輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過(guò)程中的煙氣凈化工作，始于2014年1月1日《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施兩年多來(lái)，隨著環(huán)保部門(mén)對(duì)煙氣檢測(cè)力度的加大，很多輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)在原干燥和燒成工藝環(huán)節(jié)后，摸索著配上風(fēng)機(jī)和噴淋脫硫塔，以期滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。然而，大部分輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)對(duì)煙氣治理本身所具有的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)采用的脫硫工藝和裝備，基本遵行了一種比對(duì)方法，相鄰企業(yè)規(guī)模、相近的窯爐規(guī)格，別人在用，自己也可以用。豈知，此種方式存在較大的決策風(fēng)險(xiǎn)，加之輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)本身技術(shù)人員結(jié)構(gòu)不足以應(yīng)對(duì)脫硫工藝控制要求，以現(xiàn)有輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)中已運(yùn)行的脫硫系統(tǒng)實(shí)踐效果分析，出現(xiàn)了干燥產(chǎn)量或燒成產(chǎn)量降低、不能滿足煙氣量處理能力、顆粒物或二氧化硫超標(biāo)排放、運(yùn)行費(fèi)用較高，不能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等問(wèn)題。
就采用的煙氣治理工藝系統(tǒng)運(yùn)行、脫硫設(shè)備性能、工藝參數(shù)控制等方面的經(jīng)驗(yàn)而言，與大型火電廠、水泥廠對(duì)大氣污染物治理系統(tǒng)相比輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊行業(yè)煙氣治理系統(tǒng)裝備和技術(shù)研究、治理工藝和系統(tǒng)運(yùn)行管理還處于初級(jí)階段，表現(xiàn)為脫硫設(shè)備規(guī)格較亂，性能不完善，脫硫工藝不能適應(yīng)輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊煙氣特征，脫硫工藝參數(shù)控制沒(méi)有成套要求，脫硫系統(tǒng)象征意義多于實(shí)際應(yīng)用等等方面。
此外，部分企業(yè)在環(huán)保法規(guī)和環(huán)保部門(mén)的要求下，對(duì)煙氣治理系統(tǒng)安裝了連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳，如超標(biāo)排放后，不僅需要對(duì)輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊工藝進(jìn)行分析調(diào)整，還得對(duì)脫硫工藝系統(tǒng)進(jìn)行分析控制，此外，還需要對(duì)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行進(jìn)行分析。實(shí)際上，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)管理和技術(shù)人員對(duì)煙氣治理系統(tǒng)和連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是陌生的，對(duì)磚廠而言，煙氣治理和自動(dòng)監(jiān)測(cè)是兩個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域，因此，磚廠在煙氣治理工藝和裝備的選擇、連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)、治理工藝系統(tǒng)運(yùn)行管理等方面，均存在較多需要完善的地方。
輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)中，煙氣具有溫度低、濕度較高、過(guò)?？諝庀禂?shù)較高引起的煙氣量較大、煙氣硫含量波動(dòng)等特征，根據(jù)煙氣特征，現(xiàn)有企業(yè)采用的治理工藝，一般以濕法為主。資料顯示，濕法脫硫工藝中，堿法、雙堿法和石灰法三種方式可用于輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)煙氣凈化工藝，三種方式性能見(jiàn)表1。
輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)采用堿法脫硫較為普遍，其次為雙堿法，采用石灰法的企業(yè)數(shù)量較少。同時(shí)，因煙氣凈化得到的沉淀物數(shù)量較少，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)大多采用拋棄的處理方式，并不考慮副產(chǎn)物石膏的品質(zhì)、生成條件和回收利用。
堿法脫硫工藝以噴淋脫硫塔為核心設(shè)備，脫硫劑為氫氧化鈉，配備水泵和循環(huán)水池，形成濕法噴淋脫硫工藝。堿法脫硫工藝，脫硫循環(huán)液中氫氧化鈉的水溶液
與煙氣中二氧化硫和二氧化碳存在如下反應(yīng)：
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（1）
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（2）
生成的亞硫酸鈉和碳酸鈉的水溶液呈強(qiáng)堿性（pH=11.6），且有一定的腐蝕性，能與空氣中二氧化硫反應(yīng)。
2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3（3）
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3（4）
氫氧化鈉溶液與二氧化硫、二氧化碳反應(yīng)，生成的亞硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鈉均沒(méi)有沉淀反應(yīng)。由于煙氣中含有氧氣，能夠與（1）式和（3）式中生成的亞硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)：
2Na2SO3+O2=2Na2SO4（5）
隨著（4）過(guò)程的進(jìn)行，溶液的pH值將逐漸下降，當(dāng)吸收液中pH值降低到一定程度（Na2SO3減少）時(shí)，溶液的吸收能力降低，吸收率開(kāi)始下降。隨著式（5）氧化反應(yīng)生成Na2SO4。隨著數(shù)量增加，會(huì)使吸收液面上SO2平衡分壓升高，（釋放出SO2）從而降低吸收率。因此，Na2SO4濃度達(dá)5%時(shí)，必須排出一部分母液，同時(shí)保持部分新鮮堿液。為降低堿耗，應(yīng)盡力減少氧化，這是降低操作費(fèi)用的關(guān)鍵之一。
貴州省某磚廠，年產(chǎn)6 000萬(wàn)塊燒結(jié)普通磚生產(chǎn)線，其煙氣治理即為堿法脫硫工藝，配備連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為保證煙氣排放值滿足標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，在調(diào)整循環(huán)液堿度時(shí)，pH值須達(dá)到11~13，噴淋脫硫系統(tǒng)中循環(huán)液的堿度控制偏高，每天堿耗達(dá)到30~35包氫氧化鈉，質(zhì)量約750 kg~875 kg，每噸氫氧化鈉價(jià)格約為3200元，每天堿耗費(fèi)用約為2400~2800元，每月費(fèi)用達(dá)到72000~84000元，大大超出企業(yè)對(duì)煙氣治理成本控制的預(yù)期。
輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊廠在堿法脫硫效率下降的過(guò)程中，操作工并不能完全理解（5）式的化學(xué)反應(yīng)原理。企業(yè)規(guī)定，當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)儀表SO2排放數(shù)值達(dá)到250 mg/m3（允許排放值為300）時(shí)，即要求添加氫氧化鈉以保證煙氣中SO2排放數(shù)值的達(dá)標(biāo)排放。此外，當(dāng)堿法脫硫工藝運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間（60 d~90 d）后，洗滌循環(huán)液逐漸失效，需要暫停脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，更換部分或全部脫硫液體后，重新配制洗滌循環(huán)液。
根據(jù)表1數(shù)據(jù)，堿法脫硫工藝的運(yùn)行費(fèi)用很高，在貴州省部分輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)煙氣治理工藝過(guò)程中，這一點(diǎn)可由化學(xué)反應(yīng)原理和磚廠實(shí)踐相互印證。
