方 艷，黨柏舟

(四川大學(xué) 化工系，四川 成都 610207)

目前我國(guó)工業(yè)鍋爐主要是以煤作為燃料。據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)顯示，我國(guó)工業(yè)廢氣中SO2排放量為1556.7萬(wàn)t，NOx排放量為1180.9萬(wàn)t，煙(粉)排放量為1232.6萬(wàn)t[1]。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣若直接排空，會(huì)嚴(yán)重污染空氣，按照《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13271 -2014)要求，因此通常需對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝后再排空。

近年來(lái)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家在煙氣脫硫方面均取得了很大進(jìn)展，日本、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家在90年代初已基本完成煙氣脫硫[2]。其中鈉法脫硫是一種重要的煙氣脫硫工藝，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作技術(shù)易掌握、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。我國(guó)燃煤產(chǎn)生的煙氣中，通常除了有高含量的SO2和NOx外，還有粉塵顆粒、部分重金屬及其它有害物質(zhì)，因此煙氣脫硫過(guò)程產(chǎn)生的含有一定量硫酸鈉[5]的脫硫液不能直接排放，需進(jìn)一步處理以防造成環(huán)境污染。目前鈉法脫硫液的處理研究較少，現(xiàn)有的脫硫液處理技術(shù)主要采用芒硝制堿單元制備碳酸氫鈉和硫酸銨[6]，碳酸氫鈉循環(huán)使用[7]。對(duì)于芒硝制堿工藝，有過(guò)大量的研究，如Steven Kresnyak等[8]對(duì)硫酸鈉生產(chǎn)碳酸氫鈉方面進(jìn)行過(guò)研究，并在工業(yè)應(yīng)用上作了闡述。

芒硝制堿工藝大多具有流程長(zhǎng)、循環(huán)多、成本高等特點(diǎn)，因此，探究出一種可以直接利用脫硫液中有益成分的工藝是十分有必要的。隨著生活水平的提高，泡溫泉逐漸成為人們舒緩壓力、解除疲勞的休閑方式，若將煙氣脫硫液循環(huán)利用和人工溫泉浴劑配制工藝一體化，既能解決傳統(tǒng)脫硫液工藝物料循環(huán)多、成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜的問(wèn)題，又能實(shí)現(xiàn)溫泉系統(tǒng)的完整性。針對(duì)此工藝一體化研究，目前幾乎沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。

本文充分利用沉淀裝置、過(guò)濾裝置和吸附裝置完全脫除脫硫液中的鉛、鎘、汞等重金屬，回收使用其中的Na2SO4等物質(zhì)并添加浴劑所需的其他成分，制備出不同功能的人工溫泉浴劑，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

1 工藝流程

1.1 工藝流程概述

來(lái)自上游某煙氣脫硫廠的脫硫液成分如表1所示。

表1 某煙氣脫硫廠脫硫液成分

從界區(qū)外緩沖罐泵送來(lái)的脫硫液進(jìn)入第一反應(yīng)池，同時(shí)加入有機(jī)絮凝劑，充分?jǐn)嚢?0～30 min后進(jìn)入第一沉淀池，在沉淀池中停留60～90 min，初步沉淀脫硫液中的大顆粒懸浮物質(zhì)，沉淀物從第一沉淀池底排出去污泥槽；隨后脫硫液進(jìn)入第二反應(yīng)池，加入硫化物或多硫化物，充分?jǐn)嚢柘?，硫離子與重金屬離子反應(yīng)，使重金屬沉淀，再加入無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑，充分?jǐn)嚢?0～30 min后進(jìn)入第二沉淀池，在沉淀池中停留60～90 min，沉淀物從第二沉淀池底排出去污泥槽。

沉淀后的脫硫液進(jìn)入過(guò)濾裝置，使液體中未沉淀完全的固體顆粒分離，液體得以凈化。隨后液體進(jìn)入吸附裝置，進(jìn)一步除去液體中異味以及殘留的微粒物質(zhì)。得到以Na2SO4為主的液體中的重金屬含量滿足國(guó)家飲用水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)，在精確控制的條件下全自動(dòng)加入其它浴劑成分，即可配制出多種多樣的的浴劑以供溫泉池使用。

1.2 工藝流程圖

圖1 煙氣脫硫液循環(huán)利用及人工溫泉浴劑配制的工藝流程框圖

Ⅰ：第一反應(yīng)池；Ⅱ：第一沉淀池；Ⅲ：第二反應(yīng)池；Ⅳ：第二沉淀池；Ⅴ：污泥槽；Ⅵ：一級(jí)過(guò)濾器；Ⅶ：二級(jí)過(guò)濾器；Ⅷ或Ⅸ：吸附裝置；Ⅹ：浴劑產(chǎn)生劑；

2 結(jié)果與討論

經(jīng)沉淀裝置、過(guò)濾裝置和吸附裝置后的脫硫液直接應(yīng)用于溫泉浴劑的配制，其成分含量如表2所示。

由表3可知，凈化后的脫硫液中含有的金屬含量符合中華人民共和國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749-2006)，可以直接應(yīng)用于浴劑的配制。

表2 凈化后脫硫液成分表

表3 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《GB 5749-2006》

人工溫泉中因含有多種化學(xué)元素及有益氣體，因此對(duì)許多疾病如皮膚病、風(fēng)濕痛、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)性疾病、婦科及心血管疾病等具有較好的輔助療效，對(duì)沒(méi)有疾病的健康人，常泡溫泉也有舒筋活血、解除疲勞及一定保健作用。根據(jù)不同離子的功效，可以打造美白嫩膚、祛風(fēng)除濕、鎮(zhèn)定安神及殺菌止癢等不同功能的溫泉浴劑系列，形成多樣的人工溫泉系統(tǒng)。

表4 1 m3溫泉水所需添加的各成分

表4為某種浴劑產(chǎn)品配制成1 m3溫泉水所需添加的各成分以及含量表，該產(chǎn)品浸泡一次可燃燒大量熱量，浴后身心舒暢，肌膚美白光滑細(xì)膩。經(jīng)常使用該產(chǎn)品泡澡，不僅對(duì)風(fēng)濕性疾病、心血管疾病等有較好的防治作用，還能促進(jìn)血液循環(huán)和新陳代謝，可以消除疲勞，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。本產(chǎn)品原料無(wú)毒無(wú)害，浴后可直接排放，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，且該工藝簡(jiǎn)單，制造成本低，適用于各大酒店和浴場(chǎng)。

3 結(jié)論

(1)將脫硫液的處理工藝與浴劑的配制工藝一體化，相比普通的兩個(gè)獨(dú)立工藝大大降低了操作成本，減少了工藝過(guò)程，更有利于實(shí)現(xiàn)資源的直接循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

(2)在浴劑產(chǎn)生器中，浴劑其它成分的加入采用全自動(dòng)控制，因此浴劑的成分含量波動(dòng)較小，比傳統(tǒng)的手工加入較準(zhǔn)確。

(3)該浴劑產(chǎn)品經(jīng)過(guò)泉質(zhì)產(chǎn)生器后可直接應(yīng)用于各大人工溫泉，且溫泉池的水循環(huán)處理可以返回脫硫液的凈化過(guò)程，這樣能夠降低設(shè)備投資。