钠法脱硫渣的资源化利用研究

李峰 薛海 尹向辉

摘要：玻璃窑炉采用钠法半干法脱硫后产生的脱硫渣成分以硫酸钠为主，但产量较大，不易综合利用，不能随生活垃圾排放，只能长期堆放于厂区内，给生产企业造成极大负担。本文在从钠法脱硫渣成分分析的基础上，提出资源化方案，并从经济技术角度进行分析，认为此类脱硫渣资源化的技术可靠，成本低，经济效益可观，同时对完善烟气处理的产业链开辟了新的思路。

关键词：脱硫渣；资源化

引言

国内多数玻璃窑炉生产时由于使用重油、石油焦粉等燃料，产生的烟气中含有大量的SOx、NOx、烟尘等大气污染物，中国重型机械研究院股份公司在分析研究工业窑炉使用不同燃料所产生的烟气中污染物性质的基础上，开发出适合于工业窑炉烟气脱硫除尘脱硝及余热回收利用的合理工艺路线，即：钠法半干法脱硫技术、电除尘和SCR脱硝及余热回收，目前国内多数玻璃生产企业均采用了此烟气综合治理工艺路线。

然而，上述工艺路线虽解决了烟气的污染，但伴生的大量脱硫副产物即脱硫渣成为企业新的负担，根据分析，脱硫渣主要以Na2SO4为主，部分玻璃窑炉生产过程中需要加入一种原料为芒硝，因此可以将脱硫渣回用于玻璃生产，但是脱硫渣产量过大，玻璃生产仅需要少量的芒硝，无法消化大量的脱硫渣，并且由于脱硫渣仍含有一些杂质元素，不能作为普通垃圾排放，只能长期堆放于厂区内，同时堆放场地还需做防渗、防雨、防二次扬尘等处理，给生产企业造成较大的经济负担，因此迫切需要对此类脱硫渣进行无害化处理。

1 玻璃窑炉烟气钠碱半干法处理工艺

玻璃窑炉烟气首先引入脱硫塔，将一定浓度的NaOH溶液以雾滴的形式与烟气逆向喷入吸收塔内，通过与SOx反应，脱除烟气中的SOx，雾滴高温蒸发后形成脱硫副产物颗粒，一部分落入塔底灰斗，另一部分随烟气进入后续的电除尘器，通过电除尘器将烟气中的粉尘和脱硫副产物捕集净化，然后烟气再进入脱硝单元，在催化剂的作用下NOx与喷入的NH3反应生成无污染的N2和H2O，最后经余热锅炉回收烟气中的余热后，经风机由烟囱排出。

2 脱硫渣成分分析

选取某玻璃厂提供的脱硫渣及电场灰，进行化学分析，取两周运行采样的平均数据，分析结果见表2-1。

通过上表可以看出，

（1）此类脱硫渣以Na2SO4为主；

（2）根据工艺路线，脱硫塔内烟气与喷入的钠碱溶液为逆流反应，大颗粒、反应不充分的脱硫剂以干态型式落入脱硫塔灰斗，反应充分的微细颗粒随烟气进入电除尘，靠除尘器收集下来，因此从表中可以看出脱硫塔收集的Na2SO4成分较电除尘器收集的比例低。

3 脱硫渣产量确定

工程实际运行中收集的脱硫渣包含：烟气中的粉尘、SOx与脱硫剂反应生成物和部分未完全反应的脱硫剂，由于采用的是半干法脱硫技术，脱硫反应分湿法和干法两个阶段：

以山東烟台某玻璃瓶罐制品公司为例，4条玻璃窑炉生产线满负荷生成排放的烟气通过半干法脱硫+电除尘烟气处理系统后收集的渣量为25t/d。

4 脱硫渣处理工艺方案

如果对脱硫渣仅进行无害化处理，不仅浪费资源，而且需要占用大量土地资源，经过与相关化工企业的合作研究，确定了合理经济的处理工艺路线，达到了此类脱硫渣资源化回收处理，即回收其中的硫酸钠成分，在达到处理脱硫渣的同时创造了经济效益。

（1）工艺路线确定

根据上述描述，脱硫渣中硫酸钠含量较高，硫酸钠溶于水，因此可将脱硫渣进行水溶，通过过滤脱除掉水不溶物等杂质，得到精制的硝水，精制的硝水可结合采用制备硫酸钠成品的化工工艺，即采用三效蒸发、离心分离、干燥等工艺，得到无水硫酸钠成品。同时，在三效蒸发过程中浓缩的母液又返回至净化装置再净化，达到循环控制杂质含量，保证产品稳定性的目的。

（2）工艺流程描述

首先将脱硫渣输送至水溶罐，经水溶后的溶液进行过滤后流入硝水罐，滤渣外运，硝水再经预热后送入蒸发器进行三段蒸发结晶，蒸发浓缩后的硝浆送至硝增稠器，再通过离心机进行离心分离，分离的湿硝落入硝沸腾干燥床干燥成干硝，最后通过筛分得到无水硫酸钠产品。

脱硫渣——水溶——过滤——预热——蒸发结晶浓缩——增稠——离心——干燥——筛分——产品

5 经济效益分析

根据脱硫渣产量25t/d，配套建设一条硫酸钠生产线，年产量为6000t/a，参考现有市场无水硫酸钠的平均价格为500元/t，年产生经济效益300万元/a。

成本分析主要为日常运行消耗，主要消耗见下表：

6 结语

通过上述研究，可得到如下结论：

（1）钠法脱硫渣的资源化处理从经济技术角度分析是可行的。

（2）实现了变废为宝，减轻了企业负担。

（3）完善了烟气处理的产业链，对烟气处理后副产物的资源化处理开辟了新的思路。

参考文献：

[1]李彦涛、黎七中.玻璃熔炉烟气脱硫、除尘、脱硝技术开发. 重型机械，2006，41-45

[2]胡莺.离子交换膜电解再生钠碱脱硫渣的研究[D].华东理工大学，2013

[3]高建明、张云鹏、陈吓敏、张旭.半干法烟气脱硫产物资源化利用初探[J].中国钢铁业，2009年11期