李 婷 張勝利 楊 倩 王 林

（咸陽陶瓷研究設(shè)計院 陜西 咸陽 712000）

前言

噴霧干燥在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用是在20世紀(jì)50年代中期才開始的。近20多年來，由于噴霧干燥設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展，在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。目前，已應(yīng)用噴霧干燥大規(guī)模生產(chǎn)的有墻面磚、地面磚、電瓷以及特種陶瓷如鐵氧體、氧化鋁、滑石鋯英石等，近年來又應(yīng)用到生產(chǎn)冶金保護(hù)磚、日用陶瓷、高壓電瓷、玻璃粉和某些金屬的碳化物等。

陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中的噴霧干燥器，大多數(shù)都是開式循環(huán)系統(tǒng)，干燥后的廢氣經(jīng)簡單除塵后直接排放到大氣中。據(jù)介紹，全國范圍內(nèi)大約有30000臺噴霧干燥器在運(yùn)行，由于排放的廢氣中夾帶著大量的粉塵，有特殊氣味的和有毒的氣體成分，因此，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在保證其正常生產(chǎn)的情況下，解決環(huán)境污染是一個十分迫切的任務(wù)。

1 滿足粉塵排放要求的除塵器

首先我們要了解噴霧干燥系統(tǒng)所排放的煙道氣的物理性質(zhì)（見表1），有針對性地選擇粉塵捕集裝置。從噴霧干燥系統(tǒng)排放到大氣中的粉塵濃度是由粉塵捕集裝置的效率決定的。這些捕集裝置包括旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、濕法除塵器等。旋風(fēng)除塵器是最常用的，它成本低，維修和清洗都很方便，對于要求特別高的捕集效率來說，通過特殊設(shè)計的旋風(fēng)除塵器也是可行的。布袋除塵器在噴霧干燥系統(tǒng)中越來越被廣泛采用，由于近年來布袋材質(zhì)的改進(jìn)，捕集效率提高、耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性較好，使其能滿足工業(yè)生產(chǎn)中粉塵捕集效率的要求；濕法除塵器通常作為二級分離裝置放在旋風(fēng)分離器或袋濾器之后，其捕集效率取決于能量的消耗，要求的捕集效率越高其能耗也就越大。表2列出了各種除塵器可能達(dá)到的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1 煙道氣的物理性質(zhì)

表2 各種粉塵捕集方式可達(dá)到的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)這些年生產(chǎn)經(jīng)驗，采用旋風(fēng)除塵器加上布袋除塵器除塵效果較好，但在陶瓷行業(yè)，對布袋除塵器必須要有特殊要求或增加雙流通管道才能滿足生產(chǎn)要求。在其它行業(yè)要根據(jù)具體情況具體分析。

2 噴霧干燥脫硫技術(shù)的原理及方法

在眾多的脫硫技術(shù)中，利用噴霧干燥法脫去煙道氣中的二氧化硫是一個越來越受到重視的技術(shù)。這項技術(shù)是在20世紀(jì)70年代初開始進(jìn)行研究的，20世紀(jì)70年代末已投入商業(yè)運(yùn)行，20世紀(jì)90年代初已成功地應(yīng)用于總裝機(jī)容量為12000MW火力發(fā)電廠中的煙氣脫硫。它投資少、操作簡單、除硫效率高、沒有二次污染，與煙道氣脫硫中大量使用的濕法相比，噴霧干燥法脫硫形成的粉末產(chǎn)品有更大的選擇性和開發(fā)價值。近年來，該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。

噴霧干燥法脫硫的工藝流程如圖1所示。吸收劑（大部分采用石灰漿液，也有采用碳酸鈉溶液等）用泵輸送到干燥室頂?shù)男D(zhuǎn)霧化器中，形成云狀的霧滴群，霧滴直徑一般在20～100pm，這些霧化后的細(xì)小霧滴在干燥塔中與煙道送來的含硫煙氣（溫度在160～200℃）充分接觸，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和干燥，產(chǎn)生的固體硫酸鹽粉末在塔底、布袋除塵器或靜電除塵器中得以回收。

圖1 噴霧干燥脫硫工藝流程

圖2 噴霧干燥塔吸收性能

該脫硫工藝的控制原理是以調(diào)節(jié)吸收劑的進(jìn)料速度來控制煙道氣出干燥塔的溫度，防止煙氣處于或低于飽和狀態(tài)，最佳操作條件應(yīng)使其略高于飽和溫度，并同時保證排放煙囪中的二氧化硫含量在規(guī)定的范圍內(nèi)。這樣既可以做到用最少的吸收劑達(dá)到最佳的脫硫效果，又能保證干燥裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

在脫硫干燥裝置中一般有2種方法，一種為霧化器方式，即將脫硫劑加水后使其霧化；另一種方式為將脫硫劑與原料直接混合再霧化。從陶瓷行業(yè)具體情況來分析，采用第二種方法更為方便直接。

噴霧于燥脫硫效率取決于吸收劑的使用量，一般可達(dá)95%，如果把部分干燥后的產(chǎn)品返回到進(jìn)料液中循環(huán)使用，可以改善吸收劑的性能，很好地利用其中的活性組分，提高除硫效率。圖2示出了不同溫度及不同循環(huán)對除硫效率的影響；表3列出了以CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能。

表3 CaO2為吸收劑的噴霧干燥脫硫性能

3 噴霧干燥脫硫技術(shù)應(yīng)用

噴霧干燥脫硫技術(shù)能否廣泛應(yīng)用的一個重要前提是能否解決干燥后的大量粉末硫酸鹽的合理開發(fā)利用問題。圖3示出了其應(yīng)用范圍，可以再生作為吸收劑，部分干料可循環(huán)使用，作為大地的添充物，轉(zhuǎn)化為牙膏狀用于水泥的緩凝劑，制成顆粒狀的人造砂石，作為建筑材料的填充劑代替常用的混凝土和瀝青等。

圖3 用作脫硫設(shè)備的噴霧干燥器

4 結(jié)語

隨著陶瓷工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的增加，噴霧干燥產(chǎn)生的尾氣越來越多，對空氣的污染也越來越嚴(yán)重，所以尾氣處理要在技術(shù)上突破，達(dá)到環(huán)保要求是勢在必行的。