煤矸石砖中二氧化硫污染及控制技术

1、煤矸石砖中二氧化硫污染及控制技术摘要：综述了煤矸石制转的趋向和煤矸石制砖二氧化硫废气的各种治理方法，结合我厂的设备针对性地分析了脱硫的方案和具体情况。关键字：煤矸石 二氧化硫 烟气脱硫1、二氧化硫的简介及砖瓦行业的趋向据有关资料记载,砖瓦行业应对因排放SO2而引起的酸雨污染负有40%的责任。目前，我国因SO2污染所引起的酸雨区面积不断扩大,年平均降水pH值低于5.6的地区已占国土面积的40%左右，硫沉降量超临界负荷的面积占国土面积的21.9%。随着我国对粘土实心砖限时禁用政策的实施,各地利用煤矸石、页岩等工业废渣替代粘土生产烧结空心砖的建设项目越来越多，项目也越来越大。并且，行业中大部分使用劣

2、质煤或煤矸石，热值低，原料用量大，含硫量也比普通锅炉用煤高，产生的SO2量也大。2009年山西兰花伯方煤矿墙体材料有限公司拟建年产6000万块煤矸石烧结砖项目，由于近年来晋城市环保局大力实施环境防治治理的措施，推进工业企业全面达标，2008年底前凡未建成污染防治设施，不能实现污染物排放全面达标的工业企业，不论规模大小，不论所有制性质，按照省政府189令一律关闭，所以，拟建砖厂如需正常投产使用其废气治理设备是必不可少的。2、煤矸石的化学成分以及硫含量的处理方法煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之

3、外的白矸等的混合物。煤矸石发热量一般为5001000卡/克,其无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率：SiO2为 5265；Al2O3为 1636；Fe2O3为 2.2814.63;CaO为0.422.32;MgO为0.442.41;TiO2为0.904;P2O5为0.0070.24;K2O+Na2O为1.453.9；V2O5为0.0080.03。砖瓦行业SO2污染的控制技术可分为三类：燃烧前脱硫，燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(即烟气脱硫FGD)。燃烧前脱硫主要采用洗煤，型煤固硫等技术，降低煤种的硫份，而制砖行业一般采用煤矸石或页岩等工业废渣进行制砖，再处理难

4、度大。而在培烧中加入石灰等固硫剂，在原料燃烧过程中脱硫，就更不可行，因为烧结砖中对CaO含量有严格的限制。因而，对SO2污染的控制最为有效，最为成熟，应用最广泛的是烟气脱硫技术。烟气脱硫是目前国内外研究得最多，烟气脱硫的方法，大致分为二类：一类叫湿法，即采用液体吸收剂如水或碱溶液等洗涤以除去二氧化硫：另一类叫干法，即采用粉体或粒状吸收剂，吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。3、我厂脱硫设备安装的技术标准和要求我砖厂窑炉形式为隧道窑，数量为一条，制砖主要原料为煤矸石，众所周知煤矸石的含硫量普遍偏高，煤矸石含硫量在2%左右，其燃烧后产生的烟气中SO2浓度可达到3200mg/m3以上。根据以上的分析，烟气

5、排放中SO2排放不可以满足工业窑炉大气污染物排放标准（GB9079-1996）850mg/m3的排放标准要求，更达不到晋城市环保局批复的总量控制要求24t/a。如果按照总量控制的要求计算，那么SO2排放的浓度是46mg/m3，因此焙烧窑烟气出口必须安装脱硫装置。针对我厂的申报资料和承建公司的经验，承建公司采用的是“一套旋流板塔湿法脱硫除尘装置”对焙烧窑排放的烟气进行脱硫，脱硫工艺采用双碱法（Na2CO3-Ca(OH)2），该技术相对成熟可靠，脱硫效率可以达到95%以上，经处理净化后SO2排放量约为23.29t/a，可保证达标排放和满足总量控制要求。我厂的脱硫设备的设计参数和排放要求：排放要求序

6、号项目参数备注1需处理窑炉烟气量100000 m3/h2煤矸石含硫量2.0%3窑炉出口烟气温度120估计值4初始SO2浓度3200mg/ m35年运行时间7200h设计参数序号参数名称设计参数1窑炉烟气量100000 m3/h3SO2排放浓度46mg/N m35脱硫效率95%6林格曼黑度1级7脱硫除尘塔系统阻力7）；（2）式为主要的反应：碱性到中性甚至酸性时（5PH7）则按（3）式发生反应。再生过程（石灰乳再生）：2NaHSO3+Ca(OH)2Na2SO3+CaSO31/2H2O (4)Na2SO3+ Ca(OH)2+1/2H2O2NaOH+ CaSO31/2H2O (5)在石灰浆液（石灰达到

