小（0.185 g/100g、0℃），因此想要最大限度是實(shí)現(xiàn)脫硫效果，在采用雙堿法脫硫的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)要充分利用鈉離子比鈣離子吸收效率更快的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，將循環(huán)清液池中的pH 酸堿度升高，加入純堿液來維持pH 酸堿度的均很，一般來說純堿投加的密度一般維持在1.03-105 左右。

一氧化硫與二氧化硫經(jīng)過濕式脫硫裝置的處理過后，能夠達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)處理符合《中華人民共和國(guó)大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中對(duì)于煙氣排放的要求。同時(shí)利用本設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于極境煙氣當(dāng)中二氧化硫凈化率達(dá)到90%以上，滿足其排放要求，同時(shí)此設(shè)備的操作較為簡(jiǎn)單，在日常工作當(dāng)中易于清潔和維護(hù)，加之運(yùn)營(yíng)成本較低，無害化處理的最終產(chǎn)品僅二氧化碳和水并未造成二次污染。因此此種脫硫裝置是一種符合要求，同時(shí)建設(shè)成本較低，脫硫效果較好的脫硫方式。

六、常見實(shí)際問題及解決方案

（1）雙減法對(duì)于二氧化硫的處理過程當(dāng)中，很容易產(chǎn)生累積結(jié)垢等現(xiàn)象在實(shí)際工作當(dāng)中很容易出現(xiàn)由于污垢堵塞導(dǎo)致脫硫過程不能順利進(jìn)行的現(xiàn)象，在脫硫塔中領(lǐng)水噴頭以及導(dǎo)流板，四壁結(jié)構(gòu)現(xiàn)象都屢見不鮮。雖然雙減法脫硫工藝能夠很好的解決結(jié)垢和堵塞問題，但是鈉鈣雙檢不能夠保證實(shí)現(xiàn)百分百的置換率，鈣堿很有可能會(huì)隨著循環(huán)液進(jìn)入到脫硫塔當(dāng)中，進(jìn)而形成鈣鹽結(jié)垢，影響到進(jìn)一步使用。

為了解決這一問題，應(yīng)當(dāng)要采取強(qiáng)制氧化方式在沉淀池當(dāng)中應(yīng)當(dāng)要加大曝氣攪拌氧化。從而實(shí)現(xiàn)CaSO31/2H2O 的充分氧化將CaSO31/2H2O 全部氧化成為CaSO42H2O，從而減少鈣鹽上塔。同時(shí)通過增加液氣比來使得鈣鹽過飽和度下降，從而減少出現(xiàn)結(jié)垢的機(jī)會(huì)。在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，由于缺少一組部件，也會(huì)使得整個(gè)管道內(nèi)部的流通更加通暢，不容易出現(xiàn)堆積死區(qū)也就減少了結(jié)垢的機(jī)會(huì)。想要避免在整個(gè)管道內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象最根本的在于控制循環(huán)漿液的pH 值。在整個(gè)脫硫過程當(dāng)中，不保和吸出是不可避免的，但是可以通過誘導(dǎo)結(jié)晶的方式將難溶產(chǎn)物在循環(huán)水池內(nèi)部結(jié)晶沉淀，進(jìn)而減少在脫硫塔內(nèi)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象。脫硫液當(dāng)中保持高值堿性，雖然具有較好的脫硫效果，但是也很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。而如果pH值較低，雖然改善了結(jié)垢問題，但同時(shí)也很容易導(dǎo)致脫硫效率降低。因此在整個(gè)脫硫塔建設(shè)過程當(dāng)中，對(duì)于脫硫液的pH 值應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格把控，將脫硫液的pH 值掌握在7-7.5之間，能夠有效地降低硬化沉淀出現(xiàn)的可能性，同時(shí)能夠保證脫硫塔能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）腐蝕問題。為了最大限度地提升瀝青拌和二氧化硫的脫硫效果以及脫硫塔的使用壽命在俯視問題上應(yīng)當(dāng)要最大限度地選擇具有較長(zhǎng)使用壽命的材料進(jìn)行建設(shè)。例如在塔體的選擇上，應(yīng)當(dāng)要采用花崗巖進(jìn)行建設(shè)，能夠最大限度地提升塔體的使用壽命，而在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，可以選用316L 材質(zhì)，這種材料就有較好的抗腐蝕性，能夠保證脫硫塔的正常工作減少腐蝕帶來的安全問題以及效率問題。

七、結(jié)語(yǔ)

本文圍繞著如何對(duì)于瀝青拌合過程當(dāng)中產(chǎn)生的二氧化硫的廢氣與污染物進(jìn)行處理展開研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于瀝青拌合設(shè)備二氧化硫等污染物的處理過程當(dāng)中采用雙減法，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)于廢氣污染物的處理，同時(shí)也能夠最大限度地減少處理成本，沒有二次污染的可能性，同時(shí)利用此種方法能夠有效降低處理成本，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)于資源的有效利用。