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    【技术】陶瓷企业粉尘及烟气治理

      发布时间:2018-03-16 11:20

      北极星环保网讯:陶瓷行业被称为三高行业,粉尘是不可忽视的一项。在原料、辅料以及煤炭的运输过程中,以及粉碎、筛分、配料、成型、干燥、修坯以及烧制等整个生产过程中,都会有粉尘产生,这些粉尘是颗粒物的主要来源。陶瓷生产过程中产生的颗粒物,一般分为两种,一种为粉尘状污染物,产生于原料称配入磨、原料加工、泥坯料制备、釉料制备、压制成形和施釉等工段;另一种为含颗粒的气体,产生于干燥和烧成工段。根据陶瓷企业的工艺特点及粉尘产生的状况,一般采用脉冲袋式除尘器和滤筒除尘器对颗粒物进行去除。

      产生颗粒物的原因不外乎以下几种:喷雾塔烟气集中排放,而且氧含量有差异,导致换算值存在较大差别;原布袋除尘器的滤芯过度精度不够;布袋除尘器旁通阀门泄漏;脱硫循环水含较多悬浮物,随烟气排放;布袋除尘器箱体漏风率过高;管道积灰未及时清除等。

      采用脉冲袋式除尘器或湿法除尘器是陶瓷企业普遍采用的除尘工艺,相比湿法除尘而言,脉冲袋式除尘器效率较高且稳定。建筑陶瓷的喷雾塔采用的是脉冲袋式除尘器,滤袋的品质很重要,直接影响除尘效果,采用PTFE覆膜滤袋处理后的烟尘排放浓度小于10mg/m,窑炉除尘以前大多是利用湿法除氟去除窑炉烟气的烟尘,一些采用干法除氟的企业在窑炉上也使用脉冲袋式除尘器。

      脉冲袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果,如重力、惯性力、碰撞、静电吸附、筛滤作用等。当含烟尘、粉尘气体经进气口进入除尘器,较大的粉尘颗粒因截面积的增大,风速下降,而直接沉降;较小的烟尘、粉尘颗粒被滤袋阻留在滤袋表面。经过滤袋净化的气体,由滤袋内部进入箱体,再由阀板孔出口排入大气,达到除尘的目的。

      随着过滤的不断进行,滤袋表面的烟尘、粉尘越积越多,滤袋阻力不断升高,当设备阻力达到一定的限值时(1245-1470Pa)时,滤袋表面积聚的烟尘、粉尘需及时清除;清灰发出信号,首先第一个室的控制提升阀关闭切断过滤气流,停止过滤过程,然后电磁脉冲阀打开,以极短的时间(0.1-0.15秒)向箱体内喷入压力为0.3-0.7MPa的压缩空气,在箱体内迅速膨胀涌入滤袋内部,使滤袋产生形变、震动、滤袋外部的粉尘被清除下来掉入灰斗,清灰完毕之后提升阀再次打开,这个箱室的滤袋重新恢复到过滤状态。而下一个箱室则进入清灰状态。并如此逐一按上述要求直至最后一个箱室清灰完毕为一个清灰周期。脉冲袋式除尘器的脉冲宽度和清灰周期,由清灰程序自动控制连续运行,从而保证清灰效果和设备连续稳定的运行。

      喷雾塔烟气温度一般在80-115℃,当炉况发生变化时温度可达150℃甚至更高,此时会发生烧袋现象;当烟气含湿量大于35%,温度70℃,除尘器会结露和糊袋。为了防止除尘器结露和糊袋以及由于温度过高等而发生的恶性事故,除尘器的进风管道,本体及灰斗都采取了保温措施,以防止除尘器结露;在除尘器的进风口处也安装有温度检测与自动报警装置,并在除尘器进风口设计了烟气冷却装置,废气一旦超过除尘器的使用温度范围,则发出警报,自动采取温控措施,以确保除尘器安全运行。

      各箱室的脉冲和清灰周期由清灰程序按事先设定的程序自动连续进行,从而保证了压缩空气清灰的效果。整个箱体设计采用了进口和出口总管结构,灰斗可延伸到进口总管下,使进入的含尘烟气直接进入已扩大的灰斗内沉降,达到预除尘的效果。所以脉冲袋式除尘器不仅能处理一般浓度的含尘气体,且能处理高浓度含尘气体。

