化工廢液焚燒廢氣除塵技術特點探析

李 軍，李江陵

（武漢龍凈環保科技有限公司，武漢 430065）

隨著經濟的發展，化工廠生產的皂化廢液采用焚燒工藝來處理的越來越廣泛。皂化廢液中含有大量可回收的碳酸鈉，當前粉塵收集設備主要是電除塵器。廢堿焚燒產生的粉塵有其自身的特點，選型設計時如果考慮不周，設備運行維護不到位，往往會出現設備腐蝕嚴重、故障頻繁等問題，縮短設備壽命，造成經濟損失。依據廢堿焚燒產生的煙粉塵特點，針對性強、防護措施得當和提高設備高效穩定運行是特別值得關注的課題。

1 化工廢堿焚燒工藝流程和廢氣特點

1.1 工藝流程（見下圖）

皂化廢液在鍋爐內焚燒，得到副產品蒸汽并回收碳酸鈉。經加熱后的皂化廢液在重油的助燃下，以微小液滴形式擴散于爐內燃燒，其燃燒產物中約70%的固體碳酸鈉隨煙氣排出，由電除塵器捕集。

工藝流程圖

1.2 皂化廢液、廢氣的特點

從環己烷氧化高壓裝置出來的未經濃縮的皂化廢液固含量一般為18%～30%（質量分數）。固含量為18%時的典型組成為：環己烷0.02%、環己醇0.05%、環己酮0.11%、有機酸鈉鹽17.37%、NaOH0.81%、水79.43%。由于皂化廢液的特性，蒸發濃縮過程中的結垢和起泡影響，一般只能將皂化廢液增濃至50%左右。將該質量分數的皂化廢液送入焚燒爐時，在800℃的焚燒溫度下，皂化廢液中的水分汽化將會帶走大量的熱，使爐膛溫度下降甚至熄火，所以需添加大量重油作輔助燃料。因此，皂化廢液在焚燒的煙氣中含有大量蒸汽，以及未燃燒的重油和有機酸；回收的固性物為Na2CO3，其固態堿的純度大約在90%以上。廢堿煙氣粉塵為堿性粉塵，具有腐蝕性、遇冷容易板結的特點；堿性粉塵粒徑為0.1～1μm，因此粉塵收集后，堆積蓬松容易搭橋。

2 廢堿液焚燒爐電除塵器的選型、設計

廢堿液焚燒煙氣粉塵具有煙氣溫度高、粉塵細、濕度大、腐蝕性強的特點，電場風速一般取0.4～0.8m/s。

2.1 針對高腐蝕性粉塵的設計

殼體設計采用鋼板厚度＞6mm；設計施工要求殼體全部采用雙面焊接，減少漏風的可能性；在易漏風處（振打穿孔、吊掛、人孔門），采用可靠的密封技術，配以合理的機構及耐溫材料，以確保不漏風；對設備外露鋼結構采用耐防腐油漆工藝，現場安裝產生的焊縫，在焊接后要進行除銹刷漆，提高防腐效果。

2.2 針對高溫、高濕度煙氣粉塵設計

采用外保溫，保溫層厚度200mm；加大保溫箱內絕緣子加熱器數量和功率，采用恒溫控制，可有效防止結露或爬電；陰極線分成小段，裝在小框架上，與小框架形成整體，減少陰極線的總熱膨脹量；陽極板采用SPCC板，自由懸掛，可自由伸縮；密封件全部采用耐溫材料；采用雙層檢修門。

2.3 針對高黏性、超細粉塵設計

根據灰分分布，采用可靠振打加速度，將極板上的沉積粉塵清除干凈；運用先進的控制技術，可實現振打器的斷、欠電振打，調整適當的振打周期，更利于清灰。

2.4 除塵器進氣口的設計

根據廢堿焚液燒鍋爐的工藝特點，除塵器進氣口通常設計為上進氣式，由于粉塵細、黏附性強、流動性差等特點，需減小摩擦阻力，加大進風口底板與水平面夾角；在進口過渡段設置導流板，能保持流動現狀，對氣流進行分配；在進風口中部設置多層折流板，折流板起到分配氣流作用，改變氣流流動方向，使較大的粉塵顆粒在運行中減小動能，利于粉塵顆粒有效沉降。

2.5 灰斗的設計

因堿性粉塵比重小、流動性差、易搭橋，因此采用錐形灰斗矩形出灰口，以減小堿灰搭橋。灰斗的溜灰角大于70°，有利于粉塵的流動，使粉塵不至于黏附在灰斗壁上，防止灰斗堵塞。鄰壁交角的內側，作成圓弧型，保證灰塵自由流動。增設蒸氣加熱與電加熱雙重保險，電加熱采用特制裝置，在壁板與保溫層之間形成具有熱氣的空腔，防止灰斗壁板因溫度低而結露，造成腐蝕。

