关红燕
（山西焦化股份有限公司，山西 洪洞041606）
［摘 要］山西焦化集团有限公司采用碳酸钠半干法脱硫技术去除炼焦尾气中的含硫气体，所得脱硫灰（属危险固废）现阶段采用建立储灰场进行堆存处理，但随着国家环保要求的升级，该处理方式已难以为继。为此，山西焦化对脱硫灰资源化利用进行了试验研究，并对项目的市场应用和经济效益进行了分析。初步试验、放大试验、洗衣粉中的应用试验表明，脱硫灰采用“高温煅烧—溶解压滤—滤液蒸发析盐—混盐”的四级处理工艺处理后，所得硫酸钠和碳酸钠的混合盐可替代洗衣粉配料中的硫酸钠和碳酸钠，并提出脱硫灰制混合盐产品的生产工艺设计；市场应用分析表明，混合盐产品市场销路看好，山西本地市场即可完全消化；经济效益分析表明，混合盐销售获利基本上可覆盖其生产成本，相较于每年需支付的危险固废处理成本具有显著的优势。可望为脱硫灰的资源化利用开发出一条非常有前景的路线。目前，山西焦化脱硫灰制混合盐项目的可行性论证已初步完成，将根据现场情况开展下一步工作。
［关键词］脱硫灰；脱硫灰制混合盐；洗衣粉配方；试验研究；生产工艺设计；市场应用分析；经济效益分析
［中图分类号］X784 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）02-0070-03
0 引 言
山西焦化集团有限公司（简称山西焦化）是山西省重点建设的3个3 000 kt/a焦炭的龙头企业之一，是一家主营煤炭洗选、炼焦生产、煤焦油及粗苯加工、甲醇生产、水泥生产等为一体的大型煤炭综合利用企业。山西焦化响应国家环保要求，采用碳酸钠半干法脱硫技术去除炼焦尾气中的含硫气体，得到含有大量无机混合盐的脱硫灰，该脱硫灰呈灰黑色，外观为超细粉末，按《国家危险废物名录》应为一类固体废弃物。山西焦化现阶段采用建立储灰场进行堆存处理，但随着国家环保要求的升级，该处理方式已难以为继，亟需对脱硫灰进行有效处理。
为此，山西焦化对脱硫灰资源化利用进行了试验研究，并对其市场应用进行了分析。山西焦化在对无机盐相关领域的废水、废渣处理方法进行大量调查研究的基础上，与有无机盐领域和日用化学品开发、设计等技术储备的山西南风科技有限公司进行技术合作，经过专业化技术开发，研究出了一项可资源化利用焦化脱硫灰并彻底解决其环境污染问题的技术，该技术属于行业首创，实现了产品与技术的创新。以下对有关情况作一简介。
1 理论分析
对3批次脱硫灰样品（1#样、2#样、3#样）成分进行分析，数据见表1。从分析数据来看，脱硫灰中主要无机盐为Na2SO4、Na2CO3和NaCl，其他可溶盐含量极低且溶解的话最终将会留在母液中，对试验产物的质量（品质）不会产生影响。利用100 ℃下的Na2CO3-Na2SO4-NaCl-H2O四元体系相图对该体系进行分析，该体系通过蒸发结晶只可得到以复盐和混合盐形式存在的产物。
洗衣粉生产配方中需添加硫酸钠和碳酸钠，其添加比例大致为3∶1，由表1数据可知，脱硫灰中的硫酸钠与碳酸钠的比例，与洗衣粉配方中需添加的硫酸钠与碳酸钠的比例相差不大，因此，考虑对脱硫灰采用“高温煅烧—溶解压滤—滤液蒸发析盐—混盐”的四级处理工艺进行处理，将得到的硫酸钠和碳酸钠混合盐替代洗衣粉配料中的硫酸钠和碳酸钠，该思路可以很好地解决脱硫灰产混合盐的去向问题。
2 试验研究
2.1 试验方法
2.1.1 有机物去除、配料浓度选择
取适量的脱硫灰分别在500 ℃、600 ℃、700 ℃下进行1 h和2 h煅烧试验，去除有机物，观察脱硫灰的颜色，煅烧后得到的烧余物用去离子水加热溶解，然后进行压滤，压滤得到的滤液进行蒸发析盐，蒸发所得混合盐为白色晶体，母液微黄透亮。试验表明，脱硫灰在600 ℃下煅烧2 h即可有效去除有机物。
为保证脱硫灰中的盐全部高效地溶解，既保证配料浓度应尽量达到饱和又防止因温度变化而出现部分结晶的情况，对煅烧后的脱硫灰与去离子水按不同浓度配比进行摸索与调整，发现26%～28%为最佳配比浓度。
2.1.2 放大试验
更多内容详见《中氮肥》2022年第2期