沥青拌合设备二氧化硫等燃烧废弃物处理探究

周战朋 吴卓君 吴宸栋

随着我国经济发展水平的不断提高，公路总里程不断延长，沥青作为一种重要的建设材料，在我国社会建设的各个方面均有广泛应用。但是沥青在拌合的过程当中很容易出现烟气这些烟气当中含有许多有害物质，会对周边环境以及人体健康造成一定的影响，为此对于沥青拌合过程当中产生的二氧化硫等气体需要进行无害化处理。

一、沥青拌合燃烧废弃物危害

在沥青拌合设备的使用过程当中，由于沥青在加热过后会在搅拌舱内散发出大量的烟气，这种沥青烟气如果不能及时处理，将会扩散到周边环境，影响大气环境质量，同时这种烟气对于人体身体健康会造成极其不利的影响。因此在沥青拌合站需要做好相关尾气的处理工作，来保证工作人员及周边环境的安全与健康。

沥青加热后产生的污染废弃物主要是由于在沥青经过导热油炉加热之后，在输送到搅拌缸的过程当中产生的一系列污染废气，以及在搅拌成品过程中产生的废气。常见的沥青污染废气主要有一氧化硫、二氧化硫以及氮氧化物等较为常见的大气污染物，同时还可能存在有直径较小的焦油颗粒，这些物质都会对人体身体健康造成严重影响，经过人体呼吸道和皮肤进入人体当未采取有效防护措施时，人体摄入过量将会引发一系列不适症状，例如皮炎、胸闷、头痛严重甚至可能会诱发癌症。因此在沥青拌合站应当要十分注意对于尾气的处理工艺不断提高，尾气的处理水平降低尾气对周边环境及工作人员身体健康的影响。

图1 三种脱硫工艺的优缺点对比

二、脱硫工艺的选择

较为常见的脱硫工艺有石灰-石膏法，氨法以及双碱法。根据不同的需要来进行选择如下图1，是三种脱硫工艺的优缺点对比。

石膏法脱硫的主要优点在于其吸收剂的利用效率能够达到90%以上烟气脱硫工艺同时其采用的脱硫剂，石灰石也较为便宜，能够很容易能采购到。但是此种方法的初期运行费用较高，同时由于其占地面积较大，在使用过程当中存在较为严重的腐蚀现象，此外废水的处理难度较大。其工作原理是利用石灰石，或者是石灰作为吸收剂与水搅拌形成吸收浆液之后，通过与烟气的混合进而形成最终产物石膏。其主要的工艺流程应当要包括锅炉，蒸汽机，吸收塔以及烟囱。

氨法脱硫是必须有氨与二氧化硫和水反应形成的脱硫化物来进行脱硫的。氨法脱硫及原料以氨为原料可以是碳氨，液氨或者是氨水。利用这种方法脱硫，最大的优点在于能够将二氧化硫变成为具有一定附加价值的商品化产品，硫氨作为一种性能较好的化肥能够为企业带来更多的利润收入。但是此种方法在安的使用和存储方面，其损耗较大，同时收到周边生产行业和地域的影响较大，因此其推广受限。

双碱法脱硫利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂。脱硫之后的脱硫剂，再升值能够还原氢氧化钠并进入到脱硫塔当中进行循环使用，利用此种方法脱硫，能够实现90%以上的脱硫效果，同时能够最大限度地避免塔内出现结垢现象，但是此种方法最大的不足之处在于吸收剂的利用效率较低。

综合比较以上三种脱硫工艺，沥青拌合设备而言应当要选择双减法作为脱硫方法，能够最大限度地实现，对于二氧化硫以及一氧化硫的无害化处理，同时成本也较低。

三、沥青尾气处理工艺

沥青尾气处理工艺的主要流程简述：对于在沥青加热过程当中产生的烟气以及相关分成，将其收集在装置内，通过引风机进入到烘干筒当中。在烘干桶当中进行一级除尘，然后废气污染物继续被输送到下一集除尘装置中进行二级布袋除尘。经过此两道除尘程序，将九成的粉尘及废气污染物中的液态甘油处理完毕，然后进一步利用过滤装置进行过滤，此程序利用活性炭进行进一步吸附；最后废气污染物进入湿式脱硫塔，在实施脱硫塔当中，对于废气污染物当中的一氧化硫与二氧化硫进行无害化处理，通过双碱式过滤法将尾气无害化，最终实现对于尾气的安全处理。

在此处理工艺流程当中，一氧化硫与二氧化硫的主要处理，通过实施脱硫装置进行处理，湿式脱硫装置采用的是钠-钙双碱法对于二氧化硫进行处理，利用生石灰还原再生。及具体的设计工艺流程及化学方程式展开如下：