雙堿法脫硫系統(tǒng)中，脫硫劑是氫氧化鈉，采用石灰乳化液（氫氧化鈣）作為再生劑，減少氫氧化鈉消耗。氫氧化鈉吸收SO2后，吸收液在循環(huán)回水池內(nèi)用石灰進(jìn)行再生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣或硫酸鈣沉淀，再生后的氫氧化鈉溶液返回洗滌器，減少氫氧化鈉消耗。
洗滌過(guò)程的主要反應(yīng)：
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（6）
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑（7）
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3（8）
吸收過(guò)程中，部分亞硫酸鈉被氧化：
2Na2SO3+O2=2Na2SO4（9）
石灰進(jìn)行再生時(shí)：
CaO＋H2O=Ca(OH)2
2NaHSO3+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO3·0.5H2O+1.5H2O（10）
Na2SO3+Ca(OH)2+0.5H2O=2NaOH+CaSO3·0.5H2O↓
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
此外，洗滌循環(huán)液中亞硫酸鈉與煙氣中O2發(fā)生（5）式的反應(yīng)，出現(xiàn)了堿法脫硫過(guò)程中循環(huán)液吸收率降低的現(xiàn)象，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，同樣需要將其從系統(tǒng)中不斷地移除。
硫酸鈉與石灰乳化液Ca(OH)2能夠反應(yīng)：
Na2SO4+Ca（OH）2+2H2O=2NaOH+CaSO4·2H2O
實(shí)際上，（10）式用石灰將Na2SO4再生為NaOH并不容易，這是因?yàn)槭嗟娜芙舛容^大，當(dāng)有相當(dāng)量的SO2-3或OH-存在時(shí)，Ca2+濃度就非常低，CaSO4·2H2O不能沉淀出來(lái)。
（7）、（8）式中的半水亞硫酸鈣CaSO3·0.5H2O在溶液中，因其溶解度較高，在循環(huán)水池內(nèi)的沉淀并不容易實(shí)現(xiàn)。雙堿法脫硫工藝在運(yùn)行過(guò)程中，由于部分亞硫酸鈉被氧化，其硫酸鈉（Na2SO4）不易再生，積累過(guò)多，會(huì)影響洗滌效率，與堿法脫硫工藝一樣，必須將其自系統(tǒng)中不斷地移除，同時(shí)，需要不斷添加氫氧化鈉以保持pH值。磚廠實(shí)踐中，雙堿法脫硫也缺乏將硫酸鈣沉淀清除的環(huán)節(jié)，因此，出現(xiàn)脫硫液失效現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，同樣需要暫停脫硫系統(tǒng)運(yùn)行，更換部分或全部脫硫液體后，重新配置脫硫液。最終產(chǎn)物是亞硫酸鈣。隨著亞硫酸鈣排出的部分堿液同時(shí)被排出，仍然需要增加NaOH的用量。NaOH再生時(shí)，鈣離子進(jìn)入溶液中，在再生反應(yīng)池內(nèi)并不沉淀出來(lái)，如返回使用時(shí)操作控制不當(dāng)，同樣會(huì)引起洗滌器的結(jié)垢或堵塞，從而失去雙堿法的主要優(yōu)點(diǎn)。
輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)采用噴淋脫硫系統(tǒng)中，采用石灰作為脫硫劑，石灰經(jīng)乳化后形成氫氧化鈣洗滌劑，也是一種成熟的濕式脫硫工藝。
噴淋塔內(nèi)洗滌劑與煙氣中二氧化硫發(fā)生反應(yīng)：
CaSO3·0.5H2O+SO2+H2O=Ca（HSO3）2+0.5H2O（11）
Ca(OH)2+Ca（HSO3）2=2CaSO3·0.5H2O+H2O（12）
pH值較高時(shí)，氫氧化鈣溶液在噴淋塔內(nèi)還與煙氣中二氧化碳發(fā)生反應(yīng)：
Ca(OH)2+ CO2=CaCO3 ↓ + H2O （13）
噴淋脫硫塔內(nèi)半水亞硫酸鈣會(huì)被煙氣中氧氣氧化，形成石膏沉淀。
2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O↓（14）
石灰脫硫后，循環(huán)液中得到了亞硫酸鈣和硫酸鈣，由于他們的結(jié)晶較細(xì)，脫水困難，而將脫硫漿液直接排入渣場(chǎng)。循環(huán)洗滌液中，如果pH值較高時(shí)，碳酸鈣、半水亞碳酸鈣和硫酸鈣的沉淀，使得脫硫系統(tǒng)中噴嘴、除霧器和管道堵塞，這是石灰法目前存在的主要缺陷。
在磚廠的實(shí)際應(yīng)用中，因窯爐過(guò)?？諝庀禂?shù)較高，內(nèi)燃料摻配變化造成煙氣硫含量波動(dòng)等原因，三種脫硫方法堿耗偏高、脫硫效果不穩(wěn)定、噴嘴和除霧器堵塞等現(xiàn)象均有發(fā)生。
