堿渣濾餅制備脫硫劑關(guān)鍵技術(shù)分析

杜亞杰（ 華北理工大學(xué)，河北 唐山 063009?。?/p>

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堿渣濾餅制備脫硫劑關(guān)鍵技術(shù)分析

杜亞杰
（ 華北理工大學(xué)，河北 唐山 063009）

摘 要：堿渣問題一直是堿廠的技術(shù)難題，堿渣漿液經(jīng)壓濾后的堿渣濾餅更是難以攻克。將堿渣濾餅破碎打散均質(zhì)后，制備成煙道氣脫硫劑，可以實(shí)現(xiàn)以廢治廢、變廢為寶的目的。綜合堿渣濾餅的物化特性，分析了在制備脫硫劑過程中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：堿渣；濾餅；脫硫劑

0　前言

純堿是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛應(yīng)用于化工、冶金、建材、造紙、醫(yī)藥、食品等行業(yè)［1］。由于氯化銨使用受到限制，氨堿法制堿仍是我國(guó)北方堿廠生產(chǎn)純堿的主要方法。氨堿法制堿在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢渣、廢液，這些廢渣，目前技術(shù)無法全部處理，絕大部分為大面積堆放，或填入大海。造成大量土地資源浪費(fèi)和環(huán)境污染［2］。如果將這部分廢渣充分回收利用，代替石灰石，用于燃煤鍋爐煙道氣脫硫，不但對(duì)環(huán)保具有重大的意義，還可以節(jié)省大量的資源。

堿渣呈白色顆粒狀，粒度小，空隙大，含水在60%～70%之間。堿渣固相的顆粒非常細(xì)，其中95%以上的顆粒粒度在25μm以下［3］，通過掃描電鏡分析和能譜分析得知，堿渣的主要成份為結(jié)晶不良的粒狀碳酸鈣及片狀氫氧化鎂，其粒徑通常為2～5μm，集合體直徑在10μm左右，而其聚集直徑可達(dá)15～25μm，其粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)行燃煤鍋爐石灰石—石膏法煙氣脫硫的石灰石的粒徑。由于堿渣的粒度小，比表面積大，粒子帶負(fù)電荷，因而具有溶膠的性質(zhì)［4-6］，而經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾過后的堿渣，粒子重新團(tuán)聚，具有一定硬度和粘度，尤其是經(jīng)過一段時(shí)間后，表面水分蒸發(fā)，硬度更大，因?yàn)槠渲泻械逆V粒子，使堿渣具有一定的粘性，在堿渣堿渣表面形成保護(hù)膜，使濾餅內(nèi)部的水分無法蒸發(fā)，故堿渣濾餅在調(diào)漿過程中，打散解聚很難。

1　堿渣濾餅制備脫硫劑的方法

堿渣的主要成份為：碳酸鈣、氫氧化鎂和硫酸鈣，他們的含量占60%～80%；而氯鹽成份氯化鈣和氯化鈉含量為12%～22%，還有少量的酸不溶物。堿渣的PH值一般為10～12，屬高堿性物質(zhì)，具有腐蝕性。堿渣經(jīng)壓濾后的濾餅性質(zhì)特殊，具有一定的硬度和粘度。制備脫硫劑工藝方法為，先將此固體堿渣破碎，經(jīng)過幾級(jí)破碎后，進(jìn)入配制罐，配置成濃度為15%～20%的堿渣漿液，且控制漿液的粒徑。經(jīng)灰乳精制系統(tǒng)后將漿液打入均質(zhì)器，經(jīng)過高速解聚打散攪拌，達(dá)到粒徑在37μm以下的堿渣漿液，即可達(dá)到煙道氣脫硫劑的要求。由于堿渣中含有氯離子，再進(jìn)行降氯和稠厚工序。工藝流程見圖1。

圖1　堿渣濾餅制備脫硫劑工藝流程

2　關(guān)鍵點(diǎn)分析

2.1破碎過程關(guān)鍵點(diǎn)分析

堿渣濾餅制備脫硫劑，工藝要求第一步為破碎工藝。由于堿渣中含有氫氧化鎂，鎂離子的存在會(huì)增加堿渣的粘度，在選擇破碎機(jī)時(shí)，要考慮濾餅均勻破碎且不會(huì)粘附在設(shè)備上，影響設(shè)備的正常使用，影響破碎效果；堿渣中含有約10%左右的沙子，這可增加堿渣的松散性，在選擇破碎機(jī)時(shí)，槳型及槳葉間間隙為關(guān)鍵點(diǎn)，要考慮槳葉的耐磨性，更換設(shè)備的頻率不能太高，以致影響整套工藝。破碎完成后進(jìn)入漿液配置工序。

2.2配置過程關(guān)鍵點(diǎn)分析

堿渣濾餅經(jīng)過破碎工藝后，變成粒徑均勻的堿渣泥，進(jìn)入配制罐配置脫硫劑所需濃度的漿液。配置過程中的關(guān)鍵點(diǎn)為，堿渣本身的含水率要記入水的配比當(dāng)中。且配置工序要均勻攪拌，保證固態(tài)堿渣不堆積沉淀。且破碎、配置過程為連續(xù)過程，經(jīng)配置罐配置后的堿渣漿液粒徑控制在一定的范圍之內(nèi)，減小均質(zhì)罐的負(fù)荷。

2.3均質(zhì)過程關(guān)鍵點(diǎn)分析

濾餅堿渣經(jīng)過破碎、配置后，達(dá)到液體脫硫劑的濃度要求，經(jīng)過灰乳精制系統(tǒng)排除大顆粒固體堿渣及細(xì)沙后，進(jìn)入均質(zhì)器。均質(zhì)器為高速攪拌剪切設(shè)備，達(dá)到解聚效果。均質(zhì)過程關(guān)鍵點(diǎn)為既要保證高轉(zhuǎn)速解聚，又要盡可能降低功率，實(shí)現(xiàn)脫硫劑的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

3　結(jié)論

堿渣濾餅性質(zhì)特殊，破碎、打散解聚非常困難，實(shí)現(xiàn)可工業(yè)化應(yīng)用更加不易。但其運(yùn)輸方便，用其制備脫硫劑，可實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的綜合利用價(jià)值，對(duì)純堿企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展意義非常重大，且勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)：

［1］王曉娜，張?jiān)品?，王亞飛等.氨減法純堿廠廢渣綜合利用［J］.化學(xué)工程師，2014（02）：32-34.

［2］茅愛新.氨減法純堿生產(chǎn)中廢液及堿渣的綜合利用［J］.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2001，22（02）：31-32.

［3］王秉鈞，耿縣如，劉忠華等堿渣綜合利用制備液體脫硫劑技術(shù)研究［J］.純堿工業(yè)，2015（06）：12-14.

［4］田永淑.氨堿廠堿渣的綜合利用［J］.中國(guó)資源綜合利用，2003，（04）：20-21

［5］王文宗，王君璋，朱群意等.海水白泥乳煙氣脫硫試驗(yàn)研究［J］.節(jié)能技術(shù)，2004，1（01）：35-37.

［6］張新玲，李春虎，侯影飛等.用白泥和赤泥制備煙氣脫硫劑［J］.化工環(huán)保，2008，8（03）：258-261.

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

作者簡(jiǎn)介：杜亞杰（1981-），女，河北唐山人，在職研究生，高級(jí)工程師。