1规范烟气治理工作，消除烟气治理之痛

应该说，在现有技术路线和工艺准备上，足以支撑烧结砖瓦工业的烟气治理和达标排放，也有不少先进企业在实践中积累了大量宝贵的运行经验。但是，多年以来，却只有极少数企业建立起了能够稳定运行，长期达标的脱硫除尘技术系统，大多数企业和环保管理机关在砖瓦行业烟气治理过程中，感受相当痛苦。

1.1企业之痛

砖瓦行业绝大多数企业都深明“金山银山就是绿水青山”的道理，而且砖瓦企业本乡本土，子承父业对于保护家乡环境，有更强的愿望和主动性。但是，常常因为末端治理系统设置不科学，操作不规范，造成在脱硫系统建设和运行的过程中，经常出现浆液需不断换水，脱硫塔不断结垢堵塞，正常运行天数很少设备难以维护等现象。年年更换脱硫塔，却年年难以稳定达标。

1.2主管机关之痛

按照站位来说，主管机关只是监督、执法部门，企业只要合格稳定达标排放即可。然而，由于企业底子薄，技术不成熟，逐渐演变成允许生产肯定不达标，不达标则监督部门就不让企业生产的零和博弈。一些企业，即使安装了烟气在线监测系统，因为不能稳定达标，主管机关也不愿意让企业联网运行，成为环保管理机关的包袱企业。

这些痛点，究其根源还是在于脱硫系统的建设和运行不合理，在较多的项目中，我们会看到如下一些突出问题：

a 一些完全不懂脱硫计算甚至不懂脱硫原理的设备制造商，在承揽脱硫系统设计和工程，承担系统集成商的角色。一些脱硫厂商连最起码的化学反应式和脱硫物料平衡计算都不会，却到处签订脱硫同，致使大批砖瓦企业受骗上当。

b大部分脱硫系统建设中，轻脱硫工艺技术路线的选择，重设备采购。在整个系统建设中，采用什么脱硫技术路线，则相应的有什么样的核心技术指标，需要配备相应的技术设备。而我们在脱硫系统建设中所看到的往往相反，大家都在采购装备谈的都是我上了湿式电除尘，却不谈脱硫工艺如何、脱硫的原料消耗量和脱硫的产物如何处理、中间的反应环节和过程控制。等到系统都建设完毕了，木已成舟，才开始探讨我们到底拿什么脱硫，是用烧碱还是用石灰。          窑炉

c重烟气处理部分的建设，轻浆池系统设计。有很多企业，上了脱硫塔和湿式电除尘系统，但是对于脱硫所需要的浆液循环池，却只是简单挖几个水池凑合，既没有功能设计，也没有合理的沉淀时间，自然系统也就完全不能正常运行。

d采用一种技术路线的装备，却按其他的技术路线运行。在石灰/石灰石-石膏法、氨法、碱法脱硫工艺当中，由于其脱硫液气比、反应时间、运行pH值大相径庭；在固硫阶段结晶条件、结晶过程、成渣去除方式也不相同，因而适合于一种脱硫工艺的系统，是不能用来直接运行另外一种脱硫工艺的。因此，脱硫工艺路线选择，必须在工程建设之前做出，而非之后随时改

e没有建立完整的脱硫技术工艺。一个完整的湿法脱硫工艺过程需要包含脱硫和固硫两步，即把烟气当中的二氧化硫通过喷淋浆液中的化学药物吸收，形成溶于脱硫浆的亚硫酸化合物，再进一步就是将这些化合物通过再反应并析出结晶的方式提取出来，形成稳定不易分解的固体脱硫产物，从而保持脱硫浆内的离子浓度平衡，使之具有稳定的长久的循环喷淋运行脱硫能力。也就说，一个完整的脱硫系统，需要有稳定不易分解的固体脱硫产物产出，而且固硫物产出要和二氧化硫排放量、脱硫药剂投入具有物料平衡性质。没有按照相应的工艺要求进行核心运行指标控制。我们经常看到石灰——石膏脱硫项目运行在高pH值，最终不得不面对全系统结垢的后果。我们也看到在同样的工艺当中，整个系统没有pH值控制系统，喷头和管道堵塞。我们在很多运行石灰法的项目中没有看到必要的浆液密度控制手段，很难让系统稳定运行。

