探究炭黑尾气脱硫脱硝一体化技术

宋超 浙江德创环保科技股份有限公司

炭黑是一种重要的工业材料资源，不仅可以用于燃料，制作中国墨、油墨和油漆等，同时还能用于橡胶工业，是一种极为重要的橡胶补强剂。但在炭黑生产的过程中，会产生大量的尾气，这些尾气含有一定的有害气体、易爆气体、炭黑粉尘以及氢气、一氧化碳等，如果直接排放会对空气环境造成较为严重的破坏，威胁到人类自身的健康，而且，因为尾气中含有较高的热能，在脱硫脱硝后能进而二次开发，进行发电、供热等。但传统的脱硝脱硫工艺占地面积较大，耗时耗力，且效率较低，同时还具有二次污染的风险，而采用脱硫脱硝一体化技术，烟气脱除的效率极高，能实现多种污染物的协同脱除，从而降低企业的成本，实现经济效益的最大化。

一、炭黑及炭黑尾气简述

炭黑是含碳物质，如煤、天然气、重油、燃料油等，在空气不足的条件下，经过不完全的燃烧或者是受热分解而产生物质。炭黑既可作为黑色的染料，用于制造中国墨、油墨和油漆等产品，也可用做橡胶的补强剂。我国是世界上最早生产炭黑的国家。在我国古代，人们通过焚烧动植物油或松树枝，收集火烟凝成的黑灰，用来调制墨和黑色颜料，这就是最初的炭黑。步入二十世纪后，随着科技的发展，人们发现炭黑对于橡胶具有极高的补强作用，从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可或缺的原材料。

炭黑尾气，在英语中称为“oあ -gas carbon black production”，是从炭黑烟气中分离炭黑以后剩余气体的总称。在炭黑生产过程中，会产生大量的尾气，其中包含微量的炭黑以及可燃性气体与毒害性物质。其中可燃性气体主要包括一氧化碳、甲烷和氢等；而有毒害性物质则包括硫化钙、二氧化硫和氮等，这些有毒害性物质能污染周围的大气环境。随着我国对环保的重视，特别是对二氧化硫和硝排放量的控制，炭黑生产企业针对炭黑尾气脱硫脱硝就成为必不可少的任务。

二、炭黑尾气脱硫脱硝一体化技术应用的优势

（一）节能环保且提高效益

脱硫脱硝一体化技术时烟气污染治理比较实用的技术，具有良好的节能环保效果。在以往的炭黑生产中，很多企业对于烟气硫、硝的处理，大都是依靠单独的技术系统分别进行，这样不仅会占用较大的用地面积，应用方式运作的成本也较高，而且在运行中还存在着二次污染的情况。所以，传统炭黑尾气脱硫脱硝技术的节能效益较低。而采用脱硫脱硝一体化技术，减少了技术应用的占地面积，优化了生产流程，避免了二次污染情况的发生，这样就能有效节约运作成本，实现节能环保且提高企业的经济效益。

（二）具有较强的适用性

正如笔者在前文所说，传统的炭黑尾气脱硫脱硝技术，因为是单独存在的，运用脱硫脱硝技术进行炭黑尾气的治理，往往会占用较大的面积，空间利用率较低，且因为存在着二次污染的情况。如果炭黑生产企业在空间方面无法满足传统炭黑尾气脱硫脱硝技术运作的需求，进行脱硫脱硝实现炭黑尾气的再次利用就会存在着较大的困难。而运用脱硫脱硝一体化技术，则具有极强的适用性，能满足小企业炭黑尾气脱硫脱硝生产的需求。

三、炭黑尾气脱硫脱硝一体化技术的应用分析

（一）选择性催化脱硫脱硝技术

在炭黑尾气脱硫脱硝处理工作中，生产企业可以采用选择性催化脱硫脱硝技术。如运用栲胶作为催化剂进行脱硫脱硝生产工艺。先利用高温进行炭黑尾气的脱硫处理，然后利用栲胶中的丹宁物质经过碱性降解生成聚酚类物质，利用分子中的酚羟基对炭黑尾气种的二氧化硫等物质进行氧化还原反应，这样能将炭黑尾气中的二氧化硫成功转化为无毒无害的硫化物，从而实现炭黑尾气的脱硫脱硝处理。

（二）氯酸氧化法脱硫脱硝技术

在炭黑尾气脱硫脱硝一体化生产工艺中，氯酸氧化法是一种较为新颖且十分高效的液相脱硫脱硝一体化技术。这种生产处理技术的工作原理是将炭黑生产过程中产生的尾气排放到氧化吸收塔当中，促使炭黑尾气中的二氧化硫、一氧化氮等物质被氯酸氧化生成氯化氢、硫酸和硝酸等物质。在此基础上，工作人员可以在吸收塔中放置适量的氧化氢钠和硫化钠吸收剂，以有效吸收参与酸性气体的作用。在炭黑生产中，运用这种尾气脱硫脱硝一体化技术，其适用性较强，对环境没有什么要求，而且脱硫脱硝的效率较高，能够满足炭黑生产企业对炭黑尾气脱硫脱硝的要求。

（三）其他脱硫脱硝技术

在当前的炭黑尾气治理中，还有很多的脱硫脱硝一体化技术。如中橡集团炭黑工业研究设计院开发的炭黑生产过程中废气脱硫脱硝一体化技术：首先将脱水尾气送入到尾气燃烧器，与助燃空气相混合燃烧，得到尾气燃烧气，再将尾气燃烧气送进锅炉炉膛和第一部分脱水废气在高温中混合，一次通过锅炉水冷壁管、过热器与第二部分脱水废气混合，进入脱硝反应器进行脱硝处理，再将处理完的废气与第三部分脱水废气相混合进入到脱硫塔进行脱硫处理。这种脱硫脱硝处理方法可利用炭黑生产企业现有的脱水、脱硫和脱硝设备，实现炭黑废气的综合治理，实现废气排放达标，不会造成二次污染。

四、结束语

综上所述，炭黑是一种十分重要的工业材料资源，作为炭黑生产企业，要想促进自身的健康、稳定、可持续发展，创造出更多的社会经济效益，就必须高度重视环境的治理，积极研发高校节能环保的炭黑尾气脱硫脱硝一体化技术，提高炭黑尾气脱硫脱硝的效率，降低炭黑尾气对生态环境造成的污染。