無(wú)論采用石灰法、堿法還是雙堿法，大部分輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)煙氣治理工藝均由離心風(fēng)機(jī)將煙氣直接送入噴淋脫硫塔，噴淋塔內(nèi)設(shè)置有噴淋層和除霧器，循環(huán)洗滌液由塔外循環(huán)池通過(guò)防腐蝕泵泵到噴淋層噴嘴進(jìn)行霧化，與離心風(fēng)機(jī)送來(lái)的煙氣進(jìn)行氣液接觸，以便脫硫液吸收煙氣中的二氧化硫和顆粒物，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫的治理。處理過(guò)后的煙氣顆粒物和二氧化硫達(dá)標(biāo)后由煙囪排放。
堿法脫硫時(shí)，磚廠治理流程由風(fēng)機(jī)、噴淋脫硫塔、循環(huán)水池、水泵和煙囪構(gòu)成。采用雙堿法和石灰法時(shí)，治理流程為風(fēng)機(jī)、噴淋脫硫塔、攪拌水池、循環(huán)水池、水泵和煙囪構(gòu)成，增加了攪拌水池。在貴州省，部分輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)采用將煙氣直接進(jìn)入噴淋脫硫塔的治理流程，雖然脫硫塔對(duì)SO2和顆粒物具有吸收和除塵的綜合治理作用，然而，在實(shí)際運(yùn)行中，卻常常出現(xiàn)二氧化硫能夠滿足排放指標(biāo)要求，而顆粒物卻不能滿足排放指標(biāo)要求的現(xiàn)象。由于治理系統(tǒng)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的除塵環(huán)節(jié)，脫硫液長(zhǎng)時(shí)間單向循環(huán)運(yùn)行，煙氣中煙塵和飛灰在脫硫液中濃度增加，對(duì)脫硫液形成污染，造成脫硫效率降低，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中管道、噴嘴和除霧器堵塞。
《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，在1.7基準(zhǔn)空氣過(guò)剩系數(shù)條件下，顆粒物排放指標(biāo)必須低于30mg/m3，對(duì)此，如SO2能夠達(dá)標(biāo)而顆粒物卻超標(biāo)，意味著煙氣治理工藝不合格，觸碰《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》中“超標(biāo)即違法”的法制精神。針對(duì)當(dāng)前磚廠中運(yùn)行的噴淋脫硫塔流程，需要增加專(zhuān)門(mén)的除塵治理環(huán)節(jié)。磚廠煙氣溫度低，濕度大，煙塵顆粒粒徑細(xì)小，不能滿足機(jī)械除塵和過(guò)濾除塵的工作要求，而電除塵器和濕式洗滌除塵器可用于磚廠煙氣治理中專(zhuān)門(mén)的除塵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)脫硫液的清潔循環(huán)并維持脫硫治理系統(tǒng)的工作效率，為顆粒物達(dá)標(biāo)排放創(chuàng)造條件。
電除塵器的應(yīng)用具有占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，收集下的粉塵經(jīng)后期處理可直接摻加到制磚混合料中回收利用，沒(méi)有再次環(huán)境治理難題。濕式洗滌除塵器，除設(shè)備本身占地外，還需要修建循環(huán)水池和沉淀水池，占地面積較多，且隨著水中溶解的SO2增加，對(duì)構(gòu)筑物和洗滌設(shè)備存在影響，系統(tǒng)需要采用防腐處理。運(yùn)行后的廢水存在再次治理的需要，收集下來(lái)的泥漿，可用作制磚混合料。
當(dāng)前，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)濕法煙氣治理工藝中，基本采用噴淋脫硫塔，噴淋脫硫塔及其系統(tǒng)性能與SO2吸收、亞硫酸鈣沉淀等一系列化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)相關(guān)，對(duì)輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)而言，是一個(gè)全新的、陌生的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域和重要裝備。
