重灰爐尾氣排放治理技術(shù)應(yīng)用

劉曉衛(wèi)

(陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 咸陽(yáng) 713100)

1 項(xiàng)目背景

聯(lián)堿裝置原設(shè)計(jì)重灰尾氣處理系統(tǒng)由循環(huán)水泵、洗滌塔、排氣罐、洗水桶等幾大部分組成。尾氣中粉塵及有害氣體主要靠洗滌塔及排氣槽來(lái)吸附凈化處理。此流程全部采用濕法除塵，導(dǎo)致洗滌水堿塵濃度高，在洗滌塔中氣液分離不徹底，排氣口堿塵較大，經(jīng)檢測(cè)排放尾氣中粉塵含量超標(biāo)，且尾氣夾帶霧滴含量高，拖尾現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)周邊環(huán)境會(huì)造成一定程度的污染，現(xiàn)場(chǎng)地面常常出現(xiàn)白色堿塵，與當(dāng)前的環(huán)保要求相差甚遠(yuǎn)，以下為改造前尾氣顆粒物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。

表1 重灰尾氣改造前排口顆粒物含量數(shù)據(jù)

2 初步方案探討及改造目標(biāo)

2.1 初步改造方案

原有洗滌塔洗滌效果及排氣槽的分離效果不好是導(dǎo)致尾氣堿塵濃度高的主要原因。考慮到原尾氣處理系統(tǒng)不能作大的變動(dòng)調(diào)整，本次改造擬在原系統(tǒng)及系統(tǒng)末端進(jìn)行改造，本工程改造范圍包括：重灰爐氣洗滌塔內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在排氣槽底部水浴段進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造升級(jí)，在排氣槽側(cè)加裝一套新的除霧除塵處理裝置，除霧除塵處理裝置(除霧系統(tǒng)，噴淋、沖洗系統(tǒng))非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)和制造，以及系統(tǒng)的安裝、調(diào)試等。

2.2 改造后流程變化

圖1 改造前工藝流程

圖2 改造后工藝流程

由煅燒爐、水合機(jī)排出的廢氣經(jīng)排出口通過(guò)洗滌塔底部進(jìn)氣口進(jìn)入噴淋填料塔，塔體中上部噴淋吸收液，下部進(jìn)入塔體的有害氣體與噴淋液呈逆流流動(dòng)，廢氣穿過(guò)由填料組成的填料層，再經(jīng)過(guò)噴淋洗滌處理，使氣液兩相充分接觸發(fā)生吸收反應(yīng)，達(dá)到凈化目的。

經(jīng)洗滌塔初步處理的廢氣排入排氣槽，排氣槽底部有固定深度的恒液位，由洗滌塔排入的廢氣通過(guò)管道引入恒定液位層，廢氣經(jīng)恒定液位層均勻流出，讓氣體與液體充分混合，洗滌塔中未脫除干凈的粉塵顆粒在氣液混合過(guò)程中沉降分解。

為了降低排出尾氣中水霧含量及尾氣中攜帶的大的液滴、顆粒物，在排氣槽側(cè)面加裝一套除霧除塵裝置，除霧除塵裝置由波形板除霧器和管束式除霧器組成。排氣槽排出含有大量水霧的廢氣經(jīng)波形板除霧器均流通過(guò)管束式除霧器處理后，將排出氣體中的液滴脫除凈化，使尾氣拖尾得到明顯改觀，顆粒物含量達(dá)標(biāo)。(注：對(duì)于飽和蒸汽此工藝不能有效脫除)

吸收了廢氣中粉塵的噴淋吸收液由排氣槽、洗滌塔及除霧除塵裝置底部的回流管回流入地面洗水桶；廢氣處理過(guò)程中蒸發(fā)水分由補(bǔ)水管補(bǔ)充至設(shè)定的液位，洗水桶沉淀后的噴淋循環(huán)液通過(guò)循環(huán)泵抽出重新送進(jìn)洗滌塔及排氣槽，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地對(duì)廢氣中的粉塵及有害氣體進(jìn)行吸收凈化。當(dāng)循環(huán)液達(dá)到一定的濃度后，循環(huán)液應(yīng)補(bǔ)充更換，排出高濃度循環(huán)液運(yùn)至系統(tǒng)的水合工序處理利用。

注：為了保證排放尾氣中顆粒物達(dá)標(biāo)(<120 mg/m3)以下，除通過(guò)上述處理凈化手段以外，還得必須控制好噴淋循環(huán)液中堿的濃度。循環(huán)液中堿液濃度建議控制在10%以下。

3 改造方案的實(shí)施

3.1 洗滌塔改造

3.1.1 噴淋裝置

采用液相噴嘴將洗滌液霧化成細(xì)小液滴，均勻地分散于氣相中，增大液相的比表面積，有利于提高碰撞及攔截粉塵的概率，達(dá)到較高的除塵效率。

洗滌液通過(guò)噴嘴霧化成細(xì)小液滴均勻地向下噴淋，含塵氣體由噴淋塔下部進(jìn)入，自下向上流動(dòng)，兩者逆流接觸，利用塵粒與水滴的接觸碰撞而相互凝聚或塵粒間團(tuán)聚，使其重量大大增加，靠重力作用而沉降下來(lái)。洗滌塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)改造利用原來(lái)的DN80沖洗進(jìn)水管作為噴淋系統(tǒng)的總進(jìn)水管，循環(huán)水量不需要增加，利用工藝系統(tǒng)的130 m3/h循環(huán)泵循環(huán)沖洗噴淋。但應(yīng)控制循環(huán)液中溶解堿的濃度。

