瀝青拌合設備二氧化硫等燃燒廢棄物處理探究

周戰朋 吳卓君 吳宸棟

隨著我國經濟發展水平的不斷提高，公路總里程不斷延長，瀝青作為一種重要的建設材料，在我國社會建設的各個方面均有廣泛應用。但是瀝青在拌合的過程當中很容易出現煙氣這些煙氣當中含有許多有害物質，會對周邊環境以及人體健康造成一定的影響，為此對于瀝青拌合過程當中產生的二氧化硫等氣體需要進行無害化處理。

一、瀝青拌合燃燒廢棄物危害

在瀝青拌合設備的使用過程當中，由于瀝青在加熱過后會在攪拌艙內散發出大量的煙氣，這種瀝青煙氣如果不能及時處理，將會擴散到周邊環境，影響大氣環境質量，同時這種煙氣對于人體身體健康會造成極其不利的影響。因此在瀝青拌合站需要做好相關尾氣的處理工作，來保證工作人員及周邊環境的安全與健康。

瀝青加熱后產生的污染廢棄物主要是由于在瀝青經過導熱油爐加熱之后，在輸送到攪拌缸的過程當中產生的一系列污染廢氣，以及在攪拌成品過程中產生的廢氣。常見的瀝青污染廢氣主要有一氧化硫、二氧化硫以及氮氧化物等較為常見的大氣污染物，同時還可能存在有直徑較小的焦油顆粒，這些物質都會對人體身體健康造成嚴重影響，經過人體呼吸道和皮膚進入人體當未采取有效防護措施時，人體攝入過量將會引發一系列不適癥狀，例如皮炎、胸悶、頭痛嚴重甚至可能會誘發癌癥。因此在瀝青拌合站應當要十分注意對于尾氣的處理工藝不斷提高，尾氣的處理水平降低尾氣對周邊環境及工作人員身體健康的影響。

圖1 三種脫硫工藝的優缺點對比

二、脫硫工藝的選擇

較為常見的脫硫工藝有石灰-石膏法，氨法以及雙堿法。根據不同的需要來進行選擇如下圖1，是三種脫硫工藝的優缺點對比。

石膏法脫硫的主要優點在于其吸收劑的利用效率能夠達到90%以上煙氣脫硫工藝同時其采用的脫硫劑，石灰石也較為便宜，能夠很容易能采購到。但是此種方法的初期運行費用較高，同時由于其占地面積較大，在使用過程當中存在較為嚴重的腐蝕現象，此外廢水的處理難度較大。其工作原理是利用石灰石，或者是石灰作為吸收劑與水攪拌形成吸收漿液之后，通過與煙氣的混合進而形成最終產物石膏。其主要的工藝流程應當要包括鍋爐，蒸汽機，吸收塔以及煙囪。

氨法脫硫是必須有氨與二氧化硫和水反應形成的脫硫化物來進行脫硫的。氨法脫硫及原料以氨為原料可以是碳氨，液氨或者是氨水。利用這種方法脫硫，最大的優點在于能夠將二氧化硫變成為具有一定附加價值的商品化產品，硫氨作為一種性能較好的化肥能夠為企業帶來更多的利潤收入。但是此種方法在安的使用和存儲方面，其損耗較大，同時收到周邊生產行業和地域的影響較大，因此其推廣受限。

雙堿法脫硫利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑。脫硫之后的脫硫劑，再升值能夠還原氫氧化鈉并進入到脫硫塔當中進行循環使用，利用此種方法脫硫，能夠實現90%以上的脫硫效果，同時能夠最大限度地避免塔內出現結垢現象，但是此種方法最大的不足之處在于吸收劑的利用效率較低。

綜合比較以上三種脫硫工藝，瀝青拌合設備而言應當要選擇雙減法作為脫硫方法，能夠最大限度地實現，對于二氧化硫以及一氧化硫的無害化處理，同時成本也較低。

三、瀝青尾氣處理工藝

瀝青尾氣處理工藝的主要流程簡述：對于在瀝青加熱過程當中產生的煙氣以及相關分成，將其收集在裝置內，通過引風機進入到烘干筒當中。在烘干桶當中進行一級除塵，然后廢氣污染物繼續被輸送到下一集除塵裝置中進行二級布袋除塵。經過此兩道除塵程序，將九成的粉塵及廢氣污染物中的液態甘油處理完畢，然后進一步利用過濾裝置進行過濾，此程序利用活性炭進行進一步吸附；最后廢氣污染物進入濕式脫硫塔，在實施脫硫塔當中，對于廢氣污染物當中的一氧化硫與二氧化硫進行無害化處理，通過雙堿式過濾法將尾氣無害化，最終實現對于尾氣的安全處理。

在此處理工藝流程當中，一氧化硫與二氧化硫的主要處理，通過實施脫硫裝置進行處理，濕式脫硫裝置采用的是鈉-鈣雙堿法對于二氧化硫進行處理，利用生石灰還原再生。及具體的設計工藝流程及化學方程式展開如下：