磚廠濕法脫硫系統(tǒng)中，噴淋塔是其核心設(shè)備，多采用逆流方式布置，煙氣由噴淋區(qū)下部進(jìn)入塔內(nèi)，并向上運(yùn)動(dòng)，堿液或石灰漿液通過(guò)循環(huán)泵送至塔中不同高度布置的噴淋層，由噴嘴噴出的漿液霧化形成的細(xì)小液滴向下運(yùn)動(dòng)，與煙氣逆流接觸，氣液充分接觸，對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，實(shí)現(xiàn)SO2吸收。塔內(nèi)一般設(shè)置3~6個(gè)噴淋層，根據(jù)噴嘴壓力，每個(gè)噴嘴漿液霧覆蓋面積達(dá)到1 m2~2 m2左右，隨著噴嘴數(shù)量的增加，噴淋塔內(nèi)漿液霧覆蓋率可達(dá)到200%~300%，從而提高脫硫效率。在塔內(nèi)噴淋層上方，設(shè)置2~4道除霧器層，避免處理后的煙氣夾帶具有腐蝕性水霧，煙氣最后由煙囪排出。噴淋脫硫塔主要性能見(jiàn)表2。
與填料塔、篩板塔等其他種類(lèi)的吸收脫硫塔相比較，噴淋脫硫塔對(duì)磚廠具有更高的吸引力，是大多數(shù)企業(yè)的主要選擇。就脫硫塔及其系統(tǒng)選擇而言，需要準(zhǔn)確掌握本企業(yè)煙氣中硫含量、煙氣量、煙氣流速、溫度、壓力等技術(shù)參數(shù)，而煙氣中硫含量和煙氣量參數(shù)是確定煙氣治理工藝的基本參數(shù)。由于企業(yè)依據(jù)《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》開(kāi)展煙氣治理工作的時(shí)間較短，加上生產(chǎn)原燃料變化、摻配比、產(chǎn)品品種調(diào)整、日產(chǎn)量波動(dòng)等因素，大部分企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中煙氣硫含量和煙氣量的數(shù)值和變化范圍缺少準(zhǔn)確把握。在治理工藝和設(shè)備的選擇中，基本遵行了一種比對(duì)方法，或以脫硫塔生產(chǎn)企業(yè)的意見(jiàn)為主。而部分脫硫塔生產(chǎn)企業(yè)對(duì)輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊工藝缺乏了解，理論計(jì)算結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐相距較大，使得部分磚廠設(shè)置噴淋脫硫工藝系統(tǒng)后，不僅不能滿足處理煙氣量和脫硫效率要求，不能達(dá)標(biāo)排放，還出現(xiàn)隧道窯產(chǎn)量降低，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的現(xiàn)象，不得不重新配置噴淋脫硫，走了彎路。這是當(dāng)前很多磚廠已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象。
某磚廠根據(jù)脫硫塔生產(chǎn)企業(yè)提出的工藝及裝備建立的煙氣治理系統(tǒng)，運(yùn)行中，煙氣處理量不能滿足要求，造成干燥產(chǎn)量降低，煙氣中顆粒物和二氧化硫無(wú)法達(dá)標(biāo)排放，無(wú)法退貨，被淘汰閑置，見(jiàn)圖1。圖2所示脫硫塔由于系統(tǒng)阻力較大，不能有效降低煙氣中二氧化硫含量，出現(xiàn)超標(biāo)排放。只能減少干燥窯產(chǎn)量、降低生產(chǎn)規(guī)模運(yùn)行。
圖1 被淘汰的脫硫塔
圖2 處理煙氣量不能滿足要求的脫硫塔
圖3所示脫硫塔不能滿足磚廠煙氣治理要求，很快淘汰被當(dāng)作高位水箱使用。
圖3 被淘汰當(dāng)水箱的脫硫塔
圖4所示脫硫塔因不能滿足磚廠煙氣治理和排放指數(shù)要求，被淘汰，成為廢鐵。
圖4 被淘汰的脫硫塔
當(dāng)前，大部分磚廠在煙氣治理過(guò)程中，脫硫液?jiǎn)蜗蜓h(huán)使用，并未考慮亞硫酸鈣氧化生成石膏后沉淀及過(guò)濾回收利用的環(huán)節(jié)。脫硫液中有害物質(zhì)數(shù)量較多時(shí)，將失效脫硫液直接拋棄到渣場(chǎng)，從而簡(jiǎn)化脫硫系統(tǒng)工藝流程、設(shè)備數(shù)量、占地面積和系統(tǒng)造價(jià)。此種條件下，磚廠根據(jù)脫硫塔生產(chǎn)企業(yè)對(duì)噴淋脫硫液的流量和循環(huán)池容量要求，自行建設(shè)配制和儲(chǔ)存漿池。
采用堿法脫硫時(shí)，脫硫液循環(huán)池?cái)?shù)量不多，容積較少。采用雙堿法和石灰法脫硫時(shí)，需要考慮石灰溶解及化合物沉淀的停留時(shí)間，因此，配制漿池和循環(huán)池?cái)?shù)量及容積應(yīng)增加，從而避免硫酸鈣、碳酸鈣離子在噴淋塔內(nèi)結(jié)垢，造成堵塞。對(duì)于沒(méi)有設(shè)置專(zhuān)門(mén)除塵環(huán)節(jié)的磚廠，由于煙塵的影響，循環(huán)池?cái)?shù)量及容積更應(yīng)增加，見(jiàn)圖5、圖6。
圖5 堿法脫硫，2 個(gè)循環(huán)漿池
圖6 雙堿法、單向循環(huán)6，個(gè)循環(huán)漿池
