双碱法脱硫在砖瓦行业中的应用

摘要：砖瓦作为传统的建筑材料，一直有着不可取代重要的地位。随着建筑行业的快速发展，砖瓦的需求量随之增大，烧砖过程中排放的大气污染物也随之增多，从而加剧了大气环境的污染。由于砖瓦行业的污染越来越严重，使得国家环保部门对此高度重视，并对砖瓦行业大气污染物的排放重新制定标准。新的标准规定砖瓦工业企业大气污染物排放控制执行《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620-2013），排放要求更为严格，砖厂需要进一步重视烟气治理问题。本文主要针对现有的砖厂的运营问题，对于主要排放物二氧化硫，提出采用经济有效的双碱法脱硫工艺，使得砖瓦厂在最经济方式下达到国家新的环保标准。

随着我国的环保要求的提高，民众对于空气污染认识的日益提高，我国对于大气污染排放要求日益提高。砖瓦行业作为传统的用煤行业，其烧制过程中所产生的烟气、二氧化硫以及氮的氧化物成为主要污染物。

对于砖瓦厂，目前的当务之急为解决二氧化硫的排放问题。烟气脱硫的方法中，目前唯一大规模商业化的方法为燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FGD）。FGD技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2，并使其转化为较稳定的硫的化合物。FGD技术种类繁多，但是真正工业化的只有十几种。FGD技术按脱硫后产物的含水量大小可分为湿法、半干法和干法。对于我国砖瓦行业目前的实际情况采用湿法中的双碱法脱硫最为经济可行。双碱法克服石灰/石灰石法容易结垢和堵塞的缺点。首先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生。双碱法的明显优点是，由于主塔内采用液相吸收，吸收剂在塔外的再生池中进行再生，从而不存在塔内结垢和浆料堵塞问题。

1 目前砖瓦行业脱硫现行情况

对于新的国家标准，我国采取了有史以来最为严厉的环保措施：24小时实施监测。国家要求2016年完成对烟气排放的实时并网监测，西部一些贫困地区暂缓。及对各烟气排放企业在烟道出口处安装气体监测仪器，并实时分析排放结果，并将结果通过网络直接反馈给环保部门。而我国早期建造的脱硫工程项目，因新的标准或者本身设计的问题，而无法达到新的国家标准排放要求。

目前东部地区和中部地区主要完成了脱硫塔的粗略改造，设计主要有一个单层喷淋的脱硫塔。这种脱硫系统投资在30-50万左右。

这种简易的脱硫装置并不能有效的完成脱硫任务，由于系统不完善，当进行脱硫工作时，脱硫副产物-难溶物：亚硫酸钙+石膏的混合物会将整个塔体堵塞，从而造成脱硫工作无法正常进行。

对于工业脱硫，为了能够达到新的环保水平需从：浆液制备、脱硫塔设计、副产物处理、热工控制及在线检测系统4个方面进行设计建造。

2 双碱法脱硫的理论

双碱法种类较多，有钠钙双碱法、碱性硫酸铝法-石膏法和氨-石膏法等,钠钙双碱法以其较低的运营成本以及较高的二氧化硫吸收率，使其成为最适合砖瓦行业的脱硫方式。它采用纯碱吸收SO2，吸收液再用石灰进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物,再生后的溶液返回吸收器，如此循环使用。循环吸收过程中发生的反应如下：

（1）吸收反应

其中式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程；式(2)是运行过程的主要反应式；式(3)是再生液pH较高时的主要反应式。

（2）再生反应

式(4)是再生反应的主要反应式；式(5)是再生液高pH值时的再生反应。

（3）氧化反应

吸收液中还含有硫酸钠，系吸收液中亚硫酸钠被烟气中的氧气氧化所生成反应式如下：

将再生过程生成的亚硫酸钙氧化，可制成石膏，反应式如下

钙-钙双碱法即用亚硫酸钙悬浮液在塔内脱硫，生成溶解度很大的亚硫酸氢钙，再用氢氧化钙在循环池内与亚硫酸氢钙反应，再生出亚硫酸钙循环脱硫。其反应机理如下：

3 烟气治理方案

以隧道窑为例，首先安装烟气湿法脱硫除尘装置，脱硫用石灰和烧碱，为双碱法脱硫除尘工艺。烟气经过湿式脱硫除尘设施处理后，通过高烟囱升空排放。工艺流程如图1所示。

4 结论

双碱法（NaOH+Ca(OH)2）脱硫技术成熟可靠，设备操作简单和运行寿命长；运行费用低；对污染物浓度和烟气量变化的适应性较高；且脱硫效率高，最高可达到95%以上；同时对氮化物和氟化物有一定的去除效率；经双碱法脱硫技术处理后的隧道窑烟气能达标排放，有效地降低了隧道窑烟气对周边环境的污染。因此，双碱法脱硫技术在实际应用过程是可行的。

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