煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚產(chǎn)生的污染源治理方案探討

摘要:利用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)多孔磚、空心磚，達(dá)到了節(jié)能、保護(hù)耕地、保護(hù)環(huán)境的良好效果，同時(shí)也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益。但由此也產(chǎn)生了一些污染問(wèn)題，現(xiàn)以淮北雙林煤矸石廠為例，探討煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚產(chǎn)生的污染及治理方案。

關(guān)健詞:煤矸石;燒結(jié)磚;污染源;治理

中圖分類號(hào):F270文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)01-0189-02

引言

煤矸石燒結(jié)多孔磚、空心磚生產(chǎn)技術(shù)是中國(guó)綜合利用煤矸石的一項(xiàng)成熟技術(shù)，自20世紀(jì)80年代末，中國(guó)在消化吸收國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情的煤矸石燒結(jié)多孔磚、空心磚生產(chǎn)技術(shù)。利用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)多孔磚、空心磚，達(dá)到了節(jié)能、保護(hù)耕地、保護(hù)環(huán)境的良好效果，同時(shí)也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益。但由此也產(chǎn)生了一些污染問(wèn)題，現(xiàn)以淮北雙林煤矸石燒結(jié)磚廠為例，探討煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚產(chǎn)生的污染及治理方案。

一、煤矸石化學(xué)成分

該廠為利用煤矸石自身能源焙燒產(chǎn)品，生產(chǎn)能力為年產(chǎn)5 000萬(wàn)標(biāo)塊煤矸石燒結(jié)磚。煤矸石年用量為14.5萬(wàn)噸。原料用臨渙選煤廠的矸石，該煤矸石的發(fā)熱量為2 472 kJ/kg(干基)，主要化學(xué)成分(見(jiàn)表1)。

表1 原料化學(xué)成分表(%)

二、工藝流程及產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)圖

整個(gè)工藝流程由四部分組成:原料制備;成型及切坯;干燥與焙燒;成品檢驗(yàn)與堆放。具體工藝流程及排污節(jié)點(diǎn)如下(見(jiàn)下頁(yè)圖1):

三、污染源治理方案

從下頁(yè)產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)圖可以看出，該廠在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)有廢氣、噪聲和固體廢物產(chǎn)生，固體廢物主要為切條及切坯工序產(chǎn)生的廢泥坯、出窯時(shí)產(chǎn)生的廢磚及除塵灰等。切條及切坯工序產(chǎn)生的廢泥坯及除塵灰，可返回生產(chǎn)工序，廢磚經(jīng)破碎后也回用于生產(chǎn)工序。噪聲治理通過(guò)將破碎機(jī)、攪拌機(jī)、空壓機(jī)、真空機(jī)等機(jī)械噪聲比較大的設(shè)備基礎(chǔ)底座上安裝減振墊，加裝隔聲罩，風(fēng)機(jī)安裝消聲器，經(jīng)過(guò)治理后，對(duì)廠界噪聲影響較小。破碎車間的粉塵可以通過(guò)袋式除塵器處理，其除塵效率≥95%，收集下來(lái)的粉塵可以進(jìn)行回收利用作為制磚的原料。

主要污染源來(lái)自于焙燒窯廢氣。焙燒窯正常燃燒后是利用原料本身的熱值就能夠滿足生產(chǎn)過(guò)程中的熱能消耗，不需添加其他燃料，產(chǎn)生的污染物主要有煙塵、SO2。

淮北市是一座以煤為主要能源結(jié)構(gòu)的工業(yè)城市，SO2的總量控制指標(biāo)已經(jīng)接近飽和，對(duì)于該廠，根據(jù)淮北市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所提供的檢驗(yàn)報(bào)告，煤矸石中硫的含量為0.256%，煤矸石磚中殘留的硫含量為0.16%，每年需要用煤矸石14.5萬(wàn)噸，如果不進(jìn)行煙氣治理，經(jīng)計(jì)算，SO2產(chǎn)生濃度407mg/m3，SO2產(chǎn)生量為278.4t/a，煙塵產(chǎn)生濃度為42.9mg/m3，產(chǎn)生量為32.5t/a。煙氣必須進(jìn)行除塵脫硫。

隧道窯煙氣經(jīng)干燥窯及煙道降塵，污染物被坯垛過(guò)濾、吸附、沉降后，尾氣采用脫硫除塵器處理。

脫硫除塵采用雙堿法，當(dāng)爐、窯尾氣由引風(fēng)機(jī)牽引進(jìn)入一級(jí)反應(yīng)室與鈉型堿霧得以充分混合、碰撞，反應(yīng)室液氣比達(dá)2L/m3，尾氣中的粉塵顆粒以及二氧化硫被堿溶液充分吸收，其反應(yīng)方程式:

SO2+H2O→H2SO3，H2SO3+Na(OH)2→NaSO3+H2O

然后被堿霧充分混合的尾氣在通過(guò)立式文丘里管時(shí)被充分壓縮，細(xì)小的粉塵濕顆粒以及反應(yīng)的產(chǎn)物相互碰撞、混合而結(jié)合成粒徑相對(duì)增大的顆料，質(zhì)量也相應(yīng)增加，通過(guò)文丘里管后進(jìn)入到脫硫除塵器內(nèi)的二級(jí)置換反應(yīng)室，進(jìn)入置換反應(yīng)室后混合煙氣與石灰漿溶液發(fā)生混合反應(yīng)，細(xì)小的顆粒進(jìn)一步增大，二氧化硫與堿溶液進(jìn)一步反應(yīng)，鈉鹽溶液與氫氧化鈣溶液也產(chǎn)生反應(yīng)，其方程式 :

Na2SO3+Ca(OH)2→CaSO3↓+ CaSO4↓+NaOH

H2SO3+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O

酸堿反應(yīng)沉淀物、廢氣中的顆料以及濕煙氣從置換反應(yīng)室進(jìn)入到分離反應(yīng)室，干凈煙氣進(jìn)入脫水室經(jīng)二級(jí)脫水后外排，顆粒與沉淀物進(jìn)入初沉池沉淀反應(yīng)。整個(gè)過(guò)程由于NaOH最終被置換出來(lái)，故消耗量很少。主要脫硫劑為石灰Ca(OH)2，生成物為穩(wěn)定的硫酸鈣及亞硫酸鈣。經(jīng)過(guò)雙堿法進(jìn)行脫硫除塵處理后，煙氣排放中除塵效率達(dá)到50%以上，脫硫效率達(dá)到80%以上，煙氣林格曼黑度<1級(jí)。

隧道窯煙氣經(jīng)脫硫除塵后，煙塵排放濃度為21.5mg/m3，排放量為16.25t/a，煙(粉)塵排放量為23.65t/a。放濃度為81.4mg/m3，排放量為55.7噸/年。這樣，SO2的一年排放量減少了222.7噸，符合了達(dá)標(biāo)排放和總量控制的要求。

結(jié)束語(yǔ)

采用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚，是有利于城市環(huán)境和生態(tài)的好項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)固體廢物的利用，既消除了污染源，又節(jié)約了燒磚用的耕地和煤，但生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境空氣，因此，只有通過(guò)切實(shí)可行的治理措施，才能做到達(dá)標(biāo)排放并符合總量控制的要求。為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為同類型的企業(yè)煙氣治理提供了有益的借鑒，具有較好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn):

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