三種脫硫方法中，堿法脫硫中化學(xué)反應(yīng)式（5），由于硫酸鈉增加，循環(huán)液吸收率降低，必須排出一部分母液。由雙堿法脫硫中化學(xué)反應(yīng)式（6）可知，部分亞硫酸鈉被氧化，硫酸鈉的積累會(huì)影響洗滌效率，必須不斷地將之移除。由石灰法脫硫中化學(xué)反應(yīng)式（13）和（14）可知，由于生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣的結(jié)晶較細(xì)，脫水困難，為避免堵塞，需要將部分脫硫漿液排出。
三種脫硫方法中，脫硫液?jiǎn)蜗蜓h(huán)使用的循環(huán)池，由于排出有害漿液的需要，均有必要設(shè)置用于沉淀過(guò)程和泵出有害漿液的旁路渣漿池，或設(shè)置足夠數(shù)量的循環(huán)池。設(shè)置旁路渣漿池或足夠數(shù)量的循環(huán)池，對(duì)維持煙氣治理系統(tǒng)較高的脫硫效率，減少脫硫劑消耗是非常必要的。
輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊煙氣治理工藝屬拋棄法，并不考慮治理流程中副產(chǎn)物的回收利用，流程中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的亞硫酸鈣氧化生成石膏、石膏沉淀及過(guò)濾排出的環(huán)節(jié)，因此，漿液pH值的控制首先以保證系統(tǒng)脫硫效率為主，同時(shí)，盡量避免出現(xiàn)亞硫酸鈣、碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)晶結(jié)垢現(xiàn)象。
洗滌循環(huán)漿液的pH值，對(duì)系統(tǒng)脫硫效率、塔內(nèi)管道、噴嘴、除霧器是否結(jié)垢堵塞、脫硫劑消耗等均具有極大的影響，三種脫硫方法均需要嚴(yán)格控制循環(huán)漿液pH值，并保持穩(wěn)定。某磚廠采用氫氧化鈉和石灰“雙堿法”脫硫工藝，設(shè)置6個(gè)單向循環(huán)漿池，塔內(nèi)漿液回流的第一漿池加入石灰，第四漿池加入氫氧化鈉溶液，洗滌循環(huán)液用試紙檢測(cè)，第一漿池pH為11，根據(jù)脫硫塔生產(chǎn)企業(yè)建議，第六漿池需要保持pH值達(dá)到13（見(jiàn)圖7、圖8）。
圖7 人工添加石灰
圖8 人工添加氫氧化鈉
人工添加石灰和氫氧化鈉時(shí)較為隨意，圖8中工人曾一次加8包氫氧化鈉，質(zhì)量達(dá)到200 kg。資料顯示，石灰法脫硫工藝中，洗滌循環(huán)液pH應(yīng)嚴(yán)格控制為7~8，pH超過(guò)8時(shí)，生成CaSO3·0.5H2O軟垢；pH超過(guò)9時(shí)，循環(huán)漿液產(chǎn)生式（13）化學(xué)反應(yīng)，吸收煙氣中的CO2，從而導(dǎo)致CaCO3結(jié)垢。
堿法脫硫工藝中，洗滌循環(huán)液pH控制為11~13，較高pH值有利SO2的吸收。隨著pH值的降低，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充氫氧化鈉，雙堿法脫硫工藝中，入塔洗滌循環(huán)液pH應(yīng)控制為11~13，石灰再生反應(yīng)池pH不低于7。入塔洗滌循環(huán)液pH降低時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充氫氧化鈉。
根據(jù)《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》和《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)需要安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）對(duì)污染物進(jìn)行連續(xù)地、實(shí)時(shí)地跟蹤測(cè)定。CEMS系統(tǒng)由顆粒物、氣態(tài)污染物、煙氣排放參數(shù)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理等子系統(tǒng)構(gòu)成。測(cè)定煙氣中顆粒物和氣態(tài)污染物濃度、測(cè)量煙氣溫度、壓力、濕度、流速等參數(shù)值，并計(jì)算出煙氣中污染物濃度和排放量，同時(shí)自動(dòng)傳輸。CEMS系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)層次較高，其中，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及其重要，因此，CEMS系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行及管理的人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)才能上崗，就目前磚廠技術(shù)人員能力而言，很多磚廠沒(méi)有能力承擔(dān)。