3.1.2 絲網(wǎng)除沫器

絲網(wǎng)除沫器主要是由絲網(wǎng)、絲網(wǎng)格柵組成絲網(wǎng)塊和固定絲網(wǎng)塊的支承裝置構(gòu)成，絲網(wǎng)為各種材質(zhì)的氣液過(guò)濾網(wǎng)，氣液過(guò)濾網(wǎng)是由金屬絲或非金屬絲組成。氣液過(guò)濾網(wǎng)的非金屬絲由多股非金屬纖維捻制而成，亦可為單股非金屬絲如PP聚丙烯和PTFE聚四氟乙烯等工程塑料，也可以采用混編型氣液過(guò)濾網(wǎng)如金屬與聚丙烯或聚四氟乙烯等工程塑料混編、金屬與各種纖維線混編等。

1.絲網(wǎng) 2.定距桿 3.格柵圖3 絲網(wǎng)除沫器

本次改造，考慮到堿液中還有少量的NaCl具有一定的腐蝕性，同時(shí)絲網(wǎng)要具有一定的強(qiáng)度，最后選擇抗腐蝕性強(qiáng)的316L金屬絲做為絲網(wǎng)除沫器。將原有φ1600×150絲網(wǎng)除沫器更換為φ3000×150的絲網(wǎng)除沫器。除沫器壓損約為200 Pa。

3.2 排氣槽改造

環(huán)形分布管具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便的優(yōu)點(diǎn)，因而在廣泛的用作流體初級(jí)分布器，如吸收塔的氣體、液體分布。使用環(huán)形分布管的目的是使氣體延管長(zhǎng)方向均勻分布，即使單位管長(zhǎng)所流出的氣體相等。

環(huán)形分布管的流道靜壓差應(yīng)該被穿孔壓降的差別所補(bǔ)償；這就是環(huán)形分布管流體均布的條件式。本排氣槽分布管采用同心圓分布方式，中心設(shè)置豎流輸送總管。

考慮到總壓力損失的問(wèn)題，排氣槽內(nèi)水浴水深度維持原深度不變，排氣槽循環(huán)水補(bǔ)水管利用原來(lái)的供水管。

3.3 除霧除塵裝置

除霧除塵裝置由一個(gè)直徑2 500 mm高6 000 mm鋼構(gòu)防腐塔組成，塔內(nèi)由下到上依次為波形板除霧器、管束除霧器、管束除霧器沖洗系統(tǒng)；進(jìn)氣口在塔的底部側(cè)面，排氣口在塔的頂部。塔及塔平臺(tái)總重約為3.5 t。

波形板除霧器是除霧除塵塔重要部件。波形板除霧器的功能是把在噴霧吸收過(guò)程中，煙氣夾帶的霧粒、漿液滴捕集下來(lái)。波形板除霧器的效率不僅與它身的結(jié)構(gòu)有關(guān)而且與霧粒的重度和粒徑有關(guān)。根據(jù)液滴大小、系統(tǒng)壓降、材質(zhì)、塔內(nèi)氣液流速等參數(shù)最后確定了波形板除霧器型號(hào)為K300，過(guò)濾面積為7 m2，厚度為300 mm，材質(zhì)為PP的波形板除霧器。

圖4 波形板除霧器

圖5 管束式除霧器

管束除霧器，洗滌塔在運(yùn)行過(guò)程中，易產(chǎn)生粒徑為微米的“霧”，“霧” 含有大量水分，因此，被凈化的氣體在離開排氣槽之前要除霧。除霧器是排氣槽后端的重要部件。除霧器的功能是把在煙氣中夾帶的粉塵、霧粒、漿液滴捕集下來(lái)。除霧器的效率不僅與它身的結(jié)構(gòu)有關(guān)而且與霧粒的重度和粒徑有關(guān)。根據(jù)霧滴大小，介質(zhì)等參數(shù)確定了管式除霧器的規(guī)格，φ315×1200， 材質(zhì)FRPP，2層，過(guò)濾面積(截面)14 m2，壓損400 Pa；沖洗管主管φ63，材質(zhì)FRPP。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)過(guò)二十多天的設(shè)備安裝及改造，排放口尾氣中水霧及拖尾現(xiàn)象目測(cè)有明顯改觀，排放口顆粒物含量符合 GB16297《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。排口中堿塵濃度由改造前的1 466.79 mg/m3降至8.0 mg/m3，現(xiàn)場(chǎng)地面再未曾出現(xiàn)白色痕跡堿塵。(見表2)

表2 重灰尾氣改造后排口顆粒物含量數(shù)據(jù)

本項(xiàng)目在改造前因尾氣排空指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致一直停產(chǎn)階段，通過(guò)改造，排口指標(biāo)正常，環(huán)境問(wèn)題得以解決，運(yùn)行至今一切運(yùn)行良好。本改造不但使環(huán)保問(wèn)題得以解決，同時(shí)由停產(chǎn)轉(zhuǎn)向開車，按照重質(zhì)堿與輕質(zhì)堿利潤(rùn)差50元計(jì)算，重質(zhì)堿日產(chǎn)400噸計(jì)算，每年經(jīng)濟(jì)效益50×400×300=600萬(wàn)。