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砖瓦行业烟气处理的现状与发展
文献:《砖 家》2014年8月 总第13期 返回索引
添加日期:2014/8/28 15:00:59   浏览次数:1022   文章来源:中国砖瓦工业烧结技术信息中心    作者:杨进波

新的《砖瓦工业大气污染排放标准》(GB29620)自2014年1月1日起实施。国家对砖瓦行业烟气处理方面的要求越来越严格,然而此问题确实是砖瓦行业普遍存在的不足,且危及到行业大多数企业的生存与发展。砖瓦行业各省市的企业目前正纷纷上马烟气处理设备,然而砖瓦行业现有的烟气处理设备却良莠不齐,绝大多数都不能达到真正的烟气处理效果,使得行业内好多企业花了冤枉钱还没落到实处。现就砖瓦行业的烟气处理现状,结合隧道窑湿法脱硫技术进行介绍,使砖瓦企业真正的认识到烟气处理技术的原理和知识,并采用有效的技术和设备,同时推动真正有效的烟气处理技术在砖瓦行业的普及与应用。

1 砖瓦行业烟气处理现状

现在砖瓦行业烟气处理,还主要是指脱硫处理。钢厂、水泥厂、电厂等企业和砖厂一样采用煤作为燃料,燃烧后的气体中含有大量有害物质,且烟气排放量远大于砖厂,但他们的烟气处理很成功。同样的脱硫、脱硝技术,为什么在砖瓦行业就会存在问题呢?主要原因如下:

1、国家早在1996年就颁布实施了《大气污染物综合排放标准》(GB16297)和《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078),规定了二氧化硫、氟化物等的排放限值,但砖瓦行业在执行过程中并不到位;

2、砖瓦产品附加值低;

3、烧结砖瓦企业投资有限,如增加脱硫设备,会使得总投资大幅增加,脱硫设备在总投资中占比较大;

4、部分老板理念、观念落后,利益至上,不愿在烟气处理设备上增加投资;

5、现有烟气处理的设计和技术适用于钢厂、电厂等高附加值产业,如照搬至砖瓦行业,会极大的挤压砖厂的利润空间,甚至无利可途;

6、烟气处理的建设和运行过程中,存在着走过场、忽悠的现象。有的上了烟气处理设备,但并不能正常运行;有的只在政府检查时运行,检查一结束就停。

2 烟气处理系统

GB29620实施半年以来,已有部分新建砖厂配套了脱硫设备,且运行良好。现就对砖厂已存在脱硫技术的优缺点进行阐述。按《砖瓦焙烧窑炉》(JC982)的分类,制砖窑炉分为隧道窑和轮窑两大类,轮窑基本属于淘汰设施,在此不作阐述。隧道窑除了JC982规定的平顶隧道窑和拱顶隧道窑(以下简称传统隧道窑)以外,现在市场上还发展出了旋转隧道窑和铠装隧道窑,该两种隧道窑均属于平顶结构。隧道窑的烟气处理由烟气收集、脱硫处理(同时烟气中的氟化物也得到处理)、烟气排放和脱硫副产物处理4部分组成。

2.1 烟气收集

隧道窑的烟气收集主要是指收集隧道窑排除的低温烟气以及干燥室排出的湿气(即排出潮气)。以前的老旧隧道窑没有配套烟气处理系统,干燥室烟气大多采用直排,有的排潮方式还为正压排潮。配套了烟气处理系统的隧道窑,排潮方式只能是负压排潮。负压排潮对排潮技术要求更高,如处理不当,会影响后续的焙烧工序,导致产品不合格。因此,砖瓦企业新建砖厂选择承建商时,一定要选择有经验,有实力的公司。如果是对已建成的砖瓦焙烧窑炉进行环保改造,增加脱硫设备,一定要注意对排潮系统进行改造,这部分工作不是脱硫设备厂家能完成的。

2.2 烟气处理

烟气处理主要是指脱硫处理。石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。

它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定浓度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95%。

以上仅对常用石灰石——石膏法脱硫工艺进行了介绍,脱硫工艺还有喷雾干燥法、磷氨肥法、烟气循环流化床法等。脱硫工艺及设备都是成熟产品,砖瓦企业只需要选择正确的工艺和厂家即可。

2.3 烟气排放

国标GB29620对砖瓦焙烧窑炉烟气排放作了详细的规定,如人工干燥及焙烧窑的排气筒高度一律不得低于15m。排气筒周围半径200m 范围内有建筑物时,排气筒高度还应高出最高建筑物3m 以上。该规定对于传统隧道窑和铠装隧道窑来说没什么,在旋转隧道窑上却是很难实现。

旋转隧道窑因其旋转移动的特点,其烟气处理就是一大难题。以前的方法是将烟气收集好后,在窑上安装脱硫塔进行处理。该方法虽然满足了GB29620中关于排放浓度的要求,但其排气筒高度很难达到15m。直到2013年,市场上才出现了适合旋转隧道窑,并完全满足要求的烟气处理系统,如图2所示。在旋转窑内圆一侧设置环形烟道,将烟气收集至圆心处进行脱硫处理。该方案增加了300m以上的烟道,虽然工程量较大,但能较好的解决旋转窑烟气处理问题。配套产量较大的旋转隧道窑,其占总投资的比例也不是太大。宜宾恒旭窑炉科技开发有限公司在广东清远新建了一条日产量(折标)35万的旋转隧道窑制砖生产线,配套的脱硫系统只占总投资的约10%。经过计算和实践检验,该脱硫工艺占总投资的8~15%属正常水平,运行费用为150~250元/万块(标砖)。

2.4 脱硫副产品处理

在建厂时,必须考虑脱硫副产品的处理。石灰石——石膏法脱硫副产品主要是石膏,适宜应用于建筑材料或水泥缓凝剂。建厂时要考虑石膏的销售渠道,建设配套的堆场或仓库。

3 存在的问题

GB29620中除了规定二氧化硫的排放限值,还规定了氮氧化物、氟化物的排放限值。现有砖瓦企业还没有发现有配套脱硝设备的,如要求企业配套该部分设备,将会进一步增加投资,挤压其利润空间。