g没有合理的工艺水供给和脱硫废水排放系统。脱硫塔的除雾器必须要有合理的工艺水清洗。电力系统这个清洗是每2h清洗一次，而在砖瓦行业，除雾器的清洗更多的是操作人员手动，很多还是用的脱硫浆冲洗。另外，在沿海地区，氯离子的累积尤其严重。在工程实践中，我们甚至碰到工艺水本身氯离子就超出30g1的状况。随着有害离子累积，外排部分脱硫浆废水是必需的选择。而绝大部分砖瓦厂的脱硫系统却没有建设脱硫废水处理系统。以上这些问题表明，没有正规化的设计、建设施工、验收和运行维护，即使国家和行协有了技术规范和标准，烟气处理系统的工作也很难落地，很难做到稳定运行，达标排放。而要规范化，我们需要从对脱硫工艺路线的认识和选择开始。

2双碱脱硫工艺方法           隧道窑

双碱脱硫法，是砖瓦行业各企业环评当中普遍采用的脱硫工艺方法。

双碱脱硫是《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范(HJ462-2009)》中给出的烟气脱硫技术路线之一，由于其具有液气比小，建设成本低，脱硫效果好的优势，成为中小企业脱硫工艺的首选。也是全国众多烧结砖瓦企业环境影响评价中审批报备的脱硫工艺方法。

但是，不少烧结砖瓦企业应用的是简易的双碱法，出现了三五天就需要换水，系统结垢严重，脱硫效果不稳定，颗粒物很难达标等众多问题。实际上，应用双碱脱硫法，在烧结砖瓦企业做不到“大量消耗石灰，少量补充碱损”，反而变成大量使用钠碱的简易碱法脱硫。而且，具有简易碱法脱硫的不能连续稳定运行，具有易结垢、换水等明显缺点。

2.1双碱法脱硫工艺的技术原理

双碱脱硫方法具有一定的原理优势。它把脱硫工艺分成两个步骤，即钠碱脱硫生成亚硫酸氢钠和钙碱再生亚硫酸钠两个主要循环过程。其主要的工艺反应如下

在浆池中添加烧碱或者苏打，启动脱硫反应：

2NaOH+SO₂-----Na₂SO₃+H₂O（1）

或者 Na₂CO₃+SO₂-----Na₂SO₃+CO₂（2）

喷淋循环吸收反应

二氧化硫溶解SO₂+H₂-----OH2SO（3）

亚硫酸与亚硫酸钠反应生成亚硫酸氢钠

H₂SO₃+Na₂SO₃-----2NaHSO₃（4）

浆池循环再生反应：

生石灰加水消化成熟石灰

CaO+H₂0-----Ca(OH)₂（5）

熟石灰与亚硫酸氢钠反应，生成亚硫酸钙悬浮物和亚硫酸钠脱硫溶液

2NaHSO₃+ Ca(OH)2-----Na₂SO₃+CaS0₃+2H₂0（6）

石膏氧化池的氧化反应

曝气氧化亚硫酸钙生成石膏

2CaS0₃+0₂+4H₂0-----2CaSO₄.2H₂O（7）

由于烟气含余氧的氧化作用，以及曝气氧化过程中伴随的亚硫酸钠氧化

2Na₂SO₃+O₂-----2Na₂SO₄（8）

双碱脱硫系统借助脱硫反应(3)、(4)来脱除烟气中的二氧化硫，借助(5)和(6)来不断再生NasO保持脱硫浆的脱硫能力。系统借助反应(7)来氧化亚硫酸钙生成石膏沉淀，通过压滤机滤除泥饼，使脱除的二氧化硫以石膏形式稳定的固定下来，用于废物利用或者作为稳定废物弃置。     隧道窑