首先，對(duì)磚瓦企業(yè)而言，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊煙氣治理系統(tǒng)、設(shè)備及運(yùn)行管理是全新的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，系統(tǒng)影響因素較多，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放難度較大，運(yùn)行管理要求很高，需要對(duì)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，建立專(zhuān)項(xiàng)的管理維護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，降低脫硫劑消耗和運(yùn)行費(fèi)用。
其次，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)工藝總結(jié)及管理，準(zhǔn)確把握煙氣性能參數(shù)，與環(huán)保設(shè)備企業(yè)、科研院所和設(shè)計(jì)院共同提出切實(shí)可行的煙氣治理工藝流程，避免盲目采用脫硫設(shè)施后，卻不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，脫硫塔被淘汰的情況發(fā)生。
第三，現(xiàn)有磚廠煙氣治理工藝中，需要采用電除塵器或濕法除塵器的專(zhuān)門(mén)除塵環(huán)節(jié)，降低煙氣中顆粒物含量。當(dāng)采用濕法除塵器時(shí)，不僅能夠降低煙氣中顆粒物數(shù)量，同時(shí)減少SO2的含量。專(zhuān)門(mén)的除塵環(huán)節(jié)，能夠保持脫硫漿液的清潔循環(huán)狀態(tài)，有利于提高噴淋脫硫塔脫硫效率和降低堿耗，效果及其明顯。
第四，針對(duì)堿法、雙堿法和石灰法三種脫硫工藝中，循環(huán)脫硫液內(nèi)均能夠產(chǎn)生有害化合物及結(jié)晶沉淀，需要增加循環(huán)漿池?cái)?shù)量或建立旁路的沉淀池，方便廢液及時(shí)泵出，避免噴淋塔內(nèi)的結(jié)垢堵塞和降低堿耗。
第五，拋棄法煙氣治理工藝中，循環(huán)脫硫漿液的pH值首先需要保證系統(tǒng)較高的脫硫效率，因pH值對(duì)脫硫液化合物是否結(jié)晶沉淀的影響較大，因此，氫氧化鈉和石灰的添加時(shí)間和數(shù)量，需要根據(jù)pH 值確定。不同脫硫工藝，都需要嚴(yán)格控制脫硫循環(huán)漿液的pH值，才能保持較高脫硫效率和有效降低氫氧化鈉和石灰的消耗，避免堵塞現(xiàn)象。
第六、輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊熱工系統(tǒng)中過(guò)?？諝庀禂?shù)的高低，除與《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的1.7基準(zhǔn)空氣過(guò)剩系數(shù)比值相關(guān)，對(duì)是否達(dá)標(biāo)影響較大外，還對(duì)循環(huán)脫硫液內(nèi)亞硫酸鈉和碳酸鹽氧化影響較大，由于式（5）氧化反應(yīng)生成的Na2SO4再生NaOH不順利，間接地增加了氫氧化鈉的消耗，因此，嚴(yán)格控制熱工系統(tǒng)的過(guò)?？諝庀禂?shù)（即煙氣中的氧含量）是必要的。企業(yè)煙氣治理工作不能僅僅依靠采用末端治理的方式來(lái)減少對(duì)環(huán)境的影響，其代價(jià)不僅是要花費(fèi)大量的處理費(fèi)用，而且還要消耗能源。因此，磚廠煙氣達(dá)標(biāo)排放工作，必須建立在原燃料性能、產(chǎn)品綱領(lǐng)、制磚工藝及設(shè)備、治理系統(tǒng)優(yōu)化等生產(chǎn)全過(guò)程管理的基礎(chǔ)條件上，才更加經(jīng)濟(jì)合理可行。目前，輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊企業(yè)煙氣治理工作面臨著治理工藝的選擇、脫硫裝備性能的適應(yīng)性和運(yùn)行管理要求高等三個(gè)方面的困難，急需燒結(jié)墻體材料行業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)、研究和環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，共同對(duì)輕質(zhì)磚中墻建材蒸壓加氣混凝土砌塊煙氣治理工藝和裝備提出完整的技術(shù)規(guī)范，從而為燒結(jié)墻體材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供必要的條件。
———— 轉(zhuǎn)載自《磚瓦》,
———— 轉(zhuǎn)載自《磚瓦》,作者：陳榮生，陳蕾