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四、建陶环保治理的总体思路
目前,建筑陶瓷生产线中80%的窑炉都采用自制水煤气,而制粉工段基本都采用煤粉或水煤浆。我国将长期坚持以煤炭为主的能源战略,针对建陶生产特点及现状,在烟气治理方面,单纯改用清洁能源并不现实。
工业窑炉的环保模式分为燃烧前(如洗选煤等)、燃烧中(炉内喷钙等)、燃烧后(烟气治理)三种模式,鉴于建筑陶瓷污染物多途径产生的机理,最适宜的就是采用终端治理模式,即对燃烧后的烟气中的污染物进行环保处理。
对于主要污染物硫的脱除,按照脱硫剂形态,分为湿法(90%)、干法、半干法。湿法又分石灰法、钠碱法、双碱法、氨法等等。“石灰石-石膏法”俗称“钙法”,是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。因此,建陶行业中采取成熟并得到广泛应用的‘石灰石—石膏法’为佳。
五、窑炉的烟气治理
窑炉烟气主要污染物为SO2及颗粒物,其它污染物占比相对较小,可通过湿法协同去除。根据实际检测和调研,窑炉烟气中SO2浓度基本在150-600mg/m³,颗粒物的浓度基本在80-200mg/m³。
1、“双碱法”的局限性
目前业内的窑炉烟气环保装备,脱硫大多采用的是“双碱法”,具有很大的技术局限性。其采用NaOH做启动吸收剂来吸收SO2,然后再通过Ca(OH)2将Na2SO3或Na2SO4置换回NaOH。主要反应如下:
①吸收反应
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
2Na2SO3+O2→2Na2SO4
②再生置换反应
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3
Na2SO4+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO4
事实上,由于石灰及NaOH的量很难精准控制以及Na2SO4的化学稳定性,其中大部分Na2SO4并未参与置换反应,使得Na2SO4含量持续累积,造成脱硫效率不断下降,致使NaOH的加入量越来越多,pH值也越来越高,最终使双碱溶液饱和而失去脱硫效果。在此情况下,只有通过换液才能暂时解决问题,因而不能实现长期稳定达标运行。另外,因为要更换的混合液里含有NaOH、Ca(OH)2等多种化学物质,不仅造成了资源浪费,还会形成污染的二次转移,不符合外排标准和环保原则。“双碱法”既做不到长期稳定达标排放,又因钠碱价格较贵,大量消耗,导致长期的运行成本居高不下,这是目前所有采用“双碱法”的陶瓷企业普遍遇到的困境。
另外,“双碱法”需配有相当规模的沉淀池。占地面积大,因池子外露,还造成大量水分被蒸发,同时部分未被脱除的SO2、HCl等有害气体也会随之溢出。
2、基于“石灰石-石膏法”的烟气一体化治理技术
①脱硫反应原理如下
吸收:Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
氧化:2CaSO3+O2→2CaSO4
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