SO2吸收反應：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑

吸收劑再生反應：CaO ＋H2O →Ca(OH)2

Ca(OH)2＋Na2SO3＋H2O →2NaOH ＋CaSO3＋H2O

圖2 設計工藝流程

四、脫硫設備實施方案

在瀝青攪拌過后，產生的其他污染物，通過收集裝置，在引風機的作用下進入到一級旋風除塵，此過程的效率80%。隨后進入二級不帶出城，此程序效率99.5%。經過此兩極除塵之后，進行濕式脫硫。在導向板的作用下，廢棄煙氣將會不斷的向上攀升，在整個脫硫煙囪內，第1層為水幕噴淋。水幕噴淋區也就是脫林液噴淋區，通過噴灑脫硫液，使得廢氣當中的硫化物能夠與脫硫液進行初步融合，融合之后產生的物質將會直接進入到沉淀區。在整個脫硫煙囪之外還設有脫硫水池，脫硫水池的主要作用在于調制脫硫劑以及過濾沉淀。脫硫劑主要是采用的堿和石灰混合水進行調制的。在經過脫硫過后，產生的主要物質為石膏（CaSO42H2O）在脫硫煙囪內第2 層為脫硫液噴霧區經過一次脫硫過程后的尾氣在這一區域進一步與脫硫液進行融合，從而使尾氣能夠得到更加充分的凈化。在脫硫過程當中物流噴霧控制在0.1～1mm 左右保持在這個范圍內，能夠形成較好的物化吸收區，能夠更好地實現對于煙氣中的硫化物的處理。最后尾氣進一步上升到了活性炭吸附區，在此區域利用活性炭的吸附功能，進一步對于尾氣進行過濾。經過此過程之后，尾氣當中的有害氣體成分以及水汽會被活性炭吸附和消除，最后尾氣通過上部的出風口排入到大氣當中完成整個脫硫過程而脫硫液則由煙囪底部流入到脫硫水池當中，經過過濾之后再一次使用，在脫硫水池當中石灰水會與吸收了二氧化硫的脫硫液產生反應，反應之后生成了相關沉淀。上部液體經過循環泵進入到脫硫煙囪當中，循環使用。

五、脫硫裝置效果及特點

Ca(OH)2的溶解度很小（0.185 g/100g、0℃），因此想要最大限度是實現脫硫效果，在采用雙堿法脫硫的過程當中應當要充分利用鈉離子比鈣離子吸收效率更快的特點進行調整，將循環清液池中的pH 酸堿度升高，加入純堿液來維持pH 酸堿度的均很，一般來說純堿投加的密度一般維持在1.03-105 左右。

一氧化硫與二氧化硫經過濕式脫硫裝置的處理過后，能夠達到凈化標準處理符合《中華人民共和國大氣污染綜合排放標準》當中對于煙氣排放的要求。同時利用本設備能夠實現對于極境煙氣當中二氧化硫凈化率達到90%以上，滿足其排放要求，同時此設備的操作較為簡單，在日常工作當中易于清潔和維護，加之運營成本較低，無害化處理的最終產品僅二氧化碳和水并未造成二次污染。因此此種脫硫裝置是一種符合要求，同時建設成本較低，脫硫效果較好的脫硫方式。

六、常見實際問題及解決方案

（1）雙減法對于二氧化硫的處理過程當中，很容易產生累積結垢等現象在實際工作當中很容易出現由于污垢堵塞導致脫硫過程不能順利進行的現象，在脫硫塔中領水噴頭以及導流板，四壁結構現象都屢見不鮮。雖然雙減法脫硫工藝能夠很好的解決結垢和堵塞問題，但是鈉鈣雙檢不能夠保證實現百分百的置換率，鈣堿很有可能會隨著循環液進入到脫硫塔當中，進而形成鈣鹽結垢，影響到進一步使用。

為了解決這一問題，應當要采取強制氧化方式在沉淀池當中應當要加大曝氣攪拌氧化。從而實現CaSO31/2H2O 的充分氧化將CaSO31/2H2O 全部氧化成為CaSO42H2O，從而減少鈣鹽上塔。同時通過增加液氣比來使得鈣鹽過飽和度下降，從而減少出現結垢的機會。在整個系統內部，由于缺少一組部件，也會使得整個管道內部的流通更加通暢，不容易出現堆積死區也就減少了結垢的機會。想要避免在整個管道內部出現結垢的現象最根本的在于控制循環漿液的pH 值。在整個脫硫過程當中，不保和吸出是不可避免的，但是可以通過誘導結晶的方式將難溶產物在循環水池內部結晶沉淀，進而減少在脫硫塔內出現結垢的現象。脫硫液當中保持高值堿性，雖然具有較好的脫硫效果，但是也很容易出現結構現象。而如果pH值較低，雖然改善了結垢問題，但同時也很容易導致脫硫效率降低。因此在整個脫硫塔建設過程當中，對于脫硫液的pH 值應當要嚴格把控，將脫硫液的pH 值掌握在7-7.5之間，能夠有效地降低硬化沉淀出現的可能性，同時能夠保證脫硫塔能夠正常運轉。

（2）腐蝕問題。為了最大限度地提升瀝青拌和二氧化硫的脫硫效果以及脫硫塔的使用壽命在俯視問題上應當要最大限度地選擇具有較長使用壽命的材料進行建設。例如在塔體的選擇上，應當要采用花崗巖進行建設，能夠最大限度地提升塔體的使用壽命，而在內部結構上，可以選用316L 材質，這種材料就有較好的抗腐蝕性，能夠保證脫硫塔的正常工作減少腐蝕帶來的安全問題以及效率問題。

七、結語

本文圍繞著如何對于瀝青拌合過程當中產生的二氧化硫的廢氣與污染物進行處理展開研究發現，對于瀝青拌合設備二氧化硫等污染物的處理過程當中采用雙減法，能夠最大限度地實現對于廢氣污染物的處理，同時也能夠最大限度地減少處理成本，沒有二次污染的可能性，同時利用此種方法能夠有效降低處理成本，最大限度地實現對于資源的有效利用。