碱渣滤饼制备脱硫剂关键技术分析

杜亚杰（ 华北理工大学，河北 唐山 063009　）



碱渣滤饼制备脱硫剂关键技术分析

杜亚杰
（ 华北理工大学，河北 唐山 063009）

摘 要：碱渣问题一直是碱厂的技术难题，碱渣浆液经压滤后的碱渣滤饼更是难以攻克。将碱渣滤饼破碎打散均质后，制备成烟道气脱硫剂，可以实现以废治废、变废为宝的目的。综合碱渣滤饼的物化特性，分析了在制备脱硫剂过程中的几个关键点。

关键词：碱渣；滤饼；脱硫剂

0　前言

纯碱是一种重要的基础化工原料，广泛应用于化工、冶金、建材、造纸、医药、食品等行业［1］。由于氯化铵使用受到限制，氨碱法制碱仍是我国北方碱厂生产纯碱的主要方法。氨碱法制碱在生产过程中产生大量的废渣、废液，这些废渣，目前技术无法全部处理，绝大部分为大面积堆放，或填入大海。造成大量土地资源浪费和环境污染［2］。如果将这部分废渣充分回收利用，代替石灰石，用于燃煤锅炉烟道气脱硫，不但对环保具有重大的意义，还可以节省大量的资源。

碱渣呈白色颗粒状，粒度小，空隙大，含水在60%～70%之间。碱渣固相的颗粒非常细，其中95%以上的颗粒粒度在25μm以下［3］，通过扫描电镜分析和能谱分析得知，碱渣的主要成份为结晶不良的粒状碳酸钙及片状氢氧化镁，其粒径通常为2～5μm，集合体直径在10μm左右，而其聚集直径可达15～25μm，其粒径远远小于现行燃煤锅炉石灰石—石膏法烟气脱硫的石灰石的粒径。由于碱渣的粒度小，比表面积大，粒子带负电荷，因而具有溶胶的性质［4-6］，而经过压滤机压滤过后的碱渣，粒子重新团聚，具有一定硬度和粘度，尤其是经过一段时间后，表面水分蒸发，硬度更大，因为其中含有的镁粒子，使碱渣具有一定的粘性，在碱渣碱渣表面形成保护膜，使滤饼内部的水分无法蒸发，故碱渣滤饼在调浆过程中，打散解聚很难。

1　碱渣滤饼制备脱硫剂的方法

碱渣的主要成份为：碳酸钙、氢氧化镁和硫酸钙，他们的含量占60%～80%；而氯盐成份氯化钙和氯化钠含量为12%～22%，还有少量的酸不溶物。碱渣的PH值一般为10～12，属高碱性物质，具有腐蚀性。碱渣经压滤后的滤饼性质特殊，具有一定的硬度和粘度。制备脱硫剂工艺方法为，先将此固体碱渣破碎，经过几级破碎后，进入配制罐，配置成浓度为15%～20%的碱渣浆液，且控制浆液的粒径。经灰乳精制系统后将浆液打入均质器，经过高速解聚打散搅拌，达到粒径在37μm以下的碱渣浆液，即可达到烟道气脱硫剂的要求。由于碱渣中含有氯离子，再进行降氯和稠厚工序。工艺流程见图1。

图1　碱渣滤饼制备脱硫剂工艺流程

2　关键点分析

2.1破碎过程关键点分析

碱渣滤饼制备脱硫剂，工艺要求第一步为破碎工艺。由于碱渣中含有氢氧化镁，镁离子的存在会增加碱渣的粘度，在选择破碎机时，要考虑滤饼均匀破碎且不会粘附在设备上，影响设备的正常使用，影响破碎效果；碱渣中含有约10%左右的沙子，这可增加碱渣的松散性，在选择破碎机时，桨型及桨叶间间隙为关键点，要考虑桨叶的耐磨性，更换设备的频率不能太高，以致影响整套工艺。破碎完成后进入浆液配置工序。

2.2配置过程关键点分析

碱渣滤饼经过破碎工艺后，变成粒径均匀的碱渣泥，进入配制罐配置脱硫剂所需浓度的浆液。配置过程中的关键点为，碱渣本身的含水率要记入水的配比当中。且配置工序要均匀搅拌，保证固态碱渣不堆积沉淀。且破碎、配置过程为连续过程，经配置罐配置后的碱渣浆液粒径控制在一定的范围之内，减小均质罐的负荷。

2.3均质过程关键点分析

滤饼碱渣经过破碎、配置后，达到液体脱硫剂的浓度要求，经过灰乳精制系统排除大颗粒固体碱渣及细沙后，进入均质器。均质器为高速搅拌剪切设备，达到解聚效果。均质过程关键点为既要保证高转速解聚，又要尽可能降低功率，实现脱硫剂的经济效应。

3　结论

碱渣滤饼性质特殊，破碎、打散解聚非常困难，实现可工业化应用更加不易。但其运输方便，用其制备脱硫剂，可实现固体废弃物的综合利用价值，对纯碱企业的长久发展意义非常重大，且势在必行。

参考文献：

［1］王晓娜，张云峰，王亚飞等.氨减法纯碱厂废渣综合利用［J］.化学工程师，2014（02）：32-34.

［2］茅爱新.氨减法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用［J］.化学工业与工程技术，2001，22（02）：31-32.

［3］王秉钧，耿县如，刘忠华等碱渣综合利用制备液体脱硫剂技术研究［J］.纯碱工业，2015（06）：12-14.

［4］田永淑.氨碱厂碱渣的综合利用［J］.中国资源综合利用，2003，（04）：20-21

［5］王文宗，王君璋，朱群意等.海水白泥乳烟气脱硫试验研究［J］.节能技术，2004，1（01）：35-37.

［6］张新玲，李春虎，侯影飞等.用白泥和赤泥制备烟气脱硫剂［J］.化工环保，2008，8（03）：258-261.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.032

作者简介：杜亚杰（1981-），女，河北唐山人，在职研究生，高级工程师。