      脉冲袋式除尘器的除尘效率可达99.9%以上,粉尘排放可控制在30mg/Nm以下;可处理100g/Nm以下的高浓度粉尘。先进的密封措施,漏风系数小于2%;先进的结构设计,单位体积过滤面积大,设备体积小。独特有效的气箱脉冲清灰方式,延长滤袋的使用寿命;采用PTFE覆膜滤袋,使用寿命长;性能稳定,PLC智能控制,自动化程度高,日常管理维护简单。

      在炉膛增设SNCR和水煤浆+固硫剂喷入炉膛脱硫、循环流化床半干法脱硫,对已有的引风机和布袋除尘器进行改造,取消脱硫反应塔。

      该方案在炉膛段主要利用850~950℃的高温窗口进行水煤浆+固硫剂脱硫和SNCR脱硝反应,然后在喷雾塔与布袋除尘器之间增设一套循环流化床半干法反应器,完全可将SO2排放浓度降低到100mg/Nm以下、NOx排放浓度降低到100mg/Nm以下并脱除掉部分氟。循环流化床悬浮式脱硫技术是一种半干法脱硫工艺,其副产物为干态的脱硫灰渣,出口烟温较高,可有效地避免由于水蒸气携带析出的Na+而造成除尘后粉尘浓度反而升高的情况发生。对布袋除尘器进行改造或更换以匹配循环流化床反应器,对已有的引风机进行改造以克服新增设备或系统(如新增设的环流化床反应器)的阻力,取消掉已有的脱硫塔,简化系统流程,减小后期的运行与维护量。

      循环流化床烟气脱硫系统(CFB-FGD)由烟气系统、脱硫塔系统、脱硫除尘器系统、脱硫工艺水系统、物料再循环系统、吸收剂制备系统、压缩空气系统等构成。

      由炉膛出来的烟气从底部进入吸收塔,吸收塔底部为文丘里装置,烟气流经时被加速。吸收剂通过一套喷射装置在吸收塔底部喷入,循环脱硫灰从吸收塔底部的另一侧输送进入吸收塔。吸收剂和循环脱硫灰受加速后的烟气冲击后悬浮起来,形成流化床,与烟气充分混合完成脱硫反应。

      在吸收塔内烟气与吸收剂处于激烈的湍动状态,循环流化床内的Ca/S摩尔比可以达到40~50。吸收剂颗粒与烟气之间存在较大的滑移速度,吸收剂颗粒之间的不断摩擦、碰撞,增加了脱硫反应的反应界面,强化了脱硫反应的传质与传热,从而使脱硫系统能够达到较高的脱硫效率。

      吸收塔内设有分级喷水装置,喷入的雾化水使烟气温度降至55℃左右,水滴喷入吸收塔后,一部分水滴捕捉吸收剂颗粒后形成浆滴,浆滴的水分蒸发速度下降,浆滴内开始阶段的脱硫反应为离子反应,随着水分的蒸发,脱硫反应也逐渐由离子反应过渡到气固反应。

      经吸收塔净化后的烟气从吸收塔的顶部排出,然后进入脱硫除尘器,再通过锅炉引风机排入烟囱。经除尘器收集下来的固体颗粒,大部分通过除尘器下的再循环系统返回吸收塔继续参加脱硫反应,从而形成脱硫剂的多次循环,少部分脱硫灰渣通过气力输送到脱硫灰仓。吸收塔内烟气的平均流速控制在4m/s左右,烟气在塔内的停留时间超过5秒,95%以上的脱硫反应都能够在塔内完成。

      环流化床烟气脱硫工艺的特点是吸收剂的流化,通过烟气与不断循环的吸收剂的接触完成对烟气中SO2的吸收。其技术关键在于吸收剂的再循环,也正是吸收剂的再循环造成了脱硫塔内的实际钙硫比要远高于表观钙硫比,从而使烟气能够在较短的时间内达到较高的脱硫效率,并提高吸收剂的利用率。

      (文章节选于王银川《陶瓷砖原料车间生产管理技术手册》第九章,内容有改动,作者系某陶瓷职业经理人)