这里需要强调的是，在稳定运行的双碱脱硫体系当中，Na₂SO₃是脱硫的主要成分，而非NaOH，因此，简易烧碱脱硫和双碱脱硫的运行，有着本质的区别。

由于钠盐的活泼和钙盐的稳定，双碱法可获得很小的喷淋液气比和稳定的脱硫产物，具有一定的原理优势。

2.2双碱脱硫技术在砖瓦行业应用的局限性

双碱法脱硫工艺，由于烟气当中总会有一定的燃烧余氧，在喷淋过程中会有一部分Na₂SO₃被氧化掉。同时，在曝气氧化亚硫酸钙时，也附带有一部分Na₂SO₃氧化损失。即，不断有Na₂SO₃通过反应(8)转化为 Na₂SO₄(芒硝)，因而需要对“碱损”进行一定的补充，整个方法的特点即“大量耗(石)灰，少量补(钠)碱”。

芒硝作为强酸强碱盐，不再具有反应(4)那样的循环脱硫能力，而充分电离以Na⁺和SO₄^2-的形式累积在脱硫浆当中。

芒硝的离子累积，对脱硫浆带来了重大危害，由于同离子效应，硫酸根的不断累积大大降低了SO2在水中的溶解度，从而降低了脱硫效率。

芒硝的快速累积到饱和时，还改变了补充碱液的溶解度，使加入的钠碱难以溶解，且芒硝本身在过饱和后的结垢也很严重，堵管，堵喷头，甚至在旋流板上结垢压塌塔内构件的事件也有发生。

芒硝的高浓度累积，还改变了亚硫酸钙和石膏的结晶性质，使系统添加石灰后的结垢变得不可控制。

脱硫浆中的芒硝(NasO4)的去除异常困难，在化工氯碱工业上，通常使用冷冻结晶法去除溶液中的芒硝，需要将溶液冷冻到5℃以下。这在脱硫工艺中难以实施。因此，在芒硝累积到脱硫工艺难以为继时，业主会发现，无论加入多少碱，也不再溶解，而且即使溶液的pH值提高到12以上，也不再有脱硫效果。此时，除了换水，别无良策。而作为高浓度烧碱和芒硝溶液，外排无疑是环保法规所不允许的在烧结砖瓦行业，恰巧我们的烟气含氧量很高，因而，副反应(8)变得异常强烈，而再生反应(6)却变得微乎其微。在一些案例中，我们测得的脱硫浆中硫酸根与亚硫酸根的比例达到993%:0.7%；可再生的亚硫酸根几乎可以忽略不计。此时，双碱法就蜕变为简易碱法脱硫，而没有双碱法的再生循环意义了。

简易碱法脱硫，由于碱成本高昂，脱硫废水无法处理，向来为环保管理机关所强烈反对。因而，作为落后工艺，烧结砖瓦行业必须淘汰简易“双碱脱硫”。除了由于行业特点带来的简易双碱法适用性问题，也有专家学者，对钠碱在双碱脱硫中的脱硫效率和性质提出了理论质疑。

3在烧结砖瓦行业淘汰基于钠碱的落后脱硫工艺路线

由于基于钠碱的双碱脱硫工艺在砖瓦行业的局限性，因此，在中国砖瓦工业协会《2019年砖瓦行业大气污染防治攻坚战实施方案》提出：“借鉴我国已成熟的燃煤电厂超低排放烟气治理工程技术，结合我们砖瓦行业的技术要求及环保要求制定中国砖瓦工业协会首个团体标准《烧结砖瓦工业大气污染物治理设施工程技术规范》T/CBTA000-2018，于5月8日实施2019年协会已通过标准宣贯，规范指导烧结砖瓦工业大气污染物治理设施的工程设计、设备制造、施工建设、运行维护、监督管理等方面工作，改变这一行业乱象，更好地实施烧结砖瓦工业大气污染物治理，淘汰简陋落后的‘双碱法’脱硫除尘一体化技术，推动行业向成熟先进的大气污染物治理设施升级换代。”窑炉

在环保部《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方》中，明确提出“淘汰简易碱法、简易氨法、生物脱硫等脱硫设施”。

因此，对于砖瓦企业来说，选择合理的烟气脱硫工艺路线，按照技术路线所需要的核心技术指标来设计烟气处理系统，配置运行设备，完善控制系统，是砖瓦行业脱硫走向规范化，走出痛苦的必由之路。

参考文献：

[1]贡有成，关于钠碱在双碱法烟气脱硫中的作用的

探讨[C]中国环境科学学会学术年会论文集.2009