2.6 其他部件的設計

堿灰粉塵細，流動性差，殼體內部梁、柱及連接件設計時采用特殊處理，以減少死角，平滑過渡防止積灰、搭橋。

2.7 電氣設計

由于煙氣中含有大量水蒸氣，設備運行時電流大，選型時應選擇合適的電流、電壓值，以保證煙氣與電氣合理匹配。

3 廢堿液焚燒爐電除塵器安裝

在廢堿液焚燒爐電除塵器的安裝中，除塵器漏風問題十分普遍，常見的漏風處有：進出煙箱法蘭接口處、灰斗下料口、人孔門、風管等。漏風會造成電除塵器的除塵效率降低；如果電除塵器的保溫效果差，冬季會出現結冰現象；煙氣腐蝕性強時，電除塵器的使用壽命會大大縮短。根據廢堿液焚燒爐煙氣粉塵的特點，安裝除塵器應注意保溫、密封。

（1）煙氣中含有大量水汽，煙氣在局部降溫時容易冷凝析出水分；嚴把質量關，確保除塵器整體漏風率小于2%。如果安裝質量差，就會因局部漏風造成高溫煙氣冷凝析出水分，堿灰與煙氣析出的水形成強腐蝕性的堿液腐蝕本體，縮短設備壽命。因此除塵器內表面連接的焊縫，要全部采用雙面連續焊，以防止冷凝出現的液體腐蝕焊縫，繼而腐蝕殼體。

（2）在灰斗、進出口、本體頂部及側面配蒸汽伴熱，減少設備內的熱量散失，保持壁板內部的粉塵溫度大于露點溫度，以避免造成堿灰板結。

（3）保溫材料采用導熱性能差的材料并增加保溫層厚度，并在保溫材料和外護板之間加密封錫箔紙；保溫外護板搭接成防水式，形成集中排水，保證保溫材料的干燥性，能有效地起到保溫效果。

4 廢堿液焚燒爐電除塵器運行及維護

皂化廢液焚燒時，皂化廢液具有熱敏性，其中的有機酸鈉鹽受熱即分解生成二氧化碳和無機鹽，大量的二氧化碳氣體引起皂化廢液發泡，造成氣液夾帶的氣泡；氣泡隨煙氣進入除塵器內部，冷凝后的水相因帶堿，對設備腐蝕嚴重。特別是廢堿焚燒爐在投運時，因皂化廢液中的水分汽化將會帶走大量的熱，使爐膛溫度波動大，忽高忽低，對除塵設備腐蝕嚴重，除塵效率下降。

調試試車階段，煙氣溫度較低且不穩定。未燃盡的重油飄落到絕緣件上，經常造成絕緣件炸裂或斷裂，電壓升不上去，除塵器設備失效。

在溫度低時，未燃盡的重油混合物（大量黏稠物掛在電除塵器極線和極板上）使得清灰困難，久而久之，陰極線肥大，陽極板積灰，導致電場在二次電壓不變的情況下二次電流明顯下降，陰極線肥大使得導電體的曲率半徑增大，電荷密度下降，場強降低，導致除塵效率下降。嚴重者溫度升高，重油在電場內部燃燒，造成極板變形或報廢。加上煙氣中水汽含量高、溫度低，長時間運行，電除塵器將嚴重積灰，造成極板彎曲、 嚴重腐蝕，縮短了除塵器的正常使用壽命。

在正常負荷下，煙氣流量、排煙溫度、煙氣含塵濃度等參數與設計參數相差不大，電除塵器能夠正常運行。

因此，在生產工作中要努力改善除塵器運行狀況，特別是試車階段，啟動熱風系統，改善煙氣溫度，嚴格執行《電除塵器運行維護導則》，對于設備運行中存在的故障和缺陷要及時處理，制定完善、合理的檢修周期和計劃。

操作管理不當，也是電除塵器壽命縮短的原因之一。操作人員一定要按要求定期巡查、操作，及時處理設備隱患。特別要對排出灰系統和保溫、加熱系統，以及灰斗料位計、鎖氣器等裝置進行檢查。

（1）漏風率的控制。在日常運行和停運檢修時，要注意查找電除塵器本體焊口、人孔門、穿墻套管、灰斗等處的氣密性，盡量減小漏風率，同時，對焚燒爐漏風點也應控制，減小進入除塵器的總煙氣量。

（2）對運行工況勤監視。督促除塵值班人員對運行工況勤調整監視，對設備狀況勤檢查，做到及時發現故障，及時消除。特別在焚燒爐熄火或煙氣溫度降低時，要及時啟動熱風系統，向除塵器通入熱源，減緩設備內部的降溫幅度 。

（3）提高除塵器配套設備的可靠性，尤其是輸灰系統。從實際運行情況來看，在影響電除塵器投運率的各項因素中，輸灰設備的故障占了50%左右。常見的問題有輸灰不暢、灰斗堵塞，以及進出料閥故障和灰斗料位信號不準引起電場滿灰短路等。

5 結語

對皂化廢液的綜合利用，既可消除污染，又可實現皂化廢液的無害化與資源化處理；電除塵器除塵效率的高低直接影響到化工廠的社會效益、環境效益和經濟效益，因此合理維護使用除塵設備至關重要。