7、过饱和状况）中，NaHSO3很快跟Ca(OH)2反应从而释放出Na+,SO3跟Ca2+反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式慢慢沉淀下拉而使Na+得到再生。可见，Na2SO3只是一种启动碱，启动后实际消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱（只是清渣时会带出一些，因而有少量的损耗，不用计算纯碱的运行费用）。脱硫产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后），脱硫产物与灰渣混合从池底清出后作为生成原料重新用于制砖。4. 2、钠碱的制备Na2CO3溶液只是脱硫系统中的启动碱，只需在脱硫循环水第一次运行时才投入，在以后的运行中只有灰渣带出的一部分水分中含有Na+，使其浓度减小，这时才会补充加入钠碱，钠碱投入钠碱池中，与

8、沉淀池中的上清液进行充分融合，脱硫循环液通过水泵送入脱硫塔内参与脱硫反应。脱硫循环液中Na+是循环利用的，但是Ca2+是不断消耗的，它与溶液中的SOeq o(sup 7(2-),sdo 3(3)结合产生沉淀物，使其浓度变小，所以石灰浆液是要持续补充的。石灰加入石灰乳制备罐中，通过搅拌装置使其完全溶解，然后加入石灰池中，与塔体底部流出的循环液混合发生反应，置换出Na+循环利用。4.3、PH控制值的系统 脱硫循环液中的PH值根据运行情况由人工定期检测，如果测得PH值偏低，则需人工向循环池中加入适量的脱硫剂，进入循环池的脱硫剂通过搅拌器得到其充分溶解，使脱硫循环液的PH升高到所需范围内，然后再由脱硫

9、循环泵输送至塔体脱硫。5、脱硫技术实践的几点体会 5.1 脱硫技术是一项涉及多学科的系统工程 脱硫是一项多学科的技术,它涉及到机械学,热力学,流体力学,反应化学,建筑学,材料学等学科.脱硫是一项系统工程,它包括脱硫设备,脱硫工艺,脱硫运行管理三个子系统.因此,对一项脱硫除尘技术要采用科学的态度,树立系统的观念,运用价值工程原理,综合评判其性能价格比. 5.2 脱硫系统是在使用中不断完善的 脱硫是一个复杂的系统工程,产量不同,技术,工艺路线相同,但因窑炉结构形式,燃烧状况,烟气工况,原料含硫量,过氧空气系数,脱硫剂质量,水质,水量,气候及使用管理等条件的不同,运行效果各不相同。随着时间的流逝设备

10、也会凸显出诸多问题，如：设备的腐蚀、脱硫剂的更换等等，都需要进一步的完善。 5.3 脱硫除尘系统的运行管理需要领导重视 任何一项工作离开了领导的重视都很难做好,脱硫系统的运行需要一个科学的管理程序,更离不开领导的重视。从运行管理好的用户经验看,都是领导亲自抓这项工作。在此,我们也真诚地希望,主要领导要重视脱硫工作,变被动为主动,要像重视制砖设备运行一样来重视脱硫系统的运行,要像关注经营业绩和生产成本一样关注脱硫工作。6、 结语 本文中,我结合近二年从事烟气脱硫工作经验,谈了自己对本行业烟气脱硫情况的一些体会和教训,并简单地介绍了我厂的脱硫经验和工作,鉴于砖瓦行业的特殊性,我也希望上级主管部门对

11、进行了烟气脱硫的砖瓦企业进行一些支持和激励,让真正的脱硫技术在砖瓦行业得到广泛的应用,为祖国的蓝天贡献自己的力量。参考文献1 董勇等潍坊简易排烟脱硫设备J环境工程1997,15325-292 卢来印等北京德衡环保脱硫设备J环境工程2005,15325-293 许年云等北京华都兴源环保脱硫设备4 徐永生 双碱法烟气脱硫技术新进展J城市环境与城市生态，1997,4（2）：45-485 余颖等 低浓度二氧化硫废气脱硫研究J环境化学，1990,9 6；1-66 陈理，国外烟气脱硫脱销技术开发近况J化工环保，1997,17 3 ；145-1507 陈理 脱除烟气中SO2和NOX的新技术J化工环保，1997,17 6 ；336-3418 A new ca