SO2吸收反应：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑

吸收剂再生反应：CaO ＋H2O →Ca(OH)2

Ca(OH)2＋Na2SO3＋H2O →2NaOH ＋CaSO3＋H2O

图2 设计工艺流程

四、脱硫设备实施方案

在沥青搅拌过后，产生的其他污染物，通过收集装置，在引风机的作用下进入到一级旋风除尘，此过程的效率80%。随后进入二级不带出城，此程序效率99.5%。经过此两极除尘之后，进行湿式脱硫。在导向板的作用下，废弃烟气将会不断的向上攀升，在整个脱硫烟囱内，第1层为水幕喷淋。水幕喷淋区也就是脱林液喷淋区，通过喷洒脱硫液，使得废气当中的硫化物能够与脱硫液进行初步融合，融合之后产生的物质将会直接进入到沉淀区。在整个脱硫烟囱之外还设有脱硫水池，脱硫水池的主要作用在于调制脱硫剂以及过滤沉淀。脱硫剂主要是采用的碱和石灰混合水进行调制的。在经过脱硫过后，产生的主要物质为石膏（CaSO42H2O）在脱硫烟囱内第2 层为脱硫液喷雾区经过一次脱硫过程后的尾气在这一区域进一步与脱硫液进行融合，从而使尾气能够得到更加充分的净化。在脱硫过程当中物流喷雾控制在0.1～1mm 左右保持在这个范围内，能够形成较好的物化吸收区，能够更好地实现对于烟气中的硫化物的处理。最后尾气进一步上升到了活性炭吸附区，在此区域利用活性炭的吸附功能，进一步对于尾气进行过滤。经过此过程之后，尾气当中的有害气体成分以及水汽会被活性炭吸附和消除，最后尾气通过上部的出风口排入到大气当中完成整个脱硫过程而脱硫液则由烟囱底部流入到脱硫水池当中，经过过滤之后再一次使用，在脱硫水池当中石灰水会与吸收了二氧化硫的脱硫液产生反应，反应之后生成了相关沉淀。上部液体经过循环泵进入到脱硫烟囱当中，循环使用。

五、脱硫装置效果及特点

Ca(OH)2的溶解度很小（0.185 g/100g、0℃），因此想要最大限度是实现脱硫效果，在采用双碱法脱硫的过程当中应当要充分利用钠离子比钙离子吸收效率更快的特点进行调整，将循环清液池中的pH 酸碱度升高，加入纯碱液来维持pH 酸碱度的均很，一般来说纯碱投加的密度一般维持在1.03-105 左右。

一氧化硫与二氧化硫经过湿式脱硫装置的处理过后，能够达到净化标准处理符合《中华人民共和国大气污染综合排放标准》当中对于烟气排放的要求。同时利用本设备能够实现对于极境烟气当中二氧化硫净化率达到90%以上，满足其排放要求，同时此设备的操作较为简单，在日常工作当中易于清洁和维护，加之运营成本较低，无害化处理的最终产品仅二氧化碳和水并未造成二次污染。因此此种脱硫装置是一种符合要求，同时建设成本较低，脱硫效果较好的脱硫方式。

六、常见实际问题及解决方案

（1）双减法对于二氧化硫的处理过程当中，很容易产生累积结垢等现象在实际工作当中很容易出现由于污垢堵塞导致脱硫过程不能顺利进行的现象，在脱硫塔中领水喷头以及导流板，四壁结构现象都屡见不鲜。虽然双减法脱硫工艺能够很好的解决结垢和堵塞问题，但是钠钙双检不能够保证实现百分百的置换率，钙碱很有可能会随着循环液进入到脱硫塔当中，进而形成钙盐结垢，影响到进一步使用。

为了解决这一问题，应当要采取强制氧化方式在沉淀池当中应当要加大曝气搅拌氧化。从而实现CaSO31/2H2O 的充分氧化将CaSO31/2H2O 全部氧化成为CaSO42H2O，从而减少钙盐上塔。同时通过增加液气比来使得钙盐过饱和度下降，从而减少出现结垢的机会。在整个系统内部，由于缺少一组部件，也会使得整个管道内部的流通更加通畅，不容易出现堆积死区也就减少了结垢的机会。想要避免在整个管道内部出现结垢的现象最根本的在于控制循环浆液的pH 值。在整个脱硫过程当中，不保和吸出是不可避免的，但是可以通过诱导结晶的方式将难溶产物在循环水池内部结晶沉淀，进而减少在脱硫塔内出现结垢的现象。脱硫液当中保持高值碱性，虽然具有较好的脱硫效果，但是也很容易出现结构现象。而如果pH值较低，虽然改善了结垢问题，但同时也很容易导致脱硫效率降低。因此在整个脱硫塔建设过程当中，对于脱硫液的pH 值应当要严格把控，将脱硫液的pH 值掌握在7-7.5之间，能够有效地降低硬化沉淀出现的可能性，同时能够保证脱硫塔能够正常运转。

（2）腐蚀问题。为了最大限度地提升沥青拌和二氧化硫的脱硫效果以及脱硫塔的使用寿命在俯视问题上应当要最大限度地选择具有较长使用寿命的材料进行建设。例如在塔体的选择上，应当要采用花岗岩进行建设，能够最大限度地提升塔体的使用寿命，而在内部结构上，可以选用316L 材质，这种材料就有较好的抗腐蚀性，能够保证脱硫塔的正常工作减少腐蚀带来的安全问题以及效率问题。

七、结语

本文围绕着如何对于沥青拌合过程当中产生的二氧化硫的废气与污染物进行处理展开研究发现，对于沥青拌合设备二氧化硫等污染物的处理过程当中采用双减法，能够最大限度地实现对于废气污染物的处理，同时也能够最大限度地减少处理成本，没有二次污染的可能性，同时利用此种方法能够有效降低处理成本，最大限度地实现对